Эффективность применения сульфата аммония под ячмень на черноземе выщелоченном
Содержание
Введение
1. Обзор литературы
1.1 Общая характеристика ячменя
1.2 Влияние удобрений на почвенное плодородие
1.3 Влияние удобрений на урожайность и качество зерна ячменя
2. Условия и методика проведения исследований
2.1 Почвенные условия
2.2 Метеорологические условия
2.3 Методика проведения исследований
3. Результаты исследований
3.1 Влияние сульфата аммония на запасы минерального азота в почве
3.2 Влияние сульфата аммония на показатели почвенной кислотности
3.3 Влияние сульфата аммония на содержание подвижного фосфора и обменного калия в почве
3.4 Влияние сульфата аммония на урожайность и качество зерна ячменя
4. Экономическая эффективность применения сульфата аммония под ячмень
5. Экологические аспекты применения азотных удобрений
6. Предложения по энерго- и ресурсосбережению
7. Безопасность жизнедеятельности
Выводы и предложения
Приложения
Введение
Актуальность проблемы. Ячмень называют культурой всех широт, не знающей себе равных по географии распространения. Его выращивают в условиях высокогорья (до 4-5 тыс. м. над уровнем моря), и за Полярным кругом, и в экваториальной Африке по посевам и площадям это четвертая в мире культура, она уступает лишь пшенице, рису, кукурузе.
Яровой ячмень является в России основной зернофуражной культурой, удельный вес которого в зернофуражном балансе достигает 70 %. Зерно ячменя обладает высокими кормовыми качествами. Его белок лучше, чем у других зерновых культур сбалансирован по аминокислотному составу, метеонина столько же, как у пшеницы или овса. В зерне ячменя содержится 50−60 % крахмала, 10−14 % белка, 5,5 % клетчатки, 2,1 % жира.
Белок ячменя характеризуется комплексом незаменимых аминокислот. В его состав входят треонин, валин, метеонин и особенно лизин. Лизин ячменя эффективно используется дрожжами в процессе брожения, в связи с чем эта аминокислота имеет важное значение для пивоварения. Следует отметить, что условия Центрально-Чернозёмной зоны наиболее благоприятны для возделывания ячменя на пивоваренные цели, поэтому доля этого региона в общероссийском производстве пивоваренного ячменя в 1999−2000 гг. составила 82 %.
Ячмень является высокотребовательной культурой к условиям произрастания. Поэтому устойчивое наращивание производства зерна ячменя возможно только путем эффективного использования почвенно-климатического потенциала местности и применения удобрений [30].
Учитывая возрастающий спрос на зерно ячменя, сейчас большое внимание уделяется повышению его урожайности и качества. Важная роль в этом принадлежит азотным удобрениям.
В этой связи целью наших исследований было изучение эффективности применения сульфата аммония в сравнении с аммонийной селитрой под ячмень на чернозёме выщелоченном.
Для решения поставленной цели решались следующие задачи:
. Установить влияние сульфата аммония на запас минерального азота в почве.
. Выявить влияния сульфата аммония на показатели почвенной кислотности.
. Дать оценку динамики изменения содержания в почве подвижного фосфора и обменного калия.
. Установить влияние сульфата аммония на урожайность и качество зерна ячменя.
. Дать экономическую оценку применения сульфата аммония под ячмень.
1. Обзор литературы
1.1 Общая характеристика ячменя
Ячмень - одна из древнейших сельскохозяйственных культур. Он возделывается со времени зарождения земледелия [29].
Ячмень имеет большое значение как ценная продовольственная культура. Из его зерна производятся широко известные перловая и ячневая крупы, которые по своим пищевым достоинствам не уступают рисовой и гречневой. В ячневой крупе содержится даже больше сахара и белка. Из ячменного зерна готовят суррогат кофе, который обладает слабыми тонизирующими свойствами [9].
Вытяжки из ячменного солода богаты углеводами, белками, ферментами, витаминами и поэтому обладают большими диетическими и лечебными свойствами. Они находят широкое использование в медицине, хлебопекарной промышленности и т.д. [20].
Яровой ячмень известен как страховая культура при плохой перезимовке озимых.
На фураж используются более высокобелковые сорта ячменя. Благодаря своим высоким кормовым качествам зерно ячменя и продукты его переработки намного питательнее других концентрированных кормов. Так, в 1 кг корма из зерна ячменя 100−120 г переваримого белка, в котором содержится весь набор незаменимых аминокислот, включая особо дефицитные - лизин, триптофан [11].
В общем производстве концентрированных кормов на долю ячменя приходится 55−75 %. Недостающее количество кормов покрывается за счёт пшеницы, что экономически нецелесообразно. Ведь зерно пшеницы более дорогое, но менее ценное по качеству белка, чем ячменя [28].
Яровой ячмень − наиболее скороспелая и пластичная культура, широко возделываемая во всех зонах − от Заполярья до южных границ. Большие площади посева сосредоточены в степных районах Юго-Востока, Центрально-Черноземной зоны, Северного Кавказа, в северных областях Нечерноземной зоны, Сибири и Урала [8].
Попытки внедрять сорта ячменя озимого типа в Центральной России пока имеют мало перспектив, поскольку спектр и интенсивность влияния зимних стрессов превосходит адаптивные возможности культуры. Развитие производства пивоваренного ячменя озимых сортов возможно в благоприятных для этого районах Северо-Кавказского региона Российской Федерации [31].
1.2 Влияние удобрений на почвенное плодородие
Сохранение и воспроизводство плодородия почв является задачей исключительной важности. Особую значимость это приобретает в современных условиях ведения сельского хозяйства при дефиците удобрений и их высокой стоимости. Применение органических и минеральных удобрений является наиболее существенным фактором, способствующим сохранению и повышению плодородия почв наряду с воздействием на общий уровень урожайности сельскохозяйственных культур [18].
Важнейший показатель почвенного плодородия - содержание в почве органического вещества, или гумуса. Гумус влияет на тепловые, водные, воздушные свойства почвы, её поглотительную способность и биологическую активность, Он в значительной мере определяет агрофизические, физико-химические, агрохимические свойства почвы, а так же служит запасным источником элементов питания для растений. От запасов гумуса в почве зависит урожайность сельскохозяйственных культур [10].
При недостаточном внесении удобрений урожай сельскохозяйственных культур формируется в основном за счёт почвенных запасов питательных веществ, прежде всего азота, освобождаемых при минерализации гумуса.
Для поддержания бездефицитного баланса гумуса применение навоза (или других органических удобрений в эквивалентных количествах в зависимости от степени гумификации) должно составлять 7−15 т/га в год [22].
Результаты многолетних исследований в полевых опытах на дерново-подзолистых почвах различного гранулометрического состава показывает, что при выращивании сельскохозяйственных культур без внесения удобрений наблюдаются значительное снижение органического вещества в почвах по сравнению с исходным уровнем и, как следствие, существенный недобор урожая. Систематическое применение сбалансированных по питательным веществам систем удобрения, к которым прежде всего относятся комплексные, органо-минеральные системы, способствует восполнению запасов гумуса в почвах, улучшению их фосфатного и калийного режимов, что сопровождается ростом продуктивности выращиваемых культур и севооборотов в целом. Органические (биологические) системы удобрения в условиях Нечерноземной зоны России уступают органо-минеральным по продуктивности сельскохозяйственных культур и не имеют значимых различий по качеству растительной продукции [21].
Известкование и внесение органических удобрений ограничивают поступление в растения и накопление в товарной продукции сельскохозяйственных культур ряда тяжёлых металлов, подвижность которых снижается при нейтрализации почв и вследствие сорбции органическим веществом и образования с ним металлоорганических комплексов [22].
Одним из методов повышения плодородия почвы является комплексное агрохимическое окультуривание полей, которое было внедрено в сельское хозяйство в 80-е годы прошлого столетия. Этот метод предусматривает в кротчайшие сроки, путём комплексного внесения минеральных и органических удобрений, мелиорантов и средств защиты растений повысить до оптимального уровня плодородия почв и обеспечить получение запланированной урожайности сельскохозяйственных культур в севообороте [13].
Применение минеральных и органических удобрений на почвах ЦЧЗ пополняет запасы доступных форм азота, фосфора и калия, повышает урожайность сельскохозяйственных культур. Об этом свидетельствуют многочисленные данные, полученные в научно-исследовательских учреждениях [23].
В условиях чернозёмного типа почвообразования фосфор всегда остаётся лимитирующим элементом в формировании продуктивности зерновых культур, а в условиях серых лесных почв таковыми являются одновременно фосфор и калий. Это означает, что калий - лимитирующий элемент не только для серых лесных почв, но и для дерново-подзолистых, формирующихся в более влажных условиях [19].
Результаты мониторинга плодородия почв, проводимого агрохимической службой, показывают уменьшение в почве органического вещества и основных питательных элементов, что негативно отражается на продуктивности и экономической эффективности сельскохозяйственного производства. В настоящее время 31 % пахотных земель имеют повышенную кислотность, 52 % − низкое содержание гумуса, 22 % − недостаток фосфора и 9 % − недостаток калия [35].
сульфат аммоний ячмень чернозем
1.3 Влияние удобрений на урожайность и качество зерна ячменя
Из зерновых культур ячмень наиболее требователен к элементам питания.
В азоте ячмень больше всего нуждается в период от начала кущения до выхода в трубку.
Фосфор необходим растениям в течение всего периода жизни.
В среднем годовая норма минеральных удобрений под ячмень находится в пределах N30−60, Р30−60, К30−60 кг д. в. на 1 га.
Эффективным приемом в системе удобрения ячменя является внесение небольших доз гранулированного суперфосфата (10 кг д. в. на 1 га) при посеве.
Подкормки ячменя, как правило, мало эффективны, за исключением условий орошения и районов повышенного увлажнения. В этом случае она проводится не позднее фазы кущения и чаще всего азотными удобрениями (30 кг д. в. на 1 га).
В основных зонах возделывания ячменя органические удобрения вносят под предшествующую культуру [24].
Ячмень хорошо отзывается и на внесение недостающих микроэлементов: бора, марганца, меди и др. Их применяют путем обработки семян (при протравливании), расходуя на 1 т: бора − 100 г, меди − 300 г, марганца 180 г, цинка − 120 г [34].
Высокие урожаи зерна ячменя невозможны без создания оптимальной системы удобрения [12].
На типичном чернозёме в зернопропашном севообороте ведущая роль в повышении урожайности ячменя принадлежит азотным удобрениям (40,7 %), на долю фосфора приходится 35,4 %, а от калийных удобрений прибавка составляет 23,9 % [15].
Исследования Н.П. Богомазова и др. показали, что с ростом доз азотных удобрений содержание сырого белка в зерне ячменя повышалось на 1,11-3,33 %. Фосфорные и калийные удобрения не оказывали существенного воздействия на белковость зерна [6].
Исследования Центрально-Чернозёмного филиала ВИУА показали, что содержание сырого белка повышалось при увеличении доз азотных удобрений с 8,89 до 13,87 %, содержание крахмала снижалось с 61,3 до 56,4 %. С ростом доз азотных удобрений снижался размер и масса 1000 зерен ячменя [25].
По данным Белгородского научно-исследовательского института сельского хозяйства, приемлемой дозой азотных удобрений под пивоваренный ячмень в остро засушливом климате является N80, в условиях недостаточного увлажнения - N45, в условиях хорошего увлажнения - N30 [5].
Анализ отечественной и зарубежной литературы показывает, что оптимизация режимов азотного питания - один из наиболее сложных разделов в системе удобрений пивоваренного ячменя. Азотные удобрения оказывают наибольшее влияние на качество зерна пивоваренного ячменя в сравнении с другими видами удобрений.
Недостаток фосфора задерживает рост корней, отрицательно сказывается на продуктивности колоса, ослабляет устойчивость к болезням.
Достаточная обеспеченность растения калием особенно необходима при возделывании пивоваренного ячменя, так как этот элемент не только повышает урожай, но и одновременно улучшает пивоваренные качества: повышает массу 1000 зерен, содержание крахмала, экстрактивность [27].
На типичном чернозёме в севообороте без чистого пара ведущая роль в повышении урожая ячменя принадлежит азотным удобрениям (49−70 %), на долю калия приходится 21−28 % и от фосфорных удобрений прибавка составляет 9−22 %. Применение оптимальных доз удобрений под ячмень обеспечивает прибавку урожая у сорта Носовский 6 31,6 %, у сорта Дворан и Одесский 100 − соответственно 52,9 и 42,0 % [14].
В Брянской области в условиях многолетнего стационарного опыта, наиболее высокое содержание крахмала получено при внесении 180 кг/га фосфора на фоне известкования почвы и составило 63,8 %, что соответствует зерну ячменя на пивоваренные цели [2].
В полевом опыте, в типичных для ЦРНЗ РФ погодных условиях на дерново-подзолистой суглинистой окультуренной почве при возделывании по общепринятой технологии получено в среднем около 40 ц/га зерна ячменя при колебаниях по годам от 38 до 42 ц/га. Действие фосфорно-калийных удобрений было слабым. Эффективным было как одноразовое, так и дробное внесение азота. Прибавки урожая от эквивалентных доз азота были практически одинаковыми. Однако дополнительное внесение азота в подкормку по эффективности в 2−3 раза уступало эквивалентной дозе, внесенной до посева. Доза азота 60−90 кг/га обеспечивала получение зерна в среднем ежегодно 37−38 ц/га, высокую окупаемость затрат и максимальную величину чистого дохода [7].
Исследования показали, что кормовая ценность зерна ярового ячменя сортов Гонар, Эльф, Атаман и Визит была выше на вариантах с N120Р120К120 и N90Р90К90 при всех изучаемых нормах высева семян. Наибольший выход сырого протеина 6,96−7,80 ц/га обеспечили сорта Атаман и Визит при внесении N120Р120К120. Наибольшая прибавка по сбору кормовых единиц (17,6−30,9 ц/га) и сырого протеина (2,7−4,3 ц/га) от применения минеральных удобрений отмечена для сорта Эльф при норме высева 4,5 млн. шт/га. Наибольшее содержание аминокислот в зерне сорта Гонар − 10,9% (в том числе незаменимых − 6,51%) на воздушно-сухую навеску отмечалось на варианте с N120Р120К120 при норме высева 4,5 млн. шт/га [33].
Прикорневая подкормка растений ярового ячменя азотными удобрениями в дозе 60 кг д. в. на 1 га обеспечивает повышение урожайности зерна и сбор белка с единицы площади, что способствует экономике хозяйств [4].
Доля влияния пространственного расположения калийных удобрений в плодородном черноземе на урожайность зерна ячменя достигала 30 %. Этот эффект был обусловлен благоприятным действием локального способа внесения калийных удобрений на минимальную глубину, в меньшей степени − негативным действием равномерного внесения калийных удобрений совместно с азотно-фосфорными удобрениями [26].
Установлено, что на дерново-слабоподзолистых почвах Республики Марий Эл с повышенным содержанием Р2О5, средним К2О и близкой к нейтральной рНсол при возделывании ячменя наиболее эффективными дозами минеральных удобрений на среднесуглинистых почвах являются N60P90К60, на легкосуглинистых − N60−90P90К60 и на супесчаных N60P90К60−90. При применении этих доз удобрений наиболее высокая урожайность ячменя, выше качество зерна, окупаемость 1 кг NPК и коэффициент использования элементов питания из минеральных удобрений [3].
В условиях Брянской области важнейшими лимитирующими факторами увеличения урожайности зерна ярового ячменя являются уровень минерального питания, сорт и количество продуктивной влаги в период вегетации. Экономический анализ показал, что наиболее эффективно возделывание пивоваренного ячменя после удобренного навозом картофеля по биологической и альтернативной технологиям. [32].
На дерново-подзолистой среднесуглинистой почве Вологодской области органоминеральная система имела преимущества перед эквивалентной по дозе минеральной системой удобрения на 20,5 кг/га сырого белка [36].