Повышение урожайности сельскохозяйственных культур и качества урожая в первую очередь зависит естественного плодородия почвы. Насущной проблемой является рассмотрение возможности повышения урожайности пожнивных посевов с целью обеспечения животноводства зеленым кормом или же силосом и сохранения плодородия почвы на серо-луговых почвах нижней части Карабахского региона, отличающейся весьма слабой эффективностью и плодородием, с целью привлечения атмосферного азота в биологический круговорот и создания условий усиления его продуктивности. Учитывая вышеуказанное, нами были заложены опыты с целью изучения влияния норм органических и минеральных удобрений на урожайность смешанных пожнивных посевов кукурузы и сои и определения оптимальной нормы удобрений.
По данным ФАО, к 2050 году во всем мире возникнет необходимость увеличения производства продовольствия и увеличения объема соответствующей продукции в 2 раза даже в развивающихся странах[1]. Все это потребует рационального использования почв и агроклиматических ресурсов. Возделывание смешанных кормовых культур после уборки зерновых злаковых как промежуточных пожнивных культуры способствует достижению в течение года двух урожаев с одной площади, что является важным мероприятием, отвечающим современным требованиям по увеличению производства продовольственной продукции, поскольку возделывание смешанных культур после основной культуры не требует дополнительных посевных площадей.
Внесение минеральных удобрений – это одно из основных средств, способствующих получению высокой урожайности зерновых культур при условии выполнения остальных агротехнических приемов [1–6].
При смешанном выращивании растений с различными корневыми системами они усваивают питательные вещества в различных слоях почвы и распределяют их в посевном слое. Растения с глубоко проникающими корнями используют в основном питательные вещества нижних слоев, другие же – питательные вещества верхних слоев почвы. Одна часть этих питательных веществ содержится в верхних корневых и стеблевых остатках (т. е. в верхнем почвенном слое) и используется последующей возделываемой культурой [7], [8].
Урожайность смешанных посевов кормовых культур зависит от компонентов смеси и агротехнических мероприятий, в особенности от режима минеральных питательных веществ [9].
Важно сохранить плодородие почвы, ее основного свойства как особого природного тела, имеющего исключительное значение в поддержании жизни на Земле [10].
На орошаемых предгорных луго-каштановых почвах юго-восточной зоны Казахстана были определены урожайность смешанных посевов кукурузы и сои и оптимальные нормы и соотношения удобрений, обеспечивающие повышение количества протеина в кормовой массе [11].
В исследованиях, проведенных на средне-илистых почвах опытно-производственного хозяйства «Гаганский» НИИСХ Дагестана при выращивании пожнивных культур самая высокая урожайность получена в фазе молочно-восковой спелости зерна кукурузы [12–14].
Одним из важных агротехнических мероприятий, внедряемых с целью получения высоких урожаев смешанно возделываемых культур, является научно обоснованное изучение обеспеченности условий питания в требуемых количествах компонентов питания. Поэтому в деле достижения высоких урожаев с посевов смешанно возделываемых культур основную роль играет рациональное использование органических и минеральных удобрений. С учетом биологических особенностей выращиваемых культур, степени обеспеченности почвы питательными веществами внедряются оптимальные нормы органических и минеральных удобрений.
В результате расчленения и гниения органических удобрений, внесенных в почву, скопленный вокруг растений углекислый газ усваивается листьями в процессе фотосинтеза. Это приводит к тому, что в растениях усиливается накопление сухого вещества и повышается урожайность.
Цель исследований – изучить влияние органических и минеральных удобрений на урожайность смешанных пожнивных посевов кукурузы и сои на орошаемых серо-луговых почвах Карабахского региона и определить оптимальные нормы удобрений.
Методология и методы исследования (Methods)
Исследования проводились общепринятыми агрохимическими методами в слабо обеспеченных питательными веществами почвах поселка Гиндарх Агджабединского района Азербайджанской Республики. Опыты ставились в пожнивных посевах кукурузы и сои в 9 вариантах, четырехкратной повторности. Общая площадь делянок составила 864 м2 при размере одной делянки 4,8 × 5 м. В опытах использовали кукурузу сорта Закатала-514 и сою сорта Имеретинская при посевных нормах кукурузы 35 кг и сои 30 кг. Предшественником являлся ячмень.
Нитратный азот в составе урожая определяли по методике А. Г. Шестакова и В. П. Плешакова. Статистическая обработка данных проводилась по методике Б. А. Доспехова[2].
Результаты (Results)
Проведенные исследования показали, что правильный выбор культур при смешанном посеве, осуществление в требуемой форме комплекса агротехнических мероприятий, внедрение научно обоснованных норм минеральных и органоминеральных удобрений в ощутимой степени увеличивает количество и качество урожая.
Как видно из таблицы 1, проведенными опытами установлено положительное влияние внесения органических и минеральных удобрений на повышение урожайности смешанных пожнивных посевов кукурузы и сои.
В результате опытов установлено также, что при четырех вегетационных поливах (4200 м3/га) в контрольном варианте без удобрений урожайность смешанного посева составила 37,2 т/га, тогда как в вариантах с внедрением минеральных и органоминеральных удобрений урожайность повысилась до 44,7–62,7 т/га.
Таким образом, в результате проведенных нами опытов выяснено, что при четырехкратном вегетационном орошении (4200 м3/га) в условиях нехватки поливной воды в хозяйстве с внедрением минеральных и органоминеральных удобрений урожайность смешанных пожнивных посевов кукурузы и сои значительно повышается. При урожайности смешанных посевов в контрольном варианте без удобрений – 35,4 т/га, в опытном варианте с внедрением удобрений в норме N30P60K60 этот показатель составил 45,1 т/га, в варианте с нормой удобрений N60P90K90 - 52,0 т/га, в варианте N90P120K120 – 60,1 т/га, а в варианте оптимальной нормы удобрений N120P150K150 урожайность составила 61,4 т/га. Таким образом, в сравнении с контрольным вариантом наблюдается повышение урожайности на 26,0 т/га, или на 73,4 %.
При внесении минеральных и органоминеральных удобрений также наблюдалось значительное повышение урожайности. Так, в варианте «навоз 10 т/га + P35» урожайность зеленой массы составила 42,3 т/га, в варианте «навоз 10 т/га + N10P65K30» – 50,5 т/га, в варианте «навоз 10 т/га + N40P95K60» – 57,4 т/га, а в варианте «навоз 10т/га+N70P125K90» – 58,1 т/га, что в сравнении с контрольным вариантом без удобрений означает прирост урожая на 22,7 т/га или же 64,1 %.
Проведенные по итогам исследований математические расчеты подтверждают точность поставленных опытов. Урожайность, достигнутая за счет удобрений, в несколько раз превышает показатель Е: E = 10,83 ц/га, P = 2,1 %.
Таблица 1
Влияние норм органических и минеральных удобрений на урожайность зеленой массы смешанных пожнивных посевов кукурузы и сои (2018–2020), среднее за 3 года, ц/га
|
№
|
Варианты |
Четырехкратное орошение (4200 м3 ) |
Шестикратное орошение (6300 м3) |
||||
|
Средняя урожайность, ц/га (E = 10,83 ц/га, P = 2,1 %) |
Прирост
|
Средняя урожайность, ц/га (E = 3,41 ц/га, P = 0,62 %) |
Прирост |
||||
|
ц/га |
% |
ц/га |
% |
||||
|
I |
Контроль без удобрений |
354 |
– |
– |
375 |
– |
– |
|
II |
N30P60K60 |
451 |
97 |
27,4 |
486 |
111 |
29,6 |
|
III |
N60P90K90 |
520 |
166 |
46,89 |
534 |
159 |
42,4 |
|
IV |
N90P120K120 |
601 |
247 |
69,8 |
635 |
260 |
69,3 |
|
V |
N120P150K150 |
614 |
260 |
73,4 |
651 |
276 |
73,6 |
|
VI |
Навоз 10 т/га + P35 |
423 |
69 |
19,5 |
454 |
79 |
21,6 |
|
VII |
Навоз10 т/га + N10P65K30 |
505 |
151 |
24,65 |
522 |
147 |
39,2 |
|
VIII |
Навоз10 т/га + N40P95K60 |
574 |
220 |
62,1 |
617 |
242 |
64,5 |
|
IX |
Навоз 10 т/га + N70P125K90 |
581 |
227 |
64,1 |
628 |
253 |
67,5 |
Table 1
Effect of organic and mineral fertilizer rates on green matter yields of mixed maize and soybean stubble crops (2018–2020) 3-year average, c/ha
|
№
|
Options |
4x irrigation (4200 m3 ) |
6x irrigation (6300 m3) |
||||
|
Average yield, c/ha (E = 10,83 c/ha, P = 2,1 %) |
Growth |
Average yield, c/ha (E = 3,41 c/ha, P = 0,62 %) |
Growth |
||||
|
c/ha |
% |
c/ha |
% |
||||
|
I |
Control without fertiliser |
354 |
– |
– |
375 |
– |
– |
|
II |
N30P60K60 |
451 |
97 |
27.4 |
486 |
111 |
29.6 |
|
III |
N60P90K90 |
520 |
166 |
46.89 |
534 |
159 |
42.4 |
|
IV |
N90P120K120 |
601 |
247 |
69.8 |
635 |
260 |
69.3 |
|
V |
N120P150K150 |
614 |
260 |
73.4 |
651 |
276 |
73.6 |
|
VI |
Manure 10 t/ha + P35 |
423 |
69 |
19.5 |
454 |
79 |
21.6 |
|
VII |
Manure 10 t/ha + N10P65K30 |
505 |
151 |
24.65 |
522 |
147 |
39.2 |
|
VIII |
Manure 10 t/ha + N40P95K60 |
574 |
220 |
62.1 |
617 |
242 |
64.5 |
|
IX |
Manure 10 t/ha + N70P125K90 |
581 |
227 |
64.1 |
628 |
253 |
67.5 |
При соответствии сроков созревания компонентов смешанных посевов у них наблюдается повышение урожая. Например, в фазе молочно-восковой спелости зерна кукурузы на сое происходит формирование бобов, поэтому корма, полученные от их смеси, отличаются высоким качеством. В сравнении с весенними посевами в составе урожая культур, выращиваемых в пожнивных посевах, скапливается больше белков, что указывает на еще более высокое качество полученных кормов. Внесение минеральных удобрений под кормовые культуры в смешанных посевах обеспечивает увеличение продуктивности [15], [16].
Научно обоснованное внесение правильно установленных норм органических и минеральных удобрений на фоне предусмотренных агротехнических мероприятий предотвращая снижение естественного плодородия почвы, обеспечивает повышение ее плодородия, что в итоге обеспечивает нормальный рост и развитие смешанно высеваемых культур, повышение количества и качества урожая зеленой массы [17], [18].
В процессе исследований также изучено влияние оптимизации норм минеральных и органических удобрений и количества поливов на урожайность смешанных посевов и качество собранного корма. В результате проведенных анализов установлено количество сырьевого протеина, абсолютно сухого вещества, нитратного азота в естественной массе, выхода кормовой единицы с гектара и усвояемого протеина. Результаты анализов приведены в таблице 2.
Таблица 2
Влияние норм органических и минеральных удобрений на качество урожая пожнивных посевов смешанно возделываемых культур (кукуруза и соя)
|
№ |
Варианты |
Воздушно-сухая масса сырьевого протеина, % |
Сухое вещество, %
|
Нитратный азот в естественной массе, мг/кг |
С гектара |
||||||
|
Выход кормовой единицы |
Усвояемый протеин, кг |
||||||||||
|
I |
Контроль без удобрений |
6,0 |
6,2 |
23,0 |
23,5 |
65 |
71 |
8057 |
8642 |
718,1 |
770,2 |
|
II |
N40P60K60 |
6,4 |
6,5 |
24,0 |
24,5 |
69 |
77 |
10245 |
10895 |
913,1 |
971,0 |
|
III |
N60P90K90 |
6,6 |
6,7 |
24,4 |
25.0 |
73 |
82 |
13082 |
13775 |
1166,0 |
1227,8 |
|
IV |
N90P120K120 |
6,9 |
7,1 |
25,0 |
26,0 |
78 |
87 |
13386 |
14447 |
1190.0 |
1287,6 |
|
V |
N120P150K150 |
7,1 |
7,3 |
26,0 |
26,5 |
85 |
92 |
13580 |
14750 |
1210,4 |
1314,6 |
|
VI |
Навоз 10 т/га + P35 |
6,4 |
6,6 |
23,5 |
24,0 |
68 |
77 |
9682 |
10288 |
862,9 |
916,9 |
|
VII |
Навоз 10 т/га + N10P65K30 |
6,6 |
6,7 |
24,0 |
25,5 |
73 |
79 |
12389 |
12866 |
1104,2 |
1146,7 |
|
VIII |
Навоз 10 т/га + N40P95K60 |
7,0 |
7,1 |
24,5 |
26,0 |
78 |
85 |
12649 |
13711 |
1127,4 |
1221,9 |
|
IX |
Навоз 10 т/га + N70P125K90 |
7,2 |
7,2 |
26,0 |
26,5 |
86 |
91 |
12931 |
14014 |
1152,5 |
1249,0 |
Table 2
Influence of organic and mineral fertilizer rates on crop quality of stubble crops of mixed crops (maize and soybean)
|
№ |
Options |
Air-dry mass of raw protein, % |
Dry matter, %
|
Nitrate nitrogen in natural matter, mg/kg |
Per hectare |
||||||
|
Feed unit yield |
Digestible protein, kg |
||||||||||
|
I |
Control without fertiliser |
6.0 |
6.2 |
23.0 |
23.5 |
65 |
71 |
8057 |
8642 |
718.1 |
770.2 |
|
II |
N40P60K60 |
6.4 |
6.5 |
24.0 |
24.5 |
69 |
77 |
10245 |
10895 |
913.1 |
971.0 |
|
III |
N60P90K90 |
6.6 |
6.7 |
24.4 |
25.0 |
73 |
82 |
13082 |
13775 |
1166.0 |
1227.8 |
|
IV |
N90P120K120 |
6.9 |
7.1 |
25.0 |
26.0 |
78 |
87 |
13386 |
14447 |
1190.0 |
1287.6 |
|
V |
N120P150K150 |
7.1 |
7.3 |
26.0 |
26.5 |
85 |
92 |
13580 |
14750 |
1210.4 |
1314.6 |
|
VI |
Manure 10 t/ha + P35 |
6.4 |
6.6 |
23.5 |
24.0 |
68 |
77 |
9682 |
10288 |
862.9 |
916.9 |
|
VII |
Manure 10 t/ha + N10P65K30 |
6.6 |
6.7 |
24.0 |
25.5 |
73 |
79 |
12389 |
12866 |
1104.2 |
1146.7 |
|
VIII |
Manure 10 t/ha + N40P95K60 |
7.0 |
7.1 |
24.5 |
26.0 |
78 |
85 |
12649 |
13711 |
1127.4 |
1221.9 |
|
IX |
Manure 10 t/ha + N70P125K90 |
7.2 |
7.2 |
26.0 |
26.5 |
86 |
91 |
12931 |
14014 |
1152.5 |
1249.0 |
Как видно из таблицы 2, при четырехкратном поливе на пожнивных посевах выращивания кукурузы и сои в контрольном варианте без удобрений сырой протеин составил 6,0–6,2 %, тогда как в варианте внедрения N30P60K60 этот показатель составил 6,4–6,5 %, в варианте внедрения N60P90K90 – соответственно 6,6–6,7 %, в варианте N90P120K120 – 6,9–7,1 %, а в оптимальном варианте внедрения удобрений N120P150K150 этот показатель повысился до 7,1–7,3 %.
При шестикратном вегетационном поливе и в варианте совместного внедрения органических и минеральных удобрений достигнуты аналогичные результаты. Так, в варианте внесения нормы «навоз 10 т/га + P35» сырой протеин составил 6,4–6,6 %, в варианте «навоз 10 т/га + N10P65K30» – 6,6–6,7 %, в варианте «навоз 10 т/га + N40P95K60» – 7,0–7,1 %, а в варианте «навоз 10 т/га + N70P125K90» – 7,2 %.
Результаты анализов показывают, что под влиянием удобрений и поливов количество сухого вещества по абсолютному сухому весу также значительно повысилось. Например, в контрольном варианте без удобрений количество сухого вещества составило 23,0–23,5 %, тогда как в варианте внедрения удобрений N40P60K60 этот показатель составил 24–24,5 %, в варианте N60P90K90 – 24,4–25,0 %, в варианте N90P120K120 – 25,0-26,0 %, а в оптимальном варианте N120P150K150 этот показатель повысился до 26,0-26,5%.
Аналогичные показатели наблюдались также в вариантах совместного внесения органических и минеральных удобрений. Так, в варианте внесения нормы «навоз 10 т/га + P35» сырой протеин составил 23,5–24,0 %, в варианте «навоз 10 т/га + N10P65K30» – 24,0–25,5 %, в варианте «навоз 10 т/га + N40P95K60» – 24,5–26,0 %, а при внесении навоза 10 т/га + N70P125K90 – 26,0–26,5 %.
В опытах было установлено влияние удобрений на накопление нитратного азота в зеленой массе. Результаты показывают, что в вариантах внесения минеральных и органоминеральных удобрений отмечается повышение нитратного азота в зеленом корме. Так, на участке без удобрений в зеленой массе отмечалось накопление нитратного азота в количестве 65–71 мг/кг, в варианте внедрения N40P60K60 этот показатель составил 69–77 мг/кг, в варианте N60P90K90 – 73–82 мг/кг, в варианте N90P120K120 – 78–87 мг/кг, а в оптимальном варианте внедрения N120P150K150 содержание нитратного азота повысилось до 85–92 мг-кг.
Аналогичное положение наблюдалось в вариантах совместного внедрения органических и минеральных удобрений. Так, в варианте внесения нормы «навоз 10 т/га + P35» сырой протеин составил 68–77 мг/кг, в варианте «навоз 10 т/га + N10P65K30» – 73–79 мг/кг, в варианте «навоз 10 т/га + N40P95K60» – 78–85 мг/кг, а в варианте «навоз 10 т/га + N70P125K90» – 86–91 мг/кг. Эти показатели были значительно ниже максимально допустимого предела 200 мг/кг в естественной массе в кормовых культурах[3]. Вышеизложенное подтверждает, что произведенный кормовой продукт безопасен с экологической точки зрения.
В период проведения исследований изучено влияние минеральных и органоминеральных удобрений на выход единицы корма и количество усвояемого протеина в урожае зеленой массы смешанных посевов.
При выходе с 1 га площади кормовой единицы 8057 кг и усвояемого протеина в количестве 718,1 кг в варианте внедрения N40P60K60 эти показатели составили соответственно 10 245 и
Аналогичная ситуация наблюдалась и в вариантах совместного внедрения органических и минеральных удобрений. Так, в варианте внесения нормы «навоз 10 т/га + P35» выход кормовой единицы составил 9682, а количество усвояемого протеина – 862,9 кг, в варианте «навоз 10 т/га + N10P65K30» кормовая единица и количество усвояемого протеина составили соответственно 12 389 и
Обсуждение и выводы (Discussion and Conclusion)
Полученные результаты позволяют прийти к заключению, что с целью повышения урожайности пожнивных посевов смешанно возделываемых культур кукурузы и сои на слабо обеспеченных питательными веществами серо-луговых почвах актуальным мероприятием является внедрение органических и минеральных удобрений.
На основе результатов исследований можно отметить, что для получения высокого урожая зеленой массы совместных пожнивных посевов кукурузы и сои установлены оптимальные нормы внесения минеральных (N120P150K150,), а также совместно органических и минеральных «навоз 10 т/га + N70P125K90» удобрений.
Таким образом, правильное и своевременное внедрение оптимальных норм удобрений на смешанных посевах кормовых культур значительно повышает количество урожая и его качественные показатели.
Благодарности (Acknowledgements)
Работа выполнена при финансовой поддержке Азербайджанского государственного аграрного университета. Автор благодарит рецензентов за их вклад в экспертную оценку этой работы.
[1] FAO Statistical DataBase (www.fao.org).
[2].Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. Москва: Агропромиздат, 1985. 280 с.
[3] Мовсумов З. Р., Агаев В. А. Сбор нитратов в растительных продуктах. Баку: Наука, 1994. 60 с.



