Сложные удобрения в севооборотах
В ряде случаев сложные удобрения создают для сельскохозяйственных культур более благоприятный режим питания, чем эквивалентный набор простых удобрений, особенно в начальные фазы вегетации растений. Преимущества сложных удобрений перед простыми в значительной мере зависят от типа почвы, химического состава удобрений, а также биологических особенностей сельскохозяйственных культур.
Многолетние опыты, проведенные в различных почвенно-климатических зонах, показали, что эффективность удобрений и особенности их взаимодействия с почвами лучше всего выявляются При длительном применении. Так, на Долгопрудной агрохимической опытной станции НИУИФ исследования проводятся с 1933 г. На дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве эффективность фосфатов аммония изучали на известкованном и неизвесткованном фонах в сравнении с простыми балластными удобрениями (сульфат аммония, суперфосфат, хлористый калий) в пятипольном севообороте со следующим чередованием культур: картофель, свекла, овес, многолетние травы, озимая рожь. За ротацию севооборота вносили по 292 кг азота и по 315 кг Р2О5 и K2O. Известь применяли в первой ротации севооборота (по гидролитической кислотности почвы 7,5 т СаСО3 на 1 га) под свеклу.
Результаты исследований показали, что на дерново-подзолистой почве балластные и концентрированные удобрения оказывают различное влияние на урожай сельскохозяйственных культур в зависимости от реакции почвы и отношения растений к почвенной ки:лотности. На неизвесткованном фоне концентрированные удобрения (аммофос + KNO3) увеличивали прибавки урожайности кормовой свеклы и многолетних трав по сравнению с балластным и удобрениями на 9 и 4,7 ц с 1 га соответственно.
Основной причиной неодинаковой эффективности балластных и концентрированных удобрений в опытах с кормовой свеклой и травами явилось различное влияние изучаемых удобрений на кислотность почвы. Сульфат аммония в составе балластных удобрений сильно подкислял почву.
Это влияние сульфата аммония не было полностью устранено внесением извести и последующей нейтрализацией аммиачного азота в удобрении.
В отличие от балластных удобрений концентрированные удобрения (особенно аммофос + KNO3) слабее подкисляли почву, а после нейтрализации аммиачного азота аммофос даже несколько уменьшил ее кислотность.
По данным Соликамской опытной станции (супесчаная дерново-подзолистая почва), за три полных ротации восьмипольного севооборота при изучении влияния длительного систематического применения аммофоса и суперфосфате на урожай важнейших культур севооборота заметных различий также не установлено. Чередование культур в севообороте следующее: пар чистый, озимая рожь, картофель, яровая пшеница с подсевом клевера с тимофеевкой, клевер с тимофеевкой первого года пользования, клевер с тимофеевкой второго года пользования, лен и яровая пшеница, овес.
В многолетних опытах на староорошаемых сероземах и сероземно-луговых почвах Вахшской долины в девятипольном хлопково-люцерновом севообороте при сравнительном изучении эффективности суперфосфата простого и двойного, преципитата, термофосфата, фосфоритной муки и аммофоса последний не имел преимущества перед другими формами удобрений по влиянию на урожай хлопка.
На Алабамской опытной станции (США) в севооборотах хлопчатник, кукуруза с озимыми бобовыми в качестве промежуточной культуры и хлопчатник, кукуруза без бобовых культур аммофос по влиянию на урожай сельскохозяйственных культур уступал суперфосфату, внесенному в той же дозе (27 и 54 кг P2Os ка 1 га). На супесчаной почве разница в эффективности этих форм удобрений была большей, чем на суглинистой. Последействие удобрений также в значительной мере зависело от механического состава почвы: на суглинке оно было примерно равным, а на супесчаной почве аммофос проявлял более слабое последействие, чем суперфосфат. Авторы опытов это объясняют более сильным подкисляющим действием аммофоса по сравнению с суперфосфатом. Так, за 20 лет опыта аммофос понизил pH супесчаной почвы с 5,6 до 5, между тем по суперфосфату этот показатель практически остался на одном уровне.
Изучение фосфатов аммония (аммофоса и диаммофоса) на мощном черноземе Граковского опытного поля НИУИФ показало преимущество этих удобрений перед суперфосфатом. Опыты были заложены в одном четырехпольном севообороте (пар, озимая пшеница, сахарная свекла, ячмень), который затем путем деления всех полей пополам был превращен в восьмипольный.
Изучение характера поступления P2O5 в озимую пшеницу в процессе вегетации, а также вынос фосфора урожаем в полевых опытах Граковского опытного поля НИУИФ на мощном черноземе показало, что монофосфат кальция и аммония создавали лучшие условия питания фосфором, чем преципитат, томасшлак и фосфоритная мука.
На протяжении всего периода вегетации в растения озимой пшеницы Р2О5 из водорастворимых форм фосфорных удобрений поступало больше, чем из других изучаемых форм. Выше оказался и вынос Р2О5 урожаем. Аналогичная зависимость отмечена и в исследованиях с ячменем.
В опытах Н.И. Ворониной, проведенных также на мощном черноземе Граковского опытного поля НИУИФ при различных уровнях насыщения почвы питательными веществами, установлено, что аммофос и суперфосфат по-разному влияют на фосфорный обмен в растениях озимой пшеницы. Так, на почвах со средней и слабой насыщенностью питательными веществами внесение аммофоса способствовало накоплению нуклеопротеидов в озимой пшенице в фазу кущения, в то время как внесение суперфосфата приводило к увеличению в растениях органического кислоторастворимого фосфора. Лучшее действие фосфатов аммония в сравнении с суперфосфатом отмечено на других некислых почвах. Это обстоятельство многие авторы объясняют более высокой подвижностью фосфора, содержащегося в фосфатах аммония, в сравнении с фосфором суперфосфата, благодаря наличию в первых аммонийного иона.
В опытах ВИУА на известкованной по 0,5 гидролитической кислотности дерново-подзолистой почве аммофос также имел преимущество перед суперфосфатом в накоплении органической массы кукурузы, содержании в ней азотистых веществ и калия, оказывал положительное влияние на формирование репродуктивных органов культуры. Еще более отчетливо положительное влияние аммофоса по сравнению с простыми формами фосфорных удобрений проявилось на горохе.
Изучение показало, что коэффициенты использования Р2О5 аммофоса в севообороте в значительной мере зависят от обеспеченности почвы питательными веществами, предшествующей культуры, биологических особенностей возделываемых культур, погодных условий.
На дерново-подзолистом суглинке ДАОС на неизвесткованном фоне при внесении аммофоса в количестве 120 и 240 кг Р2О5 на 1 га за ротацию коэффициент использования фосфора удобрений (с учетом последействия) зерновыми культурами (среднее из трех полей) составил соответственно 13 и 10 %, а на фоне извести — 11 и 7 %.
В длительном опыте Соликамской опытной станции при внесении аммофоса на фоне NK из расчета 840 кг Р2О5 на 1 га за ротацию коэффициент использования Р2О5 удобрения зерновыми культурами (среднее по четырем полям) с учетом прямого действия и последействия составил на фоне NK без извести 15 %, с известью 16, с известью и навозом — 9%.
В длительном опыте на дерново-подзолистой почве в льняном севообороте выявлено преимущество аммофоса перед суперфосфатом по влиянию на урожай семян и выход длинного волокна льна.
Таким образом, изучение фосфатов аммонию в севообороте в различных почвенно-климатических зонах при основном внесении показало, что, как правило, на некислых почвах (черноземах, сероземах, хорошо окультуренных дерново-подзолистых) по действию на урожай сельскохозяйственных культур они равны или даже несколько превосходят суперфосфат.
Ассортимент сложных удобрений пополнился новыми формами, среди которых наибольший удельный вес занимают тройные марки состава NPK — нитрофоски, нитроаммофоски и др.
В настоящее время для почв, хорошо обеспеченных калием, выпускаются удобрения с более выравненным, чем в аммофосе, отношением азота к фосфору; это нитрофос, нитроаммофос. Изучение эффективности таких удобрений в севооборотах в различных почвенно-климатических зонах России и за рубежом начато сравнительно недавно, и по этим вопросам имеется пока немного сведений.
На Раменской агрохимической опытной станции НИУИФ изучали эффективность нитрофоски в севообороте со следующим чередованием культур: картофель ранний, пшеница озимая + клевер, клевер, картофель поздний, ячмень. Почва — кислый среднеподзолистый легкий суглинок; фон — известь по 1/2 гидролитической кислотности. Нитрофоску сравнивали со смесью односторонних удобрений, состоящей из аммиачной селитры, суперфосфата простого и калия сернокислого. Из сложных удобрений в течение первых четырех лет вносили азотно-сернокислотную нитрофоску, в последующие два года — азотно-сульфатную.
Удобрения вносили на безнавозном фоне ежегодно под картофель Приекульский ранний как парозанимающую культуру в дозе N90P60K120, под среднепоздний картофель Лopx также N90P60K120, под ячмень Ганна Лоосдорфская N75P60K90. Всего за ротацию внесено N255P180K330. На озимой пшенице ППГ 186 и клевере луговом изучали последействие удобрений, внесенных под ранний картофель.
По действию на урожай ячменя, клевера лугового и картофеля среднепозднего нитрофоски не уступали смеси односторонних удобрений. Урожаи раннего картофеля и озимой пшеницы по сложным удобрениям были выше, чем по смеси.
Оплата 1 кг NPK урожаями по культурам, кроме клевера (второй год последействия), по нитрофоске получена несколько выше, чем по смеси односторонних удобрений.
Исследования показали, что поступление основных питательных элементов в молодые растения картофеля из нитрофоски шло быстрее и в большем количестве, чем из смеси односторонних удобрений. Это, очевидно, играло решающую роль в формировании урожая культуры, имеющей короткий вегетационный период. Так, к началу цветения картофеля раннего содержание азота в ботве по нитрофоске составляло 4,41 %, по смеси — 4,03, на контроле — 3,56%; Р2О5 соответственно 0,64, 0,56 и 0,50 %; K2O — 4,16, 4,14, 3,76%; CaO — 3,32, 2,56 и 2,03%. Средняя масса одного растения в этот период составляла: по нитрофоске — 543 г, по смеси — 345, на контроле — 164 г. В растениях картофеля разница в содержании основных питательных элементов по формам удобрений сохранилась до конца вегетации.
На дерново-подзолистой почве Смоленской опытной станции при изучении сложных удобрений в звене севооборота — картофель, ячмень с подсевом клевера, клевер, однолетние травы на зеленый корм — урожай сельскохозяйственньх культур в значительной мере определяется формой и видом удобрений, а также распределением общей, дозы элементов питания по годам (табл. 41).
Нитроаммофоска и карбоаммофоска в дозе по 105 кг NPK действовали на урожай картофеля примерно так же, как эквивалентная смесь простых удобрений. Увеличение дозы комплексных удобрений до 150 кг не дало положительного результата.
При удобрении улучшалась структура урожая картофеля (сорт Приекульский ранний) — увеличивался удельный вес наиболее ценной фракции продовольственного картофеля (крупнее 80 г). В контроле на долю фракции продовольственного картофеля приходилось около 22 %, в варианте с нитроаммофоской — 49—52, с карбоаммофоской — 34—43, в варианте со смесью — 40%. Все удобрения несколько снижали содержание крахмала в клубнях — с 16 % (в контроле) до 13,4 %. Заметных различий между сложными удобрениями к смесью простых удобрений по влиянию на крахмалистость картофеля не установлено.
В отношении ячменя нитроаммофоска в дозе по 105 кг NPK не уступала по эффективности эквивалентной смеси простых удобрений и заметно (на 3,7 ц с 1 га) превосходила карбоаммофоску, внесенную в той же дозе. Уменьшение дозы нитроаммофоски до 60 кг действующего вещества азота, фосфора и калия снизило урожайность ячменя на 3,3 ц с 1 га. В опыте проявилось довольно высокое последействие комплексных удобрений в дозе по 150 кг NPK.
Сложные удобрения имели некоторые преимущества перед простыми в поступлении питательных веществ в надземную массу ячменя, особенно в начальные фазы вегетации. Содержание белка в зерне ячменя колебалось от 9,8 до 12,7 % и зависело от состава удобрений. При аналогичном распределении удобрений по годам нитроаммофоска обеспечивала более благоприятные условия для синтеза бежевых веществ, чем карбоаммофоска, вследствие чего содержание белка в зерне ячменя в первом случае было на 1—1,2% выше, чем во втором.
Клевер использовал последействие удобрений, внесенных в 1972—1973 гг. Эффективность их в значительной мере определялась распределением нормы удобрений по годам и развитием покровной культуры. Как правило, без внесения (в 1973 г.) азота или с внесением его в сравнительно небольших нормах сильного полегания покровной культуры и угнетения клевера не наблюдалось. В вариантах с азотом при внесении его в большой норме (N105) уже примерно за 40 дней до уборки ячмень почти полностью полегал. Это повлияло и на клевер посевы его оказались изреженными, урожаи сена, за исключением варианта 6, были почти на уровне контроля.
Анализ полученных за 4 года суммарных урожаев показал, что внесение нитроаммофоски по 105 кг азота, фосфора и калия под первую и вторую культуры севооборота и использование последующими культурами ее последействия обеспечило максимальную продуктивность звена севооборота, а полученные при этом за 4 года суммарные прибавки урожая 5ыли на 6,2 ц зерновых единиц выше, чем по эквивалентному набору простых удобрений. Чистый доход составил 996,7 руб. против 948,6 руб. на 1 га по смеси простых удобрений.
По карбоаммофоске, внесенной равными частями под первую и вторую культуры севооборота, и при использовании последующими культурами ее последействия, продуктивность севооборота оказалась несколько ниже, чем по смеси простых удобрений и нитроаммофоске.
Довольно высокая продуктивность звена севооборота получена на вариантах, где нитроаммофоску или карбоаммофоску в дозе по 150 кг (NPK) вносили только в 1972 г., а в последующие годы растения использовали последействие ранее внесенных удобрений. По-видимому, это вызвано отсутствием полегания покровной культуры и хорошим развитием клевера.
Агрохимические исследования показали, что между количеством фосфора, внесенного в почву с удобрениями, и количеством фосфора, использованного растениями, существуют довольно значительные расхождения, а коэффициент использования фосфора удобрений, вычисленный разностным методом по отношению к варианту NK, при различных условиях питания колебался от 15,8 до 27,1 %. По нитроаммофоске коэффициент использования фосфора был на 2,6 % выше, чем по эквивалентной смеси простых удобрений. В целом в опыте баланс по фосфору был положительный.
Иначе сложились условия в отношении калия. В звене севооборота преобладали культуры, отличающиеся высоким потреблением калия, — картофель, многолетние и однолетние травы. Поэтому, как правило, вынос растениями калия превышал размеры его внесения с удобрениями, вследствие чего в опыте сложился отрицательный баланс по калию. По отдельным вариантам опыта дефицит калия был достаточно велик и достигал 83— 1,64 кг К2О на 1 га.
В опытах Кировского сельскохозяйственного института на дерново-подзолистой почве тяжелого и легкого механического состава изучали новые формы сложных удобрений (фосфат мочевины и полифосфат аммония) при систематическом внесении в четырех полях севооборота со следующим чередованием культур: ячмень, занятый пар, озимая рожь, картофель. Исследования показали, что влияние фосфора удобрений на урожаи сельскохозяйственных культур проявлялось на известкованном фоне в севообороте постепенно, с течением времени. Систематическое внесение фосфора независимо от формы удобрения оказало положительное влияние на белковость зерна ячменя й озимой ржи.
Для зоны мощных черноземов левобережья Лесостепи Украины, характеризующейся недостаточным и неустойчивым увлажнением, одним из основных условий получения высоких урожаев и эффективного действия удобрений является влагообеспеченность возделываемых культур. В одинаковых условиях влагообеспеченности эффективность удобрений в значительной мере зависит от структуры севооборота: чем больше севооборот насыщен интенсивными культурами, создающими большую органическую массу и выносящими из почвы значительное количество питательных элементов, тем выше эффективность удобрений и оплата их урожаем.
На мощном черноземе Граковского опытного поля в течение ряда лет нитрофоска азотно-сульфатная и нитроаммофоска при основном внесении в дозах N60-90Р60K60 под кукурузу на зеленую массу, озимую пшеницу, сахарную свеклу и ячмень как без полива, так и при орошении по влиянию на урожай и качественные показатели продукции были равноценны с эквивалентной смесью простых удобрений.
Фосфаты аммония на этих же почвах в интенсивном звене севооборота в дозе 60 кг P2O5 действовали на урожай так же, как и простой суперфосфат.
Сходные результаты по эффективности простых и сложных удобрений получены в условиях ФРГ. В двух опытах продолжительностью 13 и 6 лет (с чередованием культур: кукуруза на силос, картофель, яровой ячмень, рожь на зеленый корм, озимая пшеница, картофель, яровой ячмень) на четырех различных по механическому составу почвах практически не установлено различий в урожайности культур при использовании нитрофоски и эквивалентной смеси простых удобрений (табл. 42).
В исследованиях Молдавского научно-исследовательского института почвоведения и агрохимии им. Н.А. Димо в стационарном полевом опыте на выщелоченном и карбонатном черноземах в севообороте (озимая пшеница, кукуруза, подсолнечник, горох-овес) нитроаммофоска, нитрофоска, карбоаммофоска, карбоаммофос в дозе по 60 кг N, P2O5 и K2O на 1 га по эффективности превосходили смеси простых удобрений. Отдельные формы сложных удобрений оказывали различное влияние на урожай культур севооборота.
Так, в среднем за 6 лет урожайность озимой пшеницы при внесении нитроаммофоски и нитрофоски оказалась на 1—1,3 ц с 1 га выше, чем при внесении карбоаммофоски. Несколько в меньшей степени проявилось это влияние в опытах с кукурузой и подсолнечником.
По мнению некоторых авторов, фосфор нитрофосок закрепляется в почве слабее, чем фосфор суперфосфата, что обеспечивает лучшее использование растениями фосфора сложного удобрения по сравнению с простым и положительно влияет на развитие сельскохозяйственных культур и их урожайность.
Эффективность полифосфорных удобрений в севообороте. В последние годы был проведен ряд стационарных полевых опытов с новейшими формами сложных удобрений — полифосфатами различных катионов. Однако в связи с тем что эти удобрения пока выпускаются в виде опытных партий, исследований по их эффективности еще очень мало.
В полевом опыте на произвесткованной дерново-подзолистой среднесуглинистой почве Раменской агрохимической опытной станции НИУИФ в звене севооборота картофель ранний — озимая пшеница изучали сравнительное действие полифосфатов аммония и ортофосфатов аммония (аммофос) и кальция (двойной суперфосфат) на азотно-калийном фоне. Твердый полифосфат аммония содержал 13—16,5 % N и 60,6—63,2 % Р2О5. С картофелем опыт проводили в течение четырех лет, а с озимой пшеницей — три года.
Результаты опытов показали, что все испытанные формы действовали на урожай картофеля и озимой пшеницы примерно одинаково. Потребление азота, фосфора и калия картофелем и пшеницей по всем формам удобрений происходило одинаково. Общее накопление питательных веществ растениями и вынос 1 т основной (с соответствующим количеством побочной) продукции картофеля и озимой пшеницы при внесении полифосфатов аммония и ортофосфатов мало различались (табл. 43).
В стационарном полевом опыте на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве Смоленской опытной станции ВИУА в севообороте (горохо-овсяная смесь, озимая рожь, картофель, ячмень) изучали сравнительное действие доз орто- и полифосфатов аммония и кальция на азотно-калийном фоне. Полифосфат аммония содержал 12,5 % N и 61,5 Р2О5, а полифосфат кальция — 54,7 % P2O5.
Результаты опытов показали, что действие полифосфатов и ортофосфатов как одноименных, так и разноименных катионов при дозах P60, P90 и P120 практически не различается (табл. 44). Следует иметь в виду, что в порошковидном полифосфате кальция весь фосфор находится в цитратнорастворимой форме. Это, вероятно, и объясняет некоторое снижение урожая озимой пшеницы по варианту с полифосфатом кальция при дозе Р30. Этим же, вероятно, можно объяснить и несколько худшее действие полифосфата кальция на картофель — культуру, которая, как известно, лучше отзывается на внесение водорастворимых фосфорные удобрений.
Результаты этих, пока еще немногочисленных, исследований показывают, что полифосфаты аммония и кальция на дер-ново-подзолистой почве действуют на урожай сельскохозяйственных культур практически так же, как и ортофосфаты аммония и кальция.
Таким образом, анализ имеющихся данных о применении сложных удобрений в севообороте показывает, что в ряде случаев сложные удобрения создают для сельскохозяйственных культур более благоприятный режим питания, чем эквивалентный набор простых удобрений, особенно в начальные фазы вегетации растений.
Так, на известкованной дерново-подзолистой почве, а также на почвах с нейтральной или щелочной реакцией фосфаты аммония (аммофос и диаммофос) действовали лучше, чем эквивалентная смесь односторонних удобрений на основе суперфосфата. Нитрофоски, нитроаммофоски, карбоаммофоски и полифосфаты аммония и кальция по своей эффективности в севооборотах, как правило, не уступали смеси односторонних удобрений на всех типах почв, на которых были проведены исследования.
