close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Агроэкологические основы производства и применения органических удобрений на мерзлотных почвах Якутии

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
УДК 631.86:631.82
Степанов Айаал Иванович
АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА
И ПРИМЕНЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ НА
МЕРЗЛОТНЫХ ПОЧВАХ ЯКУТИИ
Специальность 06. 01. 04 - агрохимия
Автореферат диссертации
на соискание учёной степени доктора
сельскохозяйственных наук
Москва 2016
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном научном
учреждении «Якутский научно-исследовательский институт сельского хозяйства имени
М.Г. Сафронова»
Научный консультант:
Официальные
оппоненты:
Ведущая организация:
доктор сельскохозяйственных наук, профессор,
заслуженный деятель науки РФ
Мерзлая Генриэта Егоровна
Демин
Вадим
Александрович,
доктор
сельскохозяйственных наук, профессор, ФГБОУ
ВО «Российский государственный аграрный
университет – МСХА имени К.А. Тимирязева»,
кафедра агрономической, биологической химии,
радиологии и БЖД, профессор;
Окорков Владимир Васильевич, доктор
сельскохозяйственных
наук,
ФГБНУ
«Владимирский
научно-исследовательский
институт сельского хозяйства», отдел агрохимии
и экологии, заведующий отделом;
Налиухин Алексей Николаевич, доктор
сельскохозяйственных наук, ФГБОУ ВО
«Вологодская
государственная
молочнохозяйственная академия имени Н.В.
Верещагина»,
кафедра
растениеводства,
земледелия и агрохимии, профессор.
ФГБНУ «Сибирский научно-исследовательский
институт сельского хозяйства»
Защита диссертации состоится
«30» июня 2016 г. в 14 часов
на заседании диссертационного совета Д 006.029.01 при ФГБНУ Всероссийский
научно-исследовательский институт агрохимии имени Д.Н. Прянишникова: 127550,
г. Москва, ул. Прянишникова, 31а
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке при ФГБНУ «Всероссийский научноисследовательский институт агрохимии имени Д.Н. Прянишникова» и на сайте:
http://www.vniia-pr.ru/diss/diss-stepanov29-02-2016.pdf
Автореферат разослан «____»_________________2016 г.
Приглашаем Вас принять участие в обсуждении диссертации на заседании
диссертационного совета. Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные
гербовой печатью учреждения, просим направлять по адресу:
127550, Москва, ул. Прянишникова, 31а, ученому секретарю диссертационного
совета.
E-mail: [email protected]
Ученый секретарь
диссертационного совета
Никитина Любовь Васильевна
2
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность и основания для исследования. Для обеспечения
продовольственной
независимости
страны,
повышения
конкурентоспособности российской сельскохозяйственной продукции на
внутреннем и внешнем рынках, важное значение приобретает разработка
приемов воспроизводства плодородия почв, стабилизации урожайности
основных сельскохозяйственных культур на основе сбалансированного,
экологически безопасного применения органических и минеральных
удобрений. При этом важно учитывать, что наиболее эффективно совместное
внесение органических и минеральных удобрений, обеспечивающее их
пролонгированное действие в агроценозах. Согласно Д.Н. Прянишникову
(1965), при интенсивной культуре и стремлении получать максимальные
урожаи, если «хотят дать очень сильное удобрение, то применяют
одновременно и навоз, и минеральные удобрения, чтобы избежать слишком
большой концентрации солей весной и в то же время дать достаточный запас
питания на вторую половину лета».
Необходимость комплексного применения естественных источников
органического вещества с минеральными удобрениями вполне согласуется
с парадигмой ФАО (2011 г.) о реализации устойчивой интенсификации
растениеводства. В то же время следует принимать во внимание
сложившийся в последние годы отрицательный баланс элементов питания
растений в земледелии страны, обусловленный тем, что их вынос из почвы
более чем в 3 раза превышает возврат с вносимыми удобрениями. При этом
большая часть урожая возделываемых культур производится за счет
мобилизации почвенного плодородия, сформированного еще в годы
химизации (В.Г.Сычев и др. 2000, 2004; П.А.Чекмарев, 2012). Острый
дефицит удобрений является характерным для земледелия России и
отдельных регионов, в частности для Якутии.
Государственной программой Республики Саха (Якутия) «Развитие
сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной
продукции, сырья и продовольствия на 2012-2020 годы» (Указ Президента
Республики Саха (Якутия) от 4 декабря 2013 г., № 2349) индекс производства
продукции растениеводства доведен в среднем до 101,1% в сопоставимых
ценах к предыдущему году. По данным Территориального органа
Федеральной службы государственной статистики по Республике Саха
(Якутия), средняя урожайность сельскохозяйственных культур за 2012-2014
гг. составила: зерновых - 10,3 ц/га (22 ц/га в РФ за 2013 г.), картофеля - 89,2
ц/га (145 ц/га в РФ за 2013 г.) и овощей открытого грунта – 130,6 ц/га (214
ц/га в РФ за 2013 г.). При этом в Государственной программе отмечается, что
из-за снижения объемов внесения органических и минеральных удобрений
наблюдается снижение уровня плодородия мерзлотных почв. Сравнительный
анализ результатов VII и IV туров агрохимического обследования пахотных
угодий показывает, что продолжается увеличение площади пашни с очень
низким и низким содержанием гумуса (с 44% в IV туре до 58% в VII туре).
3
Следует учитывать, что в Якутии годовое внесение органических
удобрений снизилось с 701 тыс. т в 1986-1990 гг. до 83 тыс. т в 2001-2006 гг.
В расчете на 1 га посадок картофеля количество органических удобрений за
эти годы сократилось с 38 до 6 т/га, т.е. более чем в 6 раз. К причинам
недостаточного применения органических удобрений, наряду с уменьшением
объемов их производства по сравнению с 90-ми годами прошедшего
столетия, относится также их низкое качество из-за нарушения технологий
подготовки и хранения в маргинальных условиях, что приводит к
значительным потерям питательных веществ для растений и загрязнению
окружающей среды. В этой связи остро стоит проблема наиболее полного и
рационального использования всех возможных ресурсов органического
вещества, включая нетрадиционные источники.
В условиях Якутии актуальны научные разработки по изучению
способов производства высококачественных органических удобрений, их
эффективного, экологически безопасного применения под важнейшие
сельскохозяйственные культуры при оптимизации доз и сочетаний с
минеральными удобрениями и другими средствами химизации.
Цель исследований – в экстремальных условиях Якутии разработать
эффективные приемы производства и применения органических удобрений в
агротехнологиях, установить агрономически целесообразные и экологически
безопасные дозы и сочетания их с минеральными удобрениями на
мерзлотных почвах для улучшения биологической активности и
воспроизводства почвенного плодородия, повышения урожайности и
качества сельскохозяйственных культур.
Задачи исследований. Для достижения поставленной цели решались
следующие задачи:
1. Разработать приемы переработки органического сырья в виде торфа,
малопригодного для прямого внесения, не ферментированного навоза,
птичьего помета, осадков городских сточных вод в ценные, экологически
безопасные органические удобрения для мерзлотных таежных палевых почв
Якутии;
2. Изучить эффективность действия и последействия различных доз и
сочетаний навоза крупного рогатого скота и минеральных удобрений в
широком диапазоне доз и сочетаний под картофель на мерзлотной таежной
палевой почве для улучшения плодородия, получения высокой урожайности
качественной растительной продукции;
3. Исследовать закономерности действия и последействия торфа и
торфопометного компоста при различном соотношении компонентов и
возрастании доз внесения на урожайность и качество картофеля на
мерзлотной таежной палевой почве;
4. Изучить агроэкологическую эффективность осадка сточных вод г.
Якутска и удобрений на его основе в агроценозах картофеля;
5. Установить целесообразность производства вермиудобрений из
различных субстратов и определить их влияние в условиях защищенного
грунта на урожайность плодов томата;
4
6. Дать микробиологическую оценку действия органических удобрений
на мерзлотной таежной палевой почве;
7. Изучить
эффективность
применения
систем
удобрения
с
использованием навоза при выращивании картофеля за Северным полярным
кругом.
Объекты исследований. В Центральной Якутии в модельных и
полевых опытах проведено изучение способов подготовки и использования
органических удобрений, включая новые виды (компосты из осадков
сточных вод, вермикомпосты из различного органического сырья), на
свойства мерзлотных почв, урожайность сельскохозяйственных культур и
качество растительной продукции. Проведен полевой эксперимент с навозом
и минеральными удобрениями по факториальной схеме в широком диапазоне
доз и сочетаний при возделывании картофеля на мерзлотной таежной
палевой почве. Изучены особенности действия вермикомпостов, внесенных
под томат в защищенном грунте. На севере Якутии под Верхоянском
выполнен полевой опыт с навозом, минеральными удобрениями и
биопрепаратом, позволивший установить агроэкологичесую эффективность
средств химизации на мерзлотной аллювиальной почве.
Научная новизна исследований. Впервые в экстремальных
климатических условиях Якутии на холодных мерзлотных почвах изучены
закономерности действия и последействия различных видов органических
удобрений, включая нетрадиционные в виде осадков городских сточных вод
и компостов на их основе, на урожайность и качество сельскохозяйственных
культур. В полевом опыте с использованием факториальной схемы изучена
эффективность влияния органических и минеральных удобрений в широком
диапазоне доз и сочетаний на урожайность и качество картофеля. При этом
вариант с односторонним внесением навоза крупного рогатого скота был
введен в схему опыта и исследован как отдельный фактор. В результате
комплексных исследований в данном опыте, а также в других полевых
опытах получены новые данные по действию важнейших систем удобрения:
минеральной, органической и органоминеральной – на урожайность и
качество сельскохозяйственных культур, плодородие почвы и ее
биологическую активность. С учетом величины урожайности возделываемых
культур, их качественных характеристик, улучшения агрохимических
свойств почвы установлено преимущество органоминеральной системы
удобрения. Показано, что в условиях Центральной Якутии достоверно
высокая (в среднем за 5 лет) урожайность картофеля – 19 т/га, превышающая
контроль без внесения удобрений на 54,8% при окупаемости 1 кг NPK
прибавкой 32 кг, достигается в варианте с ежегодной дозой подстилочного
навоза 8 т/га в сочетании с минеральными удобрениями N36Р36К36. От
применения минеральной системы удобрения (N60Р60К60) прибавка урожая,
хотя и является значимой, но не превышает 17,8%. При внесении
органической системы с использованием одного навоза урожайность
картофеля находится на уровне контроля без внесения удобрений (прибавка
не превышает 13,1%).
5
На основании выполненных исследований получены новые данные по
утилизации птичьего помета, которые показали, что эффективным способом
улучшения качества птичьего помета служит его переработка путем
компостирования с торфом. Необходимый период ферментации в Якутии
составляет 3 теплых месяца (июнь-август) с 1-2 перебуртовками компостной
массы. Установлено оптимальное соотношение компонентов торф : помет,
равное 0,5:1 при влажности помета 75-80%, торфа 60%. Рекомендуемое
соотношение углерода к азоту (С : N) составляет не более 20-30. Реакция
среды 7,1-7,8 ед. рН. Готовые компосты на основе птичьего помета и торфа
при указанных параметрах отвечают нормативным требованиям Российской
Федерации.
Установлена эффективность новых органических удобрений в виде
компостов и вермикомпостов из традиционного и альтернативного
органического сырья, позволяющих получать достоверный прирост
продуктивности сельскохозяйственных культур в полевых условиях и в
защищенном грунте.
На севере Якутии (Верхоянский район) по результатам полевого опыта
на мерзлотной аллювиальной почве с учетом оптимизации систем удобрения
выявлена возможность стабильного производства картофеля раннего сорта
Полет при урожайности 6-7 т/га.
Практическая значимость и реализация результатов исследований.
1. В Центральной Якутии при ее высоком широтном расположении
важным фактором сохранения почвенного плодородия и получения
устойчивой продуктивности сельскохозяйственных культур, наряду с
орошением и соблюдением агротехники, является рациональное применение
органических и минеральных удобрений. С учетом сложившегося в
Республике острого дефицита удобрений, прежде всего органических,
целесообразно, наряду с навозом и птичьим пометом, шире использовать
альтернативные источники органического вещества – нетоксичные
промышленные и городские отходы. При этом, наиболее эффективны в
агроэкологическом отношении компосты на их основе.
2. При сравнении систем удобрения на мерзлотной таежной почве в
Центральной Якутии под картофель установлено преимущество
органоминеральной системы в дозах N36Р36К36 + 8 т/га навоза,
обеспечивающей получение средней урожайности картофеля на уровне 19
т/га (на 55% выше контроля) и окупаемости 1 кг NPK прибавкой клубней 32
кг.
3. При использовании птичьего помета на удобрение целесообразно его
компостирование с торфом в соотношении торф : помет 0,5:1 и внесение
компоста под картофель в дозе N300. При этом обеспечивается прибавка
урожая на уровне 33% по отношению к контролю при высокой окупаемости
затрат и хорошем качестве клубней. Низинный торф, который
характеризуется достаточно высокой удобрительной ценностью и содержит
90% органического вещества, 2,0% общего азота, 0,45% Р2О5, 0,2% К2О на
сухую массу, при использовании для удобрения в чистом виде
6
малоэффективен, т.к. дает всего лишь 5-процентную прибавку урожая
картофеля.
4. Одним из способов подготовки навоза в Якутии является его
вермикомпостирование, в результате которого из 1 т навоза образуется 500 кг
удобрения. Применение вермикомпостов рекомендуется при выращивании
томата F1 Верлиока. Оптимальная доза внесения вермиудобрения составляет
100 г под растение, что обеспечивает урожайность плодов томата 6,2-7,6
кг/м2. При этом использование вермикомпоста под тепличный томат
способствует получению экологически безопасной и биологически
полноценной продукции с высоким содержанием витамина С и низким
содержанием нитратов.
5. В условиях севера Якутии (Верхоянский район) доказана
возможность получения урожайности картофеля раннего сорта Полет на
уровне 6-7 т/га при условии оптимизации минерального питания растений
путем применения органоминеральной системы удобрения. Ежегодная доза
навоза составляет 10 т/га, а дозы минеральных удобрений рекомендуется
устанавливать с учетом коэффициентов возмещения выноса.
Научные разработки нашли применение в сельском хозяйстве Якутии.
Полученные результаты подтверждены производственной проверкой и
внедрением в ГУП ГСИС «Маган» и муниципальном предприятии
«Водоканал» г. Якутска, ГУП ПО «Птицепром», КП им. И. Барахова
Верхневилюйского района, в ГУП ОПХ «Покровское» Хангаласского района,
во многих крестьянских хозяйствах Намского, Мегино-Хангаласского, УстьАлданского, Чурапчинского, Хангаласского и других районов республики.
Результаты исследований вошли в рекомендации «Производство
торфопометных компостов и их использование под картофель в условиях
Якутии» (Новосибирск, 1993), подготовленные Якутским НИИСХ совместно
ЯРПИСХ «Урожай», ВНИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова, в
рекомендации «Вермикультивирование в условиях Центральной Якутии»
(Якутск: ЯНИИСХ, 2000); использованы при подготовке справочного
издания «Справочная книга по производству и применению органических
удобрений» (Владимир: РАСХН, ВНИПТИОУ, 2001) и других нормативных
документов.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Закономерности влияния различных видов органических удобрений:
навоза крупного рогатого скота, птичьего помета, осадков городских сточных
вод; компостов, вермикомпостов - на урожайность и качество
сельскохозяйственных культур на мерзлотных почвах Якутии.
2. Установление
эффективных,
экологически
безопасных
доз
традиционных и новых органических удобрений под картофель и овощные
культуры в условиях Якутии.
3. Оценка эффективности действия и последействия систем удобрения:
органической, минеральной и органоминеральной – на агрохимические
свойства мерзлотных почв и продуктивность агроценозов.
7
4. Определение эффекта вермикультивирования и научное обоснование
использования вермиудобрений в условиях защищенного грунта
Центральной Якутии
5. Выявление возможности выращивания картофеля при оптимизации
сочетаний и доз органических и минеральных удобрений на севере Якутии.
Организация исследований и личный вклад соискателя.
Диссертационная работа выполнена автором лично. Соискатель провел
анализ и обобщение литературных источников, принимал непосредственное
участие в разработке схем опытов и программ исследований, в организации
проведения полевых и лабораторных работ. Автором лично выполнены
необходимые расчеты, проведена математическая обработка, анализ и
обобщение экспериментальных данных, сформулированы выводы и
практические рекомендации.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы
докладывались на заседаниях Ученого совета Якутского НИИСХ (1988-2015
гг.), на экспертных комиссиях Министерства сельского хозяйства
Республики Саха (Якутия) (1988-1993 гг.), на республиканских семинарах
агрономов (1992-2015 гг.), республиканских конференциях ученых и
специалистов (1992-1999 гг.), научно-практических республиканских
конференциях (1990-2012 гг.), всероссийских конференциях (1991-2015 гг.), в
научной экспедиции в Якутии (1991 г.), на всероссийских научнопрактических конференциях с международным участием (1995-2015 гг.).
Публикации по теме диссертации. По материалам исследований
опубликовано 126 работ, в том числе 13 – в изданиях, рекомендованных ВАК
РФ, 2 патента на изобретение, 1 монография, 10 рекомендаций производству
и методических указаний.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения,
10 разделов, выводов, предложений производству, списка использованной
литературы, приложения. Работа изложена на 263 страницах компьютерного
текста, содержит 29 таблиц, 24 рисунка. В Приложении приведено 29 таблиц
и 11 рисунков. Список использованной литературы включает 339
наименований, в том числе 17 на иностранных языках.
Автор выражает глубокую благодарность научному консультанту –
доктору сельскохозяйственных наук, профессору, заслуженному деятелю
науки РФ Г.Е. Мерзлой (ВНИИ агрохимии имени Д.Н. Прянишникова), П.П.
Охлопковой, А.Ф. Абрамову, У.К. Эверстовой, В.И. Дмитриевой, Е.И.
Прибылых, А.Я. Федорову, Д.И. Степановой, Н.П. Тарабукиной, М.П.
Неустроеву, сотрудникам лабораторий картофелеводства, агроэкологии и
биохимии Якутского НИИСХ имени М.Г. Сафронова и сотрудникам ВНИИ
агрохимии имени Д.Н. Прянишникова за ценные советы и помощь в
проведении научных исследований.
8
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Место и условия проведения опытов. Территория Якутии
характеризуется высоким широтным расположением и сплошным
распространением вечномерзлотных пород мощностью от 100 до 600 м.
Земледелие Республики приурочено к полосе между 56 и 64º северной
широты и относится к рискованному. Агроклиматическими особенностями
Якутии являются низкий уровень поступления солнечной энергии, короткий,
сжатый до предела вегетационный период (не более 60-90 дней), жесткие
условия перезимовки растений и удлиненный световой день летом.
Для Якутии характерен дефицит влаги, и проведение поливов служит
необходимым условием повышения эффективности удобрений и
устойчивости агросистем. Короткий вегетационный период в определенной
мере компенсируется обеспеченностью теплоэнергетическими ресурсами –
летним удлинением светового дня, расширением спектра поглощаемой
растениями солнечной энергии. Эти факторы в сочетании с применением
органических и минеральных удобрений могут способствовать повышению
урожайности возделываемых культур.
Почва опытных участков в Центральной Якутии мерзлотная таежная
палевая окультуренная тяжелосуглинистая. Перед закладкой опытов в
пахотном слое почвы содержалось гумуса (по Тюрину) 1,0-2,1%, общего
азота (по Кьельдалю) 0,13%, подвижных форм фосфора (Р2О5) и калия (К2О)
(по Эгнеру-Риму) соответственно 118-335 и 232-274 мг/кг, рНkcl 6,6-8,
гидролитическая кислотность (по Каппену) 2,5 мг-экв./100 г. В Верхоянском
районе Якутии почва опытного участка, расположенного на левом берегу р.
Яны, мерзлотная аллювиальная суглинистая с содержанием гумуса 2,2%,
общего азота 0,21%, подвижных форм фосфора (Р2О5) и калия (К2О)
соответственно 198 и 265 мг/кг, рНkcl 6,5.
Методика исследований. Для изучения способов переработки
органического сырья и агроэкологической эффективности различных видов
органических удобрений, их доз и сочетаний с минеральными удобрениями в
условиях Якутии были проведены следующие опыты.
Опыт 1. «Эколого-агрохимическая эффективность систем удобрения с
использованием навоза при возделывании картофеля на мерзлотной таежной
палевой почве». Полевой опыт проведен в двух закладках в 1997 г. и 1998 г. в
ГУП ОПХ «Покровское» в звене севооборота: 1. картофель, 2. картофель, 3.
кормовые культуры. Схема опыта факториальная, представляет выборку 1/8
(4 х 4 х 4 х 4) (Перегудов, Иванова и др., 1976; Программа и методика
исследований …, 1990). Включает 4 фактора: навоз, азотное, фосфорное,
калийное удобрения. Каждый из четырех видов удобрений изучается в
четырех (считая нулевую) дозах 0, 1, 2, 3, которые вносили в различных
сочетаниях. Всего в опыте 32 варианта. Единичная доза минеральных
удобрений составляла N30, P30, K30, навоза - 20 т/га. В опыте применяли
9
орошение при поливной норме 30-35 мм. Использовали навоз крупного
рогатого скота влажностью 65%.
Опыт 2. «Изучение соотношений торфа и помета при компостировании
с использованием площадного и послойного способов». Опыт проводился в
1988-1991 гг. в ГУП ПО «Птицепром» и ГУП ГСИС «Маган». Схема опыта
включала варианты: 1. торф, 2. птичий помет, 3. торф + помет в соотношении
1,5:1, 4. торф + помет в соотношении 1:1, 5. торф + помет в соотношении
0,5:1. Для компостирования использовали птичий помет Якутской
птицефабрики при влажности 75%. Компостные смеси закладывали после
полевых работ, во второй декаде июня. Готовые компосты вносили в почву
осенью под зяблевую вспашку.
Опыт 3. «Эффективность применения птичьего помета, торфа и
компостов на их основе». Полевой опыт проводился в 1990-1993 гг.в ГУП
ГСИС «Маган» с культурой картофеля Вармас при использовании
органических удобрений в виде птичьего помета, торфа, навоза крупного
рогатого скота и торфопометных компостов с различным соотношением
компонентов. Для сравнения введены варианты с минеральными
удобрениями. Опыт выполнялся по схеме: 1. контроль, без удобрений, 2.
птичий помет, N300, 3. торф, N300, 4. навоз, N300, 5. торфопометная смесь
(1,5:1), N300, 6. торфопометный компост (1,5:1), N300, 7. торфопометный
компост (1:1), N300, 8. торфопометный компост (0,5:1), N300, 9.
торфопометный компост (1:1), N150, 10. торфопометный компост (1:1), N150
ежегодно, 11. торфопометный компост (1:1), N450, 12. минеральные
удобрения - NРК, 13. NРК + торфопометный компост (1:1), N300. Опыт
выполняли при орошении. Норма полива 30-35 мм, оросительная норма в
зависимости от метеорологических условий вегетационных периодов
колебалась от 87 до 177 мм. Повторность опыта 4-кратная. Учетная площадь
опытной делянки 50 м2, общая 100 м2. Расположение делянок
рендомизированное. Схема посадки 70 х 35 см. Агротехника возделывания
общепринятая.
Опыт 4. «Изучение условий компостирования осадка сточных вод с
древесными отходами». Для компостирования в качестве компонентов
смесей использовали осадок сточных вод очистных сооружений г. Якутска и
древесные опилки в соотношениях осадок : опилки - 8:1, 10:1 и 12:1. Смеси
помещались в короба 1 х 1 х 1 м. Период ферментации – 2 месяца.
Опыт 5. «Эффективность применения удобрений на основе осадка
сточных вод при возделывании картофеля». Полевой опыт проводили в 19961998 гг. в ГУП ОПХ «Покровское» Хангаласского района. Схема опыта: 1.
контроль, без удобрений, 2. минеральные удобрения – N300Р450К375, 3.
осадок сточных вод, N300, 4. компост на основе навоза, N300, 5. компост на
основе осадка, N300, 6. компост на основе осадка, N150, 7. компост на основе
осадка, N450, 8. компост на основе осадка, N150 + минеральные удобрения,
N150Р450К375, 9. вермикомпост на основе осадка, N150 при возделывании
картофеля сорта Вармас. В опыте использован осадок сточных вод г.
Якутска, который по химическому составу соответствовал требованиям
10
СанПиН 2.1.7.573-96 и ГОСТ Р 17.4.07-2001. Повторность опыта 3-кратная.
Площадь учетной делянки 50 м2.
Опыт 6. «Особенности применения органических удобрений за
Северным полярным кругом». Полевой опыт проведен в 2000-2002 гг. на
научно-производственном стационаре Якутского НИИСХ, расположенном в
г. Верхоянск, при выращивании картофеля сорта Полет. Схема полевого
опыта включала следующие варианты: 1. контроль, без удобрений, 2. NРK, 3.
навоз 30 т/га, 4. навоз 60 т/га, 5. NРK + навоз 30 т/га, 6. гумат 2,5 кг/га, 7.
NРK + гумат 2,5 кг/га, 8. навоз 30 т/га + гумат 2,5 кг/га, 9. навоз 60 т/га +
гумат 2,5 кг/га, 10. NРK + навоз 30 т/га + гумат 2,5 кг/га, 11. гумат 4,2 кг/га,
12. NРK + гумат 4,2 кг/га, 13. навоз 30 т/га + гумат 4,2 кг/га, 14. навоз 60 т/га
+ гумат 4,2 кг/га, 15. NРK + навоз 30 т/га + гумат 4,2 кг/га. Закладку и
проведение опыта выполняли в соответствии с общепринятыми методиками.
Общая площадь делянки - 100 м2, учётная - 50 м2, защитной полосы – 50 м2 .
Повторность 3-кратная. Схема посадки клубней 70 х 35 см. В 1999 г. почву
на опытном участке дисковали с помощью БДТ–2,2 в 2-3 следа на глубину
20-22 см с последующим боронованием. Весной 2000 г. проводили закрытие
влаги ЛДГ–5 в агрегате с МТЗ - 82 на глубину 10 см, дискование на глубину
12-15 см, боронование БЗСС в 2-3 следа. Органические и минеральные
удобрения, гумат калия вносили согласно схеме опыта. Полив картофеля
осуществлялся дождевателем ДДН-70 в агрегате с ДТ–75. Поливная норма 30
мм. Поливы назначали по фазам развития растений: до появления всходов, по
всходам, а также в фазы бутонизации, цветения и клубнеобразования. После
поливов проводили рыхление почвы и окучивание растений при достижении
ими высоты 15-17 см.
Опыт 7. «Эффективность органических удобрений в тепличных
условиях при выращивании томата». Опыт проводился в 2001-2003 гг. в
теплице ГУП ОПХ «Покровское». Изучали эффективность различных видов
и доз вермикомпостов, а также биопрепарата Байкал ЭМ-1. Испытываемая
культура – томат F1 Верлиока. Схема опыта включала следующие варианты
удобрений на фоне тепличной почвосмеси: 1. контроль, без удобрений, 2.
вермикомпост из навоза, 100 г/растение, 3. вермикомпост из навоза, 300
г/растение, 4. вермикомпост из навоза, 500 г/растение, 5. вермикомпост из
навоза, 3 кг/м2, 6. вермикомпост из навоза, 5 кг/м2, 8. N, 9. вермикомпост из
помета, 100 г/растение, 10. вермикомпост из помета, 200 г/растение, 11.
вермикомпост из помета, 300 г/растение, 12. биопрепарат. Площадь опытной
делянки 3,3 м2. Расположение вариантов систематическое. Повторность
опыта 3-кратная.
Опыт 8. «Микробиологическая активность мерзлотной таежной почвы
при внесении органических и минеральных удобрений под картофель».
Полевой опыт проведен в 1998-2000 гг. на опытном поле в ГУП ОПХ
«Покровское» на мерзлотной палевой среднесуглинистой почве.
Определение основных показателей биологической активности почвы
проводили в вариантах: 1. контроль, без удобрений, 2. N60, 3. N30P30K30 +
навоз 20 т/га, 4. навоз 40 т/га, 5. N60P60+ навоз 40 т/га, 6. N60P60K60 + навоз
11
40 т/га, 7. N90P90K90 + навоз 60 т/га. Возделывали картофель сорта Вармас.
Площадь опытной делянки 64 м2, учетная площадь 25 м2. Расположение
вариантов рендомизированное. Повторность опыта 3-кратная.
Анализ почвенных и растительных образцов в опытах проводили по
общепринятым методикам (Агрохимические методы исследования почв,
1975; Аринушкина, 1961; Петербургский, 1968; Методические и
организационные основы проведения агроэкологического мониторинга в
интенсивном земледелии, 1991). В почвенных образцах определяли рН –
потенциометрически (ГОСТ 26483-85), содержание гумуса – по методу
Тюрина (ГОСТ 26213-91), фосфор подвижный – по Эгнеру-Риму, калий
подвижный – на пламенном фотометре, N-NO3 – дисульфофеноловым
методом. Общее количество бактерий в почве, использующих органический
азот, учитывали на мясо-пептонном агаре (МПА), численность
использующих минеральный азот бактерий и актиномицетов – на крахмалоаммиачном агаре (КАА), микроскопических грибов – на агаризованной
подкисленной среде
Чапека, нитрификаторов - на жидкой среде
Виноградского, азотфиксирующих микроорганизмов – на безазотной
агаризованной среде Эшби и жидкой среде Виноградского.
В клубнях картофеля определяли сухое вещество термостатно-весовым
методом, нитраты по ГОСТ 13496 19-86, крахмал по удельной массе клубней
(Практикум по агрохимии, 1987).
Математическую обработку экспериментальных данных проводили по
В.Н. Перегудову (1987) и Б.А. Доспехову (1965) с использованием
компьютерной программы STRAZ. Экономическую и энергетическую
эффективность применения удобрений определяли в соответствии с
рекомендациями (Методическое пособие по агроэнергетической и
экономической оценке …, 1995; Державин, 2000).
Агрометеорологические условия в годы проведения опытов в
Центральной Якутии были в основном характерными для региона, но
различались по количеству атмосферных осадков и температуре воздуха.
Согласно данным Метеостанции г. Покровска, среднемесячная температура в
период май-сентябрь за ряд лет исследований (1991-1993, 1996, 1999 гг.)
была ниже среднемноголетней, в 1997 г. и 2000 г. она несколько превышала
норму, а в 1998г. была выше нормальных значений. Исходя из суммы
осадков засушливыми были 1990, 1992 г., нормальным - 1998 г. В остальные
годы сумма осадков за период май-сентябрь была значительно выше
среднемноголетней и составляла от 139 до 248 мм при норме 95 мм. Однако
распределение осадков по отдельным месяцам было крайне неравномерным:
в 1990 г. и 1993 г. резко засушливым был июль и август, в 1992 г. – июль и
сентябрь, что свидетельствует об острой необходимости проведения поливов
при возделывании сельскохозяйственных культур.
Верхоянский район, где проводились исследования по эффективности
навоза и минеральных удобрений, относится к наиболее холодным регионам
в Северном полушарии. Продолжительность периода с температурой воздуха
более плюс 10ºС составляет 78 дней - с 4 июня по 20 августа – при сумме
12
температур 1045-1200º. В начале и в конце этого периода нередко
наблюдаются заморозки. В годы проведения полевого опыта (2000-2002 гг.)
метеорологические условия были близки к среднемноголетним. При этом в
2002 г. отмечалось резкое понижение температуры воздуха в середине лета:
17 июля с плюс 32 до плюс 6ºС, а 19-20 июля – падение температуры до
отрицательных значений (минус 1ºС), что привело к гибели надземной
биомассы картофеля и последующему снижению его урожайности.
ЭКОЛОГО-АГРОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ
СИСТЕМ УДРОБРЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАВОЗА В
ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЯКУТИИ
Исследования по эффективности систем удобрения с использованием
навоза выполняли в полевом опыте 1, заложенном в ГУП ОПХ «Покровское»
на участке Бэлэнтэй. Почва опытного участка мерзлотная палевая
переходная, по гранулометрическому составу среднесуглинистая, хорошо
окультуренная. В качестве органического удобрения использовали навоз
крупного рогатого скота влажностью 65%. В сыром веществе навоза
содержалось в среднем 0,56% общего азота, 0,3% фосфора и 0,42% калия, т.е.
с каждой тонной навоза в почву поступало 12,8 кг NPK. Картофель сорта
Вармас возделывали при орошении в звене севооборота: 1. картофель, 2.
картофель, 3. кормовые культуры.
Влияние доз и сочетаний навоза и минеральных удобрений на
урожайность картофеля. Результаты исследований по изучению влияния
минеральных и органических удобрений на урожайность картофеля в
вариантах опыта, приведены в таблице 1.
1. Влияние навоза и минеральных удобрений на урожайность картофеля
В среднем за 5 лет
Вари Удобрение
1997 1998 1998 1999
2000
урожа прибавка
ант
0000
2000
0200
0020
2200
2020
0220
2220
1111
1131
1311
1331
Контроль
N60
Р60
К60
N60Р60
N60К60
Р60К60
N60Р60К60
N30Р30К30+20
т/га навоза
N30Р30К90+20
т/га навоза
N30Р90К30+20
т/га навоза
N30Р90К90+20
ц/га
%
123,3
136,2
130,1
135,8
144,9
153,9
129,4
145,3
147
12,9
6,8
12,5
21,6
30,6
6,1
22,0
23,7
10,0
5,5
10,1
17,5
24,8
4,9
17,8
19,2
159
172
167
169
180
176
162
181
181
116
145
132
149
145
162
120
128
141
139
152
142
150
180
199
158
203
160
96,5
96,7
98,8
98
98,5
114
98
99,4
126,6
181
145
171
120,8 125,8 148,7 25,4 20,6
183
137
182
132,2 124,6 159,5 36,2 29,3
181
162
190
132,1 130,3 159,1 35,8 29,0
13
106,1
115,2
110,6
112,9
120,8
118,7
109
115
126,5
йност
ь, ц/га
3111
3131
3311
3331
0002
2002
0202
0022
2202
2022
0222
2222
1113
1133
1313
1333
3113
3133
3313
3333
т/га навоза
N90Р30К30+20
т/га навоза
N90Р30К90+20
т/га навоза
N90Р90К30+20
т/га навоза
N90Р90К90+20
т/га навоза
40 т/га навоза
N60+40 т/га
навоза
Р60+40 т/га
навоза
К60+40 т/га
навоза
N60Р60+40 т/га
навоза
N60К60+40 т/га
навоза
Р60К60+40 т/га
навоза
N60Р60К60+40
т/га навоза
N30Р30К30+60
т/га навоза
N30Р30К90+60
т/га навоза
N30Р90К30+60
т/га навоза
N30Р90К90+60
т/га навоза
N90Р30К30+60
т/га навоза
N90Р30К90+60
т/га навоза
N90Р90К30+60
т/га навоза
N90Р90К90+60
т/га навоза
183
212
230
127,5 143,1 179,6 56,3 45,7
184
199
238
132
186
207
240
129,1 145,3 181,5 58,2 45,7
187
216
251
141,2 159,4 190,9 67,4 54,8
172
201
141
191
146
209
117,6 120,8 139,5 16,2 13,1
119
125,1 169,0 45,7 37,1
191
178
178
110
192
183
193
102,4 122,9 158,7 35,4 28,7
204
191
212
118,2 129
204
195
218
122
192
203
200
141,4 127,7 172,8 49,5 40,1
210
199
221
136,4 145
218
207
225
122,5 130,1 180,5 57,2 46,4
219
203
230
130,2 139,1 184,3 61,0 49,5
219
216
228
132,2 130
220
199
232
119
223
204
240
141,8 169,4 195,6 72,3 58,6
228
216
245
131,8 167,3 197,6 74,3 60,2
232
216
242
124,2 175,5 197,9 74,6 60,5
237
216
251
124,2 179,6 201,6 78,2 63,5
НСР05
145,4 179,7 56,4 45,7
121,1 155,6 32,3 26,2
170,8 47,5 38,5
140,5 175,9 52,6 42,7
182,3 59,0 47,8
185
141,1 182,2 58,9 47,8
18,0
14
61,7 50,0
Зависимость урожайности картофеля от различных видов и сочетаний
органических и минеральных удобрений опыта отражена в уравнениях
регрессии:
1997 г. Y=157,25+10,05N0,5+4,07P+6,27K0,5–25,21H0,5+29,76H – 4,42(PK)0,5;
R=0,99 (1),
1998 г. Y=119,86+11,59N+14,53K0,5+23,75H0,5–11,25(PK)0,5+11,57(PH) 0,5;
R=0,90 (2),
1998 г. Y=133,78+17,98N+4,17P+12,98K0,5+14,17Н;
R=0,90 (3),
0,5
0,5
0,5
1999 г. Y=107,3-10,53(NP) +18,13(NH) +17,8(PH) +10,398(KH)0,5-22,1H;
R=0,79 (4),
2000 г. Y=110,47 – 28,44N0,5+21,52 N+ 3,24Н+3,16 (NР) 0,5 +
4,4(NН) 0,5+5,44(KН)0,5; R=0,97 (5),
В среднем за 5 лет Y=122,26+9,56N+2,45P+6,2K0,5+12,48Н; R=0,97 (6).
Результаты исследований показали, что внесение навоза и
минеральных удобрений при оптимизации их сочетаний и доз явилось
важным фактором повышения урожайности картофеля. При этом влияние
удобрений на урожайность культуры в различных вариантах опыта было
неоднозначным. При анализе результатов, полученных в среднем за 5 лет
опыта, установлено, что урожайность картофеля без внесения удобрений
составляла 123,3 ц/га с колебаниями по годам от 96,5 до 159 ц/га.
Несбалансированное применение минеральных удобрений в вариантах
одностороннего внесения N60, Р60 и К60 не давало достоверных прибавок
урожая. Такая же зависимость отмечалась при внесении одного навоза в дозе
40 т/га и в варианте Р60К60. В то же время парные сочетания фосфора и
калия с азотом (N60Р60 и N60К60) дали значимый эффект при НСР05=18 ц/га.
Во всех других вариантах были получены достоверные прибавки урожая
картофеля по сравнению с контролем без внесения удобрений.
Важно указать на значимую роль органических удобрений при
внесении по фону минеральных. Так, если в вариантах N60, Р60 и К60
урожайность картофеля составляла соответственно 136,2; 130,1 и 135 8 ц/га,
то при дополнении их 40 т/га навоза она повышалась до 169,0; 155,6 и 158,7
ц/га, т.е. при этом были получены существенные прибавки урожая, равные
32,8; 25,5 и 22,9 ц/га. Аналогично увеличивалась урожайность картофеля при
дополнении навозом минеральных удобрений в двойных сочетаниях: если
при внесении N60Р60, N60К60 и Р60К60 было собрано картофеля 144,9;
153,9 и 129,4 ц/га, то при том же уровне минеральных удобрений в сочетании
с 40 т/га навоза – соответственно 170,8; 175,9 и 172,8 ц/га, что достоверно
выше по отношению к контролю. С увеличением дозы навоза с 20 до 40 т/га
на одном и том же фоне минеральных удобрений (N30Р30К90) урожайность
картофеля существенно возрастала с 148,7 до 184,3 ц/га, или на 22,8%.
Следует отметить в свою очередь и рост урожайности картофеля с
возрастанием доз азотных удобрений на фоне навоза.
15
Внесение высоких доз азота, фосфора и калия (90 кг д.в.) в сочетании с
20 т/га навоза повышало урожайность картофеля до 180-190 ц/га. На этом же
уровне (180 ц/га) находилась урожайность картофеля при внесении двойных
доз NPK на фоне 40 т/га навоза или одинарных доз NPK на фоне 60 т/га
навоза. Сравнение отдельных систем удобрения: органической, минеральной
и органоминеральной - с учетом их действия и последействия при
возделывании картофеля Вармас в условиях мерзлотно таежной палевой
почвы выявило преимущество минеральной и органоминеральной систем.
Органическая система удобрения (вариант 0002) не обеспечивала
достоверного прироста урожая клубней по отношению к контролю.
В опыте проявились особенности картофеля как культуры,
предъявляющей повышенные требования к условиям минерального питания.
При этом более высокие показатели его урожайности достигались от
органоминеральных систем. Максимальные сборы клубней с 1 га в среднем
за годы исследований отмечалась на фоне 20 т/га навоза с повышенными (до
90 кг д.в.) дозами азотных, фосфорных и калийных минеральных удобрений
(вариант 3331) – 190,9 ц/га и на высоком фоне навоза - 60 т/га с повышенной
дозой азота (N90) (вариант 3113), где было собрано 195,6 ц/га. Дальнейшее
повышение доз фосфора и калия при N90 на фоне 60 т/га навоза не
сопровождалось существенным ростом урожайности картофеля.
Окупаемость удобрений прибавкой урожая картофеля. В вариантах
опыта с высокой урожайностью картофеля (3331 и 3113) окупаемость 1 кг
NРК в среднем за 5 лет составляла соответственно 32,0 и 27,1 кг клубней, или
8 и 6,8 кг зерновых единиц. В органоминеральных вариантах с
возрастающими дозами удобрений 1111, 2222 и 3333 урожайность картофеля
равнялась 147; 182,3 и 201,6 ц/га, т.е. достоверно повышалась по отношению
к контролю. Окупаемость 1 кг NРК при этом составляла соответственно 17,1;
21,3 и 24,8 кг клубней, или 4; 5 и 6 кг зерновых единиц. Навоз заметно
увеличивал окупаемость всех применяемых минеральных удобрений (рис. 1).
При этом окупаемость азотных удобрений на фоне 40 т/га навоза повышалась
в 2,3 раза, фосфорных – в 2,4 раза, калийных – в 1,5 раза, полного
минерального удобрения – в 1,9 раза.
140
122,3
Окупаемость, кг
120
100
80
80
60
67,1
53,7
40
59,4
52,1
30,5
28,3
20
0
N
P
K
Без навоза
NPK
На фоне навоза
Рис. 1. Окупаемость минеральных удобрений прибавками урожая картофеля
16
Влияние доз и сочетаний навоза и минеральных удобрений на
качество клубней картофеля. Влияние навоза и минеральных удобрений в
вариантах опыта на качество клубней картофеля показано в таблице 2.
2. Влияние навоза и минеральных удобрений на качество
клубней картофеля
Вариан Удобрение
Урожайно
Сухое
Крахмал, Витамин
т
сть, ц/га вещество, %
%
С,
мг%
0000
Контроль
116
21,3
13,7
9,2
2000
N60
145
22,7
12,5
5,5
0200
Р60
132
22,2
12,6
7,4
0020
К60
149
22,0
10,9
11,1
2200
N60Р60
145
21,5
10,7
4,6
2020
N60К60
162
22,8
12,6
6,0
0220
Р60К60
120
19,8
9,6
6,1
2220
N60Р60К60
128
20,2
11,5
4,6
1111
N30Р30К30+20
141
21,3
9,4
5,9
т/га навоза
1131
N30Р30К90+20
145
20,0
13,9
8,9
т/га навоза
1311
N30Р90К30+20
137
21,6
14,2
6,9
т/га навоза
1331
N30Р90К90+20
162
19,6
11,1
8,9
т/га навоза
3111
N90Р30К30+20
212
22,9
12,5
5,8
т/га навоза
3131
N90Р30К90+20
199
21,9
11,5
5,9
т/га навоза
3311
N90Р90К30+20
207
20,2
9,4
4,0
т/га навоза
3331
N90Р90К90+20
216
19,8
10,4
4,0
т/га навоза
0002
40 т/га навоза
146
22,3
12,8
7,0
2002
N60+40 т/га
209
21,03
9,3
7,8
навоза
0202
Р60+40 т/га
178
19,4
11,0
5,9
навоза
0022
К60+40 т/га
193
20,7
11,4
5,6
навоза
2202
N60Р60+40 т/га
212
20,8
13,6
5,4
навоза
2022
N60К60+40 т/га
218
22,5
12,2
6,5
навоза
17
0222
2222
1113
1133
1313
1333
3113
3133
3313
3333
Р60К60+40 т/га
навоза
N60Р60К60+40
т/га навоза
N30Р30К30+60
т/га навоза
N30Р30К90+60
т/га навоза
N30Р90К30+60
т/га навоза
N30Р90К90+60
т/га навоза
N90Р30К30+60
т/га навоза
N90Р30К90+60
т/га навоза
N90Р90К30+60
т/га навоза
N90Р90К90+60
т/га навоза
200
19,7
11,1
7,0
221
22,4
13,9
6,7
225
22,0
13,2
8,4
230
22,9
11,8
6,3
228
19,2
10,9
4,2
232
20,2
10,1
7,2
240
18,6
14,2
5,6
245
20,4
10,1
3,6
242
21,7
10,9
7,2
251
19,1
12,1
5,7
Содержание крахмала в клубнях в год действия удобрений на контроле
составляло 13,7%, в вариантах удобрений оно колебалось от 9,3 до 14,2%, в
год последействия соответственно равнялось на контроле 17,6%, а в
вариантах удобрений варьировало от 8,1 до 19,7%.
Следует отметить, что во многих вариантах опыта содержание
крахмала в продукции было ниже контрольного или равно ему, что
отмечалось и в исследованиях с удобрениями других авторов (Федотова,
2003). Причем такая же закономерность наблюдалась и в последействии
удобрений, однако при этом в ряде вариантов, в т.ч. в органоминеральном с
высокой дозой калия (N30P30K90+20 т/га навоза) и при одностороннем
внесении навоза в высокой дозе (40 т/га), а также при внесении 40 т/га навоза
с К60, установлено повышение крахмалистости клубней до 19,2-19,7%.
Выход крахмала был наибольшим в органоминеральных вариантах с
двойными и тройными дозами (2222, 3333), достигая 26-27,7 ц/га. Этим
системам удобрения по данному показателю уступала органоминеральная в
одинарных дозах (вариант 1111), а также органическая (0002) и минеральная
(2220) системы. В последействии выход крахмала был более высоким по
органической системе (0002) и органоминеральной в низких дозах (1111).
Содержание азота и фосфора (в процентах) в клубнях картофеля мало
изменялось в зависимости от удобрений.
Вынос азота урожаем клубней картофеля колебался от 3,2 до 5,5 кг/т и
наиболее высоким был в вариантах 2222 (5,2 кг/т), 1133 (5,5 кг/т) и 3333 (5,2
кг/т). Вынос фосфора варьировал от 1,5 до 1,9 кг/т и в основном зависел от
18
применения фосфорных удобрений или от содержания фосфора в составе
навоза. В целом вынос азота и фосфора 1 т основной продукции картофеля в
лучших вариантах опыта приближался к нормативным значениям для
региона проводимых исследований (Методическое руководство …, 2008).
Влияние доз и сочетаний навоза и минеральных удобрений на
агрохимические свойства почвы. Изменение агрохимических свойств
почвы в годы опыта (1998-2000) изучали в контрастных вариантах: на
контроле, при внесении одних азотных удобрений (2000), одного навоза в
дозе 40 т/га (0002), в трех органоминеральных вариантах с возрастающими
дозами навоза и NPK от однократных до трехкратных (1111, 2222, 3333) и в
варианте навоза с азотно-фосфорными удобрениями (2202).
Исследования показали (табл. 3), что большее положительное влияние
на гумусовое состояние почвы оказывали органоминеральные системы
удобрения в умеренных и высоких дозах – в вариантах 2222 и 3333. Причем
эта закономерность была характерной для указанных вариантов опыта как в
год действия, так и в первые два года последействия удобрений.
3. Агрохимические свойства почвы в зависимости от органических и
минеральных удобрений
№
Код
Вариант
Действие,
Последействие
вариа варианта
1998 г.
1999 г.
2000 г.
нта
рНводн.
1
0000
Контроль
8,2
8,2
8,2
2
2000
N60
8,2
8,2
8,1
9
1111
N30Р30К30+20 т/га
8,0
8,3
8,1
навоза
17
0002
40 т/га навоза
8,0
8,3
8,1
21
2202
N60Р60+40 т/га навоза
8,2
8,3
8,1
24
2222
N60Р60К60+40 т/га
8,0
8,0
8,1
навоза
32
3333
N90Р90К90+60 т/га
7,9
8,1
8,0
навоза
Гумус, %
1
0000
Контроль
2,0
2,2
2,4
2
2000
N60
2,0
2,3
2,3
9
1111
N30Р30К30+20 т/га
1,8
2,0
2,2
навоза
17
0002
40 т/га навоза
2,0
1,9
2,5
21
2202
N60Р60+40 т/га навоза
2,2
1,8
1,9
24
2222
N60Р60К60+40 т/га
2,8
2,4
3,0
навоза
32
3333
N90Р90К90+60 т/га
2,9
2,8
2,8
навоза
19
Р2О5, мг/кг
1
2
9
0000
2000
1111
17
21
24
0002
2202
2222
32
3333
1
2
9
0000
2000
1111
17
21
24
0002
2202
2222
32
3333
Контроль
N60
N30Р30К30+20 т/га
навоза
40 т/га навоза
N60Р60+40 т/га навоза
N60Р60К60+40 т/га
навоза
N90Р90К90+60 т/га
навоза
К2О, мг/кг
Контроль
N60
N30Р30К30+20 т/га
навоза
40 т/га навоза
N60Р60+40 т/га навоза
N60Р60К60+40 т/га
навоза
N90Р90К90+60 т/га
навоза
113
95
106
112
94
118
123
115
121
112
103
125
127
138
140
114
143
122
142
230
226
243
226
248
248
247
235
235
233
230
262
245
264
252
215
266
250
261
135
260
Умеренные и повышенные дозы навоза и минеральных удобрений при
совместном внесении по сравнению с контролем и другими вариантами
удобрений увеличивали также содержание общего азота в почве, улучшали
фосфатный и калийный режимы во все годы наблюдений. При этом реакция
среды практически не зависела от вносимых удобрений, и величина рН
находилась во всех вариантах опыта на уровне контрольных значений.
Содержание нитратного азота в почве во все сроки определения было
более высоким в вариантах органоминеральных систем удобрений с
умеренными и высокими дозами (2222, 3333). Варианты с низкими дозами
удобрений: 2000, 0002 и 1111 – значительно уступали им по данному
показателю. При этом пик образования нитратов в почве приходился, как
правило, на июль.
Баланс питательных веществ и коэффициенты их использования.
Одностороннее применение удобрений под картофель Вармас при орошении
азотных и калийных удобрений в дозах 60 кг/га не обеспечивало
положительного баланса азота и калия. Внесение одних фосфорных
удобрений приближало баланс фосфора к бездефицитному. При внесении
минеральной системы удобрения – N60P60K60 – получен достоверно более
высокий урожай по отношению к контролю – 14,5 т/га, при этом баланс
азота, фосфора и калия был отрицательным. В варианте органической
системы, т.е. внесения навоза в дозе 40 т/га в год действия, отмечен
20
положительный баланс фосфора, а органоминеральной системы удобрений в
повышенных дозах (N90P90K90+ 60 т/га навоза) – положительный баланс
азота, фосфора и калия.
Коэффициенты использования элементов питания картофелем из
удобрений с учетом их последействия в среднем за 5 лет составляли: при
орошении и внесении навоза в дозе 40 т/га в год действия – N- 6, Р2О5- 2, К2О
– 7%, при использовании минеральной системы (N60P60K60) - N - 5, Р2О513, К2О – 77%, органоминеральных систем в возрастающих дозах от
единичных до трехкратных - N-14-46, Р2О5- 13-17, К2О – 30-46%. По данным
полевых опытов других исследователей, в условиях Якутии коэффициенты
использования элементов питания картофелем при орошении равнялись - из
минеральных удобрений N - 38, Р2О5 - 10, К2О – 37%, из органических
удобрений (свежий навоз) соответственно 12, 7, 20% (Иванов, Винокурова,
Игнатьева, 2008). При этом следует заметить, что в литературных материалах
не были указаны дозы и периодичность внесения органических и
минеральных удобрений.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПТИЧЬЕГО ПОМЕТА,
ТОРФА И КОМПОСТОВ НА ИХ ОСНОВЕ
Оптимизация соотношений компонентов в торфопометных смесях
при компостировании в условиях Центральной Якутии. На фермах и
птицефабриках часто производятся органические удобрения - навоз и птичий
помет - повышенной влажности. При отсутствии оборудованных хранилищ
они часто накапливаются в лагунах. Использование таких удобрений без
дополнительной подготовки сопряжено с большими трудностями в связи с
тем, что система машин не рассчитана на их перевозку и равномерное
внесение. В этих случаях наиболее приемлемым способом утилизации
накапливаемой массы может служить производство на ее основе компостов с
использованием влагопоглощающих материалов в виде торфа, древесных
отходов и других наполнителей. В результате процессов ферментации в
удобрениях на основе помета или навоза происходит перегруппировка
питательных веществ, которые из труднодоступных для растений форм
переходят в легкоусвояемые. Производимые при этом удобрения становятся
более концентрированными и биологически активными, обладают хорошими
физико-механическими свойствами – сыпучестью, транспортабельностью,
снижением прилипаемости к сельскохозяйственным орудиям и машинам,
улучшенным санитарным состоянием, обусловленным освобождением от
жизнеспособных семян сорных растений и патогенных организмов.
При подготовке высокоценных компостов важно соблюдать
оптимальное соотношение компонентов в компостной смеси. В этой связи в
условиях Центральной Якутии были проведены соответствующие
исследования (опыт 2). По результатам их, интенсивность биотермических
процессов при компостировании зависела от соотношения торфа к помету.
При этом наиболее эффективным оно было 0,5:1 и 1:1.
21
С ростом доли помета в смеси повышалась эмиссия углекислого газа в
1,9–2,2 раза и увеличивалось содержание нитратного азота на 6-21% (рис. 2,
3). Эти данные вполне согласуются с результатами, полученными во
ВНИИОУ в условиях Нечерноземной зоны, которые показали наибольшую
активность биотермических процессов в компостной массе при содержании
торфа до 50% и замедление процессов при увеличении доли торфа до 65%
(Научные основы и рекомендации …, 1991).
В исследованиях, проведенных в условиях Якутии, в результате
биотермических процессов при производстве компоста с содержанием 65%
помета штаммы кишечной палочки погибали за 1-2 месяца, возбудители
сальмонеллеза и туберкулеза – за 3 месяца. Готовые компосты по
содержанию тяжелых металлов соответствовали отечественным нормативам
(ГОСТ Р 53117-2008 Удобрения органические на основе отходов
животноводства).
180
СО2, мг/г в сутки
160
140
120
100
80
60
40
20
0
1
2
3
N-NO3, мг/кг сырого вещества
Рис. 2. Эмиссия углекислого газа из компостной массы при
возрастающей в ней доле птичьего помета (1 – 40%, 2 – 50%, 3 – 65% помета)
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
1
2
3
Рис. 3. Содержание нитратного азота в компостной массе при возрастающей
в ней доле птичьего помета (1 – 40%, 2 – 50%, 3- 65% помета)
22
Влияние птичьего помета и компостов на его основе на
урожайность картофеля. В полевом опыте 3 проводили сравнение
различных видов органических удобрений и торфа в условиях Центральной
Якутии. Дозы органических удобрений рассчитывали исходя из содержания
общего азота. Варианты с различными видами органических удобрений:
навоз, птичий помет, компост, компостная смесь – были выровнены по азоту
в дозе N300.
Исследования показали (рис. 4), что в среднем за 4 года (1990-1993)
применение всех видов органических удобрений под картофель сорта Вармас
в условиях мерзлотной почвы, за исключением торфа, давало значимый
эффект. Прибавка урожая находилась на уровне 59-60 ц/га при НСР05=46
ц/га. Важно отметить, что приготовленный торфопометный компост по
эффективности не уступал птичьему помету и навозу крупного рогатого
скота, вносимым в чистом виде в эквивалентной дозе (N300).
Несущественной (11 ц/га, или всего 5%)) была прибавка урожая картофеля от
торфа. Причем такая низкая прибавка сохранялась как в год действия торфа,
так и во все годы его последействия.
На основании полученных результатов выявлено положительное
влияние
на
урожайность
картофеля
совместного
применения
торфопометного компоста и минеральных удобрений, где была достигнута
прибавка 73 ц/га клубней картофеля, что на 35% превышало контроль без
внесения удобрений. В повышении урожайности картофеля определенную
роль играло соотношение компонентов в компосте. Так, с ростом доли
помета в компосте при его дозе N300 отмечена тенденция к возрастанию
прибавки урожая картофеля с 24 до 33%. На уровне тенденции наблюдалось
и повышение урожайности картофеля с ростом доз торфопометного
компоста. Если при внесении компоста в дозе 150 кг/га азота прибавка к
контролю составляла 21%, то при дозе в 2 раза большей (N300) – 29%, а при
тройной дозе (N450) – 37%.
Исходя из экономических показателей, в среднем за годы исследований
наиболее целесообразным было внесение компоста в дозе 300 кг/га азота при
содержании в нем 65% помета, что обеспечивало урожайность картофеля 274
ц/га, или на 33% выше контроля. При этом был получен высокий условно
чистый доход при окупаемости 1 руб. затрат 6,5 руб.
Агроэкологическая оценка применения торфа и торфопометных
компостов. Как было показано ранее, компостирование служит важным
фактором повышения эффективности свежих органических удобрений, в
частности птичьего помета, улучшая его физические, химические и
санитарно-гигиенические свойства, в частности освобождая от возбудителей
различных болезней. Немаловажно, что в торфопометных компостах
содержание тяжелых металлов не превышало допустимых концентраций для
этих удобрений (ГОСТ Р 53117-2008).
23
300
Урожайность, ц/га
250
59
59
60
11
41
73
200
150
100
50
0
Контроль
Помет
Торф
Навоз КРС
Компост
NPK
Компост+NPK
Рис. 4. Влияние удобрений (при дозе N300) на урожайность
картофеля (НСР05=46 ц/га)
Применение органических удобрений повышало биологическую
активность почв. Отмечено, что с ростом дозы торфопометного компоста со
150 до 450 кг азота возрастала эмиссия углекислого газа из почвы с 11 до 23
мкг СО2/г в сутки, и, наоборот, снижалась с 13 до 16 мкг СО2/г в сутки с
уменьшением доли торфа в компосте. Такая же закономерность наблюдалась
при изучении целлюлозолитической активности почвы. Причем разрушение
целлюлозы при внесении компостов повышалось по отношению к контролю
в год действия на 4-16%, в годы последействия – на 10-20%.
Внесение под картофель птичьего помета, а также компостов на его
основе позволяло получить высококачественную продукцию по таким
показателям, как сухое вещество, крахмал и аскорбиновая кислота, что видно
на рис. 5.
При удобрении во всех вариантах опыта по сравнению с контролем в
клубнях картофеля повышалось содержание нитратов, но в то же время оно
не выходило за пределы гигиенических нормативов - 250 мг/кг (СанПиН
2.3.2.1078-01).
В условиях проведенного эксперимента при внесении торфопометных
компостов показатели заболевания клубней были ниже, чем в вариантах
применения птичьего помета и навоза в чистом виде. При этом пораженность
клубней паршой обыкновенной снижалась на 1,5%, ризоктониозом – на 6,1%.
Экономическая и энергетическая эффективность применения
торфопометных компостов на мерзлотной палевой почве. В среднем за
годы действия и последействия компоста внесение его с соотношением торфа
к помету 0,5:1 в дозе N300 обеспечивало 166 руб. с 1 га условно чистого
дохода при окупаемости 1 руб. дополнительных затрат 6,50 руб. От
увеличения дозы компоста до N450 и содержания торфа в компосте
окупаемость снижалась на 0,67-1,80 руб. Разовое внесение торфопометного
компоста в дозе N450 было эффективнее, чем внесение в дозе N150 ежегодно
24
(в сумме за 3 года N450). Во всех вариантах удобрений условно чистый
доход повышался в годы их последействия.
25
20
15
10
5
Крахмал, %
Сух.в-во, %
0
Помет
Витамин С, мг%
ТПК
(0.5:1)
ТПК (1:1)
Рис. 5. Влияние птичьего помета и компостов на качество
клубней картофеля
Определение энергетической эффективности применения органических
удобрений под картофель также выявило высокие ее показатели в
удобренных вариантах опыта. Коэффициенты энергетической эффективности
при этом в год внесения удобрений колебались от 2,12 до 2,77.
Максимальный
коэффициент
энергетической
эффективности
при
возделывании картофеля был достигнут в варианте применения
торфопометного компоста в дозе 300 кг/га азота при соотношении торфа к
помету 0,5:1 и составлял 2,77.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОСАДКОВ ГОРОДСКИХ СТОЧНЫХ
ВОД ДЛЯ УДОБРЕНИЯ
На очистных сооружениях г. Якутска в сутки образуется около 10 т
осадка сточных вод. Использование его для производства удобрений может
стать важным ресурсом органического вещества, т.к. в Республике остро
ощущается дефицит традиционных органических удобрений - навоза и
птичьего помета, выход которых только на одну треть удовлетворяет
потребность в них сельского хозяйства. Одним из сдерживающих факторов
использования осадков сточных вод в качестве удобрений в маргинальных
природных условиях Якутии является наличие в них патогенных организмов,
в результате чего без предварительного их обеззараживания может
возникнуть опасность распространения инфекционных и инвазионных
болезней. При этом для обезвреживания осадков может быть успешно
использован метод ферментации, позволяющий приготовить ценные в
агрономическом отношении компосты.
25
Эффективность компостирования осадков исследовали в опыте 4.
Изучение возможности обеззараживания компостов на основе осадка от яиц
гельминтов проводили по схеме: осадок; осадок + опилки в соотношении 8:1,
10:1, 12:1; 10:1 + антагонист и 12:1 + антагонист. Тест-культурами служили
паспортизированные штаммы E. сoli (шт. 1257), St. аureus (шт.209 Р),
местный штамм Sal. dublin. Микроб-антагонист - местный штамм Bacillus
subtilis "ТНП-3", выделенный из почвы в ЯНИИСХ и депонированный во
Всероссийском государственном НИИ контроля, стандартизации и
сертификации ветеринарных препаратов (г. Москва). Вермикомпостирование
проведено в емкостях по 1,5 кг субстрата c внедрением по 200 особей
гибрида красного калифорнийского вида Eisenia foetida. Субстрат
контаминирован штаммом Sal. dublin.
Анализ показал, что содержание тяжелых металлов в осадках
значительно ниже допустимых норм (СанПиН, 2.2.7.573-96) Так, в сухом
осадке сточных вод г. Якутска содержалось (в мг/кг) Cr 180, Zn 410, Cu 60, Pb
60, Cd 5, Ni 60, Co 50, Mo 10.
Исследования по производству компостов и вермикомпостов на
основе осадков сточных вод дали положительные результаты. С ростом
содержания осадка в субстратах увеличивалось количество дождевых червей.
За 30 дней достигался максимальный рост вермикультуры (на 60%). Для
вермикультивирования были пригодны все субстраты, включая осадок без
наполнителя. В осадке, пролежавшем без обработки в течение всего периода
опыта, количество яиц гельминтов снизилось незначительно, на 25%, тогда
как в компостах оно уменьшилось в 2-4 раза. При этом введение микробаантагониста Bacillus subtilis обеспечивало полное обеззараживание компоста
от патогенной микрофлоры.
Установлено, что в вермикомпостах по сравнению с исходным
сырьем увеличивается минеральная часть при снижении общего количества
органической
составляющей.
Содержание
тяжелых
металлов
в
вермикомпостах находится ниже среднефоновых концентраций и
значительно ниже ориентировочно допустимых концентраций (ОДК) для
почв. Анализ на содержание радиоактивных элементов цезия-137, стронция90, а также суммарную бета-активность показал соответствие глобальному
уровню их распределения в естественных почвах сельхозугодий.
Последующим этапом работы было изучение действия и последействия
компостов и вермикомпоста на основе осадка сточных вод в различных дозах
на рост, развитие и урожайность картофеля, а также на качество
растительной продукции. С этой целью был проведен полевой опыт 5,
заложенный в ОПХ "Покровское".
По данным проведенного опыта, в среднем за 3 года (1996-1998 гг.)
во всех исследуемых вариантах удобрений, включая осадок сточных вод,
вермикомпост и компосты на его основе, при внесении под картофель с
учетом действия и двух лет последействия был получен значимый эффект
(НСР05=3,1 т/га). При этом различия между применением навоза крупного
26
рогатого скота и осадка сточных вод или компостов на его основе при
возделывании картофеля оказались несущественными (рис. 6).
Урожайность, т/га
25
20
5,9
5,77
4,77
15
7,17
4,97
3,1
4,73
10
5
15
0
45
0
по
ст
из
ос
ад
ка
ос
ад
ка
N
N
30
0
В
ер
м
ик
ом
Ко
м
по
ст
из
ос
ад
ка
N
Ко
м
по
ст
из
Ко
м
по
ст
из
ос
ад
ка
N
15
0
30
0
на
во
з
из
Ко
м
по
ст
О
са
до
к
а
N
N
30
0
37
5
45
0K
30
0P
N
Ко
нт
ро
ль
0
Рис. 6. Урожайность картофеля в зависимости от удобрений
на основе осадков сточных вод (НСР05=3,1 т/га)
Возрастающие дозы компоста из осадка и опилок в дозах от 150 до
450 кг/га азота обеспечивали рост урожайности картофеля с 17,5 до 21,57
т/га. Соответственно прибавки урожая клубней с ростом доз в этих вариантах
опыта увеличивались с 3,1 до 7,17 т/га. Другими словами, вариант с
максимальной дозой компоста (N400) достоверно отличался от варианта с
минимальной дозой (N150), но не имел существенной разницы по сравнению
с предшествующей дозой, соответствующей N300.
Сравнение урожайности картофеля при разных системах удобрений
(минеральной, органической - компоста из осадка, органоминеральной –
компоста из осадка и NPK) не выявило преимущества ни одной из изучаемых
систем. В то же время каждая из этих систем удобрения по влиянию на
урожайность картофеля достоверно отличалась от контрольного варианта.
Урожайность клубней картофеля составляла при использовании минеральной
системы 20,3 т/га, органической – 19,37 т/га и органоминеральной – 19,7 т/га,
т.е. соответственно она была на 40,9; 34,5 и 33,8% выше контроля.
Следует отметить, что эффект вермикомпостирования субстрата из
смеси осадка сточных вод и опилок был довольно слабым и составлял в
среднем за 3 года всего 8,5% (прибавка от вермикомпоста вычислялась при
сравнении варианта вермикомпоста в дозе N150 и компоста из осадка также в
дозе - N150).
Применение удобрений повышало устойчивость растений картофеля
к болезням. В вариантах с удобрениями выход здоровых клубней был выше и
достигал 70,1–90,9% против 61,3% на контроле.
Установлено положительное влияние удобрений на качество клубней
картофеля. При этом с ростом доз компоста из осадка с N150 до N450
возрастала товарность клубней с 76,0 до 83,4%. Лучшие результаты по
27
показателю товарности клубней отмечены при внесении вермикомпоста
(N150) и компоста на основе осадка сточных вод в высокой дозе (N450).
Содержание нитратов в картофеле не превышало гигиенических
нормативов. Более высокое количество нитратов в клубнях отмечено в
варианте с минеральными удобрениями - 171 мг/кг и в варианте компоста на
основе осадка, вносимого в максимальной дозе по азоту 450 кг -150 мг/кг при
допустимой концентрации 250 мг/кг NO3.
Окупаемость органических удобрений прибавкой урожая клубней
картофеля в зависимости от вида колебалась от 86 до 544 кг/т. Оплата 1 т
осадка сточных вод в дозе N300 и компоста на основе навоза крупного
рогатого скота в дозе N300 находилась на одном уровне, а компоста на
основе осадка сточных вод в той же дозе по азоту (N300) была выше в 3 раза.
ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ
УДОБРЕНИЙ ЗА СЕВЕРНЫМ ПОЛЯРНЫМ КРУГОМ
На севере Якутии, в Верхоянском районе остро стоит проблема
обеспеченности населения продуктами питания, прежде всего картофелем. В
этом регионе, расположенном за Северным полярным кругом, отличающемся
маргинальными
природными
условиями,
температурный
режим
характеризуется самыми низкими температурами воздуха и максимумом
отрицательных температур до минус 70°С.
Верхоянский район Якутии относится к территориям не только с
наиболее холодным, но и засушливым климатом. За год здесь выпадает 154
мм осадков, из них 90 мм приходится на летний период. Продолжительность
периода с температурами воздуха более плюс 10 оС составляет 78 дней (с 4
июня по 20 августа) при сумме температур 1045-1200 градусов. Нередко в
этот период наблюдаются заморозки. Почвы холодные мерзлотные.
До настоящего времени под Верхоянском выращиванием картофеля
занимались лишь отдельные энтузиасты и часто с негативными
результатами. Для осуществления устойчивого производства картофеля в
районе необходимы специальные исследования, направленные прежде всего
на оптимизацию режима питания культуры путем обоснованного
применения органических и минеральных удобрений
В этом отношении научный и практический интерес имеют работы
Якутского НИИ сельского хозяйства, проведенные на научнопроизводственном стационаре в Верхоянске в полевом опыте 6, заложенном
на левом берегу р. Яны.
В опыте 7 использовали картофель столового назначения раннеспелого
сорта Полет, районирован в Якутии с 1983 г.
В качестве органического удобрения применяли навоз крупного
рогатого скота влажностью 70%, который содержал (на сухое вещество) 1,0
% общего азота, 2,1 % фосфора (Р2О5) и 1,1 % калия (К2О).
Как фон в схему опыта был введен гумат калия, который производился
из бурых углей местного происхождения с содержанием 37-42 % углерода,
3,5-5 % водорода, 48- 57% кислорода, 2-6% азота. Удобрение разработано
28
Институтом горного дела Севера СО РАН (Патент 164480770 РФ, МКИ С G
1/4). Из минеральных удобрений в опыте применяли аммиачную селитру,
суперфосфат двойной, хлористый калий в дозах N 180 P150K130.
Опыт заложен на мерзлотной аллювиальной суглинистой почве. Перед
закладкой опыта в пахотном слое почвы (0-20 см) содержалось гумуса 2,2%,
общего азота 0,21 %, подвижных форм фосфора и калия соответственно 198
и 265 мг/кг, рН солевой 6,5. Содержание тяжелых металлов в почве
невысокое: свинца – 17 мг/кг, меди - 34, цинка – 38, кадмия – 0, 1, марганца –
1,5 мг/кг сухого вещества, т.е. значительно ниже ОДК (ГН 2.1.7.2511-09).
В 1999 г. почву на опытном участке дисковали с помощью БДТ–2,2 в 23 следа на глубину 20-22 см с последующим боронованием. Весной 2000 г.
проводили закрытие влаги ЛДГ–5 в агрегате с МТЗ - 82 на глубину 10 см,
дискование на глубину 12-15 см, боронование БЗСС в 2-3 следа.
При проведении опыта полив картофеля осуществлялся дождевателем
ДДН-70 в агрегате с ДТ–75. Поливная норма составляла 30 мм. Поливы
назначали по фазам развития растений: до появления всходов, по всходам, а
также в фазы бутонизации, цветения и клубнеобразования. После поливов
проводили рыхление почвы и окучивание растений при достижении ими
высоты 15-17 см. Основное окучивание приходилось на бутонизацию перед
смыканием ботвы.
Метеорологические условия в годы исследований (2000-2002 гг.) были
близкими к среднемноголетним. Относительная влажность воздуха оказалась
несколько меньшей в 2001 г. по сравнению с первым и третьим годами
опыта. Сумма активных температур в среднем составляла 1060 оС, т.е. была
ниже требуемой для ранних сортов картофеля (1100-1200 оС).
Гидротермический коэффициент в период вегетации колебался от 0,81 до
0,87. При сходных значениях среднемесячных температур воздуха в летний
период в годы опыта в июле 2002 г. наблюдалось резкое понижение
температуры: 17 июля с +32 до +6 оС, а 19-20 июля – до минус 1оС,
вызвавшее гибель надземной массы картофеля. И хотя в последующем с
повышением температуры рост растений возобновился, это не могло не
сказаться негативно на величине урожая в 2002 г.
Посадку картофеля проводили 8-10 июня, т.к. почва в условиях
Верхоянска к этому времени хорошо прогревается и достигает физической
спелости.
Формирование урожайности картофеля в зависимости от
применения органических и минеральных удобрений и гумата. При
проведении полевого опыта отмечены следующие даты наступления
фенологических фаз картофеля: начало всходов 2-4 июля, массовые всходы
10 - 12 июля, начало бутонизации 24-26 июля, массовая бутонизация 30
июля - 2 августа, начало цветения 3-8 августа, массовое цветение 10 августа.
Вегетационный период за годы опыта составлял 84-87 дней.
Согласно биометрическим наблюдениям, внесение удобрений
увеличивало высоту растений (на 9-12 см по сравнению с контролем). При
использовании удобрений наметилась тенденция к увеличению количества
29
стеблей. Больше стеблей в расчете на один куст было в вариантах сочетания
минеральных удобрений с навозом и гуматом, навоза с гуматом при внесении
в высоких дозах, а также минеральных удобрений с навозом. Масса ботвы,
определяемая в фазу цветения, в большей мере увеличивалась при сочетании
минеральных удобрений, навоза и гумата и в вариантах навоза в дозе 30 т/га
с гуматом. Между массой ботвы и урожайностью установлена тесная
корреляционная связь (r = 0,79).
Внесение органических и минеральных удобрений способствовало
развитию листового аппарата картофеля. Так, если на контроле индекс
ассимиляционной поверхности составлял 2,4 м2/м2, то в вариантах внесения
удобрений он достигал 2,7-3,1 м2/м2.
В целом можно сказать, что совместное применение минеральных
удобрений (NPK), навоза крупного рогатого скота, а также гумата калия
оказывало положительное влияние на формирование биомассы растений
раннего картофеля при выращивании в условиях мерзлотной аллювиальной
почвы на севере Якутии. Соответственно большое влияние оказало
применение навоза и минеральных удобрений, особенно в вариантах
сочетаний, на величину урожайности картофеля, что видно из таблицы 4.
4. Урожайность клубней картофеля в зависимости от применения
гумата (фактор А) и удобрений (фактор B)
Гумат,
Удобрения, фактор B
Средние
фактор A
по
Без
Навоз 30 Навоз
NPK
Навоз
удобре т/га
60 т/га
30 т/га фактору А
ний
+ NPK (НСР05=
7,0)
Без гумата
45,6
56,3
64,0
54,6
62,6
56,6
Гумат 2,5
48,6
59,6
кг/га
Гумат 4,2
51,0
64,5
кг/га
Средние по
48,4
60,1
фактору B
(НСР05=8,8)
НСР05=11,6 для частных средних
68,0
57,4
69,8
60,7
65,2
62,0
71,7
62,9
65,7
58,0
68,0
60,0
Без внесения удобрений, т.е. на естественном фоне, средняя
урожайность картофеля составляла 45,6 ц/га. За счет одних минеральных
удобрений в среднем за годы опыта было получено 54,6 ц/га. Прибавка к
контролю при этом, равная 9 ц/га, оказалась недостоверной.
Применение органической системы удобрения – 30 т/га навоза – также
не обеспечивало достоверного роста урожая картофеля. В то же время
удвоение дозы навоза значимо увеличивало урожайность, позволяя получать
30
в среднем 64 ц/га клубней, что на 40% превышало контроль.
Совместное внесение навоза и минеральных удобрений следует
считать эффективным приемом, обеспечивающим среднюю урожайность
картофеля 62,6 ц/га, что на 37,2% выше контроля без удобрений.
Гумат калия в обеих дозах (2,5 и 4,2 кг/га) при одностороннем
внесении под картофель в среднем за 3 года не давал достоверной прибавки
урожая. Не достигнуто значимого эффекта от гумата также на фонах:
минеральном, органоминеральном и органическом.
Однако следует учитывать, что в отдельные годы в экстремальных
погодных условиях в период вегетации гумат на повышенном агрофоне (при
сочетании навоза и NPK) может оказывать положительное влияние на
продуктивность картофеля. В частности, по данным за 2002 г., при резком
понижении температуры воздуха в июне-июле вплоть до минусовых
значений гумат калия в дозе 2,5 кг/га на фоне «Навоз 30 т/га +
N180P150K130» обеспечивал достоверную прибавку урожая по отношению к
фону, которая составляла 14 ц/га клубней, или 28%.
Качество клубней картофеля при возделывании на мерзлотной
почве. Применяемые в полевом опыте средства химизации влияли на
качество клубней картофеля. Так, товарность клубней в условиях опыта
составила на контроле в среднем 70,7%. Более высокой она была при
внесении минеральных удобрений и их сочетаний с навозом и гуматом. В
варианте одного навоза в более низкой дозе товарность составляла 74,2%,
при удвоении дозы навоза - 75,4%. От увеличения доз гумата различий в
товарности не наблюдалось. Максимальная товарность клубней – 81,8 %
была достигнута при внесении удобрений в сочетании NPK + навоз 30 т/га +
гумат 2,5 кг/га. Корреляционная зависимость показателя товарности клубней
от дозы внесения удобрений в среднем по годам опыта выражалась
коэффициентами 0,70; 0,74; 0,64.
Содержание сухого вещества в клубнях, полученных на мерзлотной
почве, было довольно низкое. Согласно литературным источникам, на этот
показатель оказывает влияние комплекс факторов: условия года, уровень
минерального питания, влагообеспечение, агротехника, окультуренность
почвы, степень зрелости клубней (Постников, Ключерев, Полегаев, 1992;
Коршунов, 2001). Содержание сухого вещества в клубнях в среднем за годы
исследований на контроле составляло 15,1%. От внесения удобрений оно
повышалось, и более высокого значения – 16,7% - достигало в варианте NPK
+ навоз 30 т/га + гумат 4,2 кг/га. При одностороннем применении
минеральных удобрений в клубнях содержалось 15,8 % сухого вещества, при
использовании навоза – 16-16,1%, гумата – 16,1-16,3%. Содержание крахмала
в клубнях (рис. 7) в среднем за период исследований в вариантах опыта
колебалось от 6,1 до 7,7 % при 6,8% на контроле. С ростом дозы навоза с 30
до 60 т/га содержание крахмала увеличивалось с 6,3 до 7,3%. Больше всего
крахмала в клубнях – 7,7% - отмечено при комплексном применении
удобрений в варианте навоз 30 т/га + NPK + гумат 4,2 кг/га. При внесении
одних минеральных удобрений и одного гумата в низкой дозе содержание
31
Без гумата
Гумат 1-я доза
Навоз 30
т/га + NPK
NPK
Навоз 30
т/га + NPK
Без
удобрений
Навоз 30
т/га
Навоз 60
т/га
NPK
Навоз 30
т/га + NPK
Без
удобрений
Навоз 30
т/га
Навоз 60
т/га
NPK
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Без
удобрений
Навоз 30
т/га
Навоз 60
т/га
Крахмал, %
крахмала в картофеле по отношению к контролю снижалось, а в варианте
гумата в высокой дозе - находилось на уровне контроля. В целом, анализ
данных по содержанию крахмала в клубнях, выращиваемых в условиях
Верхоянска, свидетельствует о довольно низких значениях этого показателя.
Например, по некоторым данным, среднее содержание крахмала в сырой
массе клубней картофеля равно 17,5% при диапазоне колебаний от 8,0 до
29,4%. Однако при этом важно указать, что с диетической точки зрения
низкое содержание крахмала в клубнях относится к их положительной
характеристике. Актуально, в частности, развитие селекции в направлении
создания сортов картофеля с пониженным гликемическим индексом,
который определяется именно содержанием крахмала (Федотова, Зеленов,
2007). Применение минеральных удобрений снижало, а дополнение их
навозом в дозе 30 т/га несколько повышало (на уровне тенденции)
содержание витамина С в клубнях. Большее положительное влияние на
обеспеченность клубней витамином С оказывал навоз при внесении в
повышенной дозе. Максимальное значение витамина С - 11,8% - было в
клубнях картофеля в варианте органоминеральной системы на фоне высокой
дозы гумата. Применяемые удобрения изменяли содержание нитратов в
клубнях картофеля (рис. 8). При одностороннем внесении меньшее влияние
на содержание нитратов в продукции оказывали минеральные удобрения и
большее – навоз. Причем с ростом дозы навоза нитратов в клубнях было
больше. Внесение одного гумата независимо от дозы практически не влияло
на накопление нитратов в картофеле. Более высокое содержание нитратов в
клубнях (200-230 мг/кг NO3) в отдельные годы отмечено в
органоминеральных вариантах, причем как без гумата, так и на фоне обеих
доз гумата, а также в варианте «Навоз 60 т/га + гумат 4,2 кг/га», т.е.
дополнение гуматом калия минеральных удобрений, а также навоза не
снижало содержания нитратов в клубнях картофеля.
Гумат 2-я доза
Рис. 7. Содержание крахмала в клубнях картофеля
Несмотря на определенные колебания количества нитратов в клубнях по
вариантам опыта, в целом в условиях проведенного опыта этот показатель не
превышал
гигиенических
нормативов
качества
и
безопасности
32
250
200
150
100
50
Без гумата
Гумат 1-я доза
NPK
Навоз 30
т/га + NPK
Навоз 30
т/га + NPK
Без
удобрений
Навоз 30
т/га
Навоз 60
т/га
NPK
NPK
Навоз 30
т/га + NPK
Без
удобрений
Навоз 30
т/га
Навоз 60
т/га
0
Без
удобрений
Навоз 30
т/га
Навоз 60
т/га
Содержание NO3, мг/кг
продовольственного сырья и пищевых продуктов, т.е. 250 мг/кг (СанПиН
2.3.2.1078-01).
По результатам фитопатологических наблюдений, проводимых в конце
вегетационного
периода,
применение
удобрений
не
оказывало
существенного влияния на распространение болезней картофеля. Если на
контроле пораженность клубней паршой обыкновенной составляла 15%,
ризоктониозом 23,6%, то в среднем по вариантам внесения удобрений эти
показатели равнялись соответственно 14,7 и 22,3%.
Агрохимические свойства почвы в зависимости от систем
удобрения. В начале и в конце полевого опыта были отобраны и
проанализированы пробы почвы по основным вариантам. По окончании
опыта без внесения удобрений наблюдалось снижение гумуса в почве по
сравнению с исходным на 0,3% (13% относительных). Минеральная система
удобрения, а также органическая в низкой дозе навоза также снижали
содержание гумуса в почве, в то время как высокая доза навоза обеспечивала
бездефицитный баланс, а органоминеральная система – положительный
баланс гумуса в почве. При этом следует отметить, что применение
органоминеральной системы позволяло улучшить фосфатный и калийный
режимы в почве, особенно по сравнению с минеральной системой и
контролем без внесения удобрений. Оптимизация агрохимических свойств
почвы в варианте органоминеральной системы положительно сказалась на
урожайности и качестве картофеля.
Гумат 2-я доза
Рис. 8. Содержание нитратов в клубнях картофеля
Экономическая эффективность применения удобрений на севере
Якутии. Согласно экспериментальным данным, высокие в условиях опыта
показатели урожайности клубней – 62 т/га - и чистого дохода - 15,3
тыс.руб./га – достигнуты в варианте сочетания навоза и минеральных
удобрений. Внесение одного навоза в дозе 30 т/га не давало достоверного
повышения урожайности и к тому же было связано с высокими по сравнению
с вариантом минеральных удобрений затратами на применение. Вместе с тем
33
чистый доход от навоза в высокой дозе (60 т/га) без гумата, составивший 12,6
тыс. руб./га, был выше, чем в варианте одних минеральных удобрений. В
вариантах одностороннего применения гумата калия в изучаемых дозах при
урожайности картофеля 4,86 и 5,1 т/га получен самый низкий в условиях
опыта чистый доход (соответственно 3 и 5,6 тыс. руб./га). Окупаемость 1 руб.
затрат в вариантах органоминеральной системы составила 2,5-3,1 руб.,
органической системы при внесении 60 т/га навоза 1,7-2 руб.
Анализ
агрономической
и
экономической
эффективности
возделывания картофеля, а также экологической безопасности продукции
показывает, что применение органоминеральной системы удобрения или
одного навоза в повышенной дозе является важным условием устойчивости
производства картофеля в исследуемом регионе. При этом следует заметить,
что фактическая урожайность клубней картофеля под Верхоянском оказалась
значительно (в 3-4 раза) ниже, чем в условиях Центральной Якутии.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ
В УСЛОВИЯХ ТЕПЛИЧНЫХ ХОЗЯЙСТВ
Исследования по эффективности вермикомпосов из местного
органического сырья выполнялись в условиях защищенного грунта, в
теплицах ГУП ОПХ «Покровское» В качестве биообъекта для
вермикомпостирования
использован
специально
выведенный
для
промышленных условий гибрид красного калифорнийского червя Eisеnia
foetida. Вермикомпостирование проводили в закрытом помещении при
температуре воздуха 18-22оС и влажности субстрата 75-80% ППВ.
Для определения состава почвогрунтов изучали следующие дозы
вермикомпоста: 0, 10, 30 и 50%. Рассадная почвосмесь состояла из 40%
дерновой земли, 30% перепревшего навоза и 30% опилок.
В исследованиях использовали томат FI Верлиока – гибрид,
выведенный на Овощной опытной станции имени В.И. Эдельштейна и
районированный в Якутии с 1992 г.
Для
установления возможности производства вермикомпостов
использовали навоз якутской лошади и навоз крупного рогатого скота.
С целью получения вермикомпостов из навоза его помещали в ящик и
заселяли дождевыми червями из расчета по 1000 взрослых особей на 5 кг
субстрата. За один оборот утилизации конского навоза общая численность
дождевых червей увеличилась на 64% за 60 дней, а навоза крупного рогатого
скота – на 294% за 140 дней. За 1 год из 1000 особей в конском навозе
образовалось 7593, не считая коконов.
Влияние вермикомпостов на продуктивность томата в условиях
защищенного грунта. Рассаду томата для опыта выращивали в
полиэтиленовых горшочках с насыпным почвенным субстратом, состоящим
из 40% дерновой земли, 30% перегноя и 30% опилок. В смесь добавляли от
10 до 50 % вермикомпоста, в зависимости от варианта опыта.
После высадки рассады первую подкормку проводили через 2 недели,
последнюю – за 3-4 недели до окончания вегетации культуры.
34
Как показали исследования, в условиях зимнего периода в теплом
помещении (при температуре +20оС) сроки переработки конского навоза
можно сократить до 1,5-2 месяцев, в зависимости от количества биомассы
дождевого червя красного калифорнийского гибрида.
Выход вермикомпоста из 1 т свежего конского навоза составляет 500
кг. Вермикомпост из конского навоза в составе тепличного грунта оказывал
положительное влияние на развитие рассады томата FI Верлиока.
Хорошо развитая рассада формировалась при внесении в грунт 10-30%
вермикомпоста. При выращивании плодов тепличного томата применение
вермикомпоста из конского навоза в дозе 100 г/растение (рис. 9) повышало
их урожайность с 5,7 до 6,2 кг/м2, или на 8,8%. При локальном внесении
возрастающих доз вермикомпоста (от 100 до 500 г/растение) урожайность
плодов томата увеличивалась на уровне тенденции.
Урожайность, кг/м 2
6.4
6.2
6
5.8
5.6
5.4
5.2
Контроль
100 г/раст.
300 г/раст.
500 г/раст.
Рис. 9. Влияние возрастающих доз вермикомпоста на основе
конского навоза при локальном внесении на урожайность
плодов томата в условиях защищенного грунта
При испытании возрастающих доз вермикомпостов из навоза крупного
рогатого скота и птичьего помета наиболее эффективной по сбору плодов
также была доза 100 г под растение.
Исследования показали также, что применение вермикомпостов из
различного органического сырья при локальном способе их внесения под
томат обеспечивает получение экологически безопасной и биологически
полноценной продукции с высоким содержанием витамина С (22,8 - 25,6 мг
% ) и низким содержанием нитратов (102-170 мг/кг). При этом содержание
нитратов в плодах значительно ниже гигиенических нормативов для
защищенного грунта (300 мг/кг).
35
БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ МЕРЗЛОТНОЙ ПОЧВЫ
ПРИ ВНЕСЕНИИ ОРГАНИЧЕСКИХ И МИНЕРАЛЬНЫХ
УДОБРЕНИЙ
Изучение влияния
различных экологических факторов на
биологическую активность мерзлотной палевой почвы проводилось в 19982000 гг. на опытном поле Якутского НИИ сельского хозяйства в ГУП ОПХ
«Покровское» Хангаласского района.
Почва опытного участка мерзлотная таежная палевая, по
гранулометрическому составу среднесуглинистая. Имеет щелочную реакцию
среды (рНводн.8,0). Содержание гумуса в пахотном слое 2,1%, N-N03 – 1,9
мг/кг, подвижных форм фосфора и калия соответственно 118 и 233 мг/кг.
В опыте использовали картофель сорта Вармас.
Влияние органических и минеральных удобрений на численность
и групповой состав микроорганизмов в мерзлотной почве. Применение
удобрений положительно влияло на развитие всех групп микроорганизмов в
почве в слое 0-20 см: аммонифицирующих, нитрифицирующих,
азотфиксирующих бактерий, актиномицетов и грибов, достоверно
увеличивая их численность в 3-5 раз по сравнению с контролем.
В год действия удобрений, первый и второй годы последействия общая
численность микроорганизмов в контроле составила соответственно: 65,2;
47,2 и 24,1 млн. в расчете на 1 г почвы. При внесении минеральных и
органических удобрений численность микроорганизмов повышалась
соответственно до 306,1; 191,4 и 102,6 млн. в 1 г почвы. Минеральные и
органические удобрения влияли не только на численность микроорганизмов,
но и их групповой состав, усиливали размножение бактерий (особенно
бацилл) и актиномицетов. Содержание аммонификаторов достигало 98% от
общей численности микроорганизмов. Численность актиномицетов в
вариантах опыта колебалась в среднем от 0,3 до 2,6 млн. в 1 г почвы (1,2 1,8%). Грибы по сравнению с бактериями и актиномицетами составляли
меньшую часть - от 6,3 до 22,7 тыс. в 1 г почвы.
При внесении одних минеральных удобрений биологическая
активность почвы повышалась в 1,5 раза, органического удобрения – навоза
в дозе 40 т/га - в 2 раза, а при совместном применении минеральных
удобрений и навоза - в 3-4 раза в зависимости от доз.
В динамике численности микроорганизмов отмечен максимум в июле,
когда в среднем по вариантам она составляла 146,3 млн. в 1 г почвы. С
понижением температуры воздуха (в августе) в среднем до +14,7°С (в июле
она составляла +19,6°С) и почвы до +13,4°С (в июле было +19,1°С) общая
численность микроорганизмов уменьшалась по вариантам опыта в среднем
до 120,2 млн. в 1 г почвы. При изучении динамики состава микроорганизмов
резких изменений в соотношении основных групп не отмечено.
Установлена тесная корреляционная связь между влажностью почвы и
содержанием в почве грибов (при г=0,94). Взаимосвязь между температурой,
36
влажностью почвы и содержанием аммонифицирующих бактерий в почве
выражалась коэффициентом корреляции г=0,99; актиномицетов г=0,99 и
грибов г =0,94. В годы исследований в вариантах опыта к концу вегетации
содержание бактерий уменьшалось, а грибов и актиномицетов
увеличивалось, вследствие изменений гидротермического режима почвы.
Таким образом, сезонная динамика численности микроорганизмов почвы
зависела главным образом от температуры почвы и воздуха, а также от
влажности почвы и количества выпавших осадков.
Видовой состав микроорганизмов мерзлотной почвы не отличался
разнообразием. В групповом составе микрофлоры преобладали бактерии из
рода Bacillus. Наиболее часто встречались бациллы: Bac.mycoides, Bac.
subtilis, Вас. agglomeratus, Вас. cereus и Вас. mesentericus.
Наличие в почве в год внесения удобрений споровых бактерий
Bac.mycoides, Вас. agglomeratus, Вас. cereus указывает на процесс
аммонификации, связанный с превращением менее подвижных форм
органического вещества почвы.
Спорообразующие бактерии Bac. subtilis и Вас. mesentericus, хорошо
использующие и органические, и минеральные формы азота, были обильно
представлены в почве в основном в год действия, а также в годы
последействия удобрений, характеризуя относительно высокую степень
минерализации органического вещества.
Содержание неспорообразующих бактерий оказалось незначительным.
Они были представлены в основном родом Pseudomonas: Ps. fluorescens, Ps.
herbicola.
Микофлора мерзлотной таежной палевой почвы характеризовалась
преобладанием грибов из рода Penicillium. Часто встречались Thrichoderma,
Fusarium, Mucor, редко Aspergillus. Также были выявлены серые и белые
актиномицеты.
Внесение минеральных и органических удобрений повышало
биологическую активность почвы, что, в свою очередь, стимулировало
развитие растений картофеля, а в конечном итоге способствовало росту его
урожайность и улучшению качество клубней (табл. 5).
Комплексная оценка действия и последействия удобрений позволяет
заключить, что в условиях Центральной Якутии при возделывании картофеля
наиболее эффективным является совместное внесение в мерзлотную
таежную палевую почву минеральных удобрений в дозах N60P60K60 и
навоза в дозах 40-60 т/га, обеспечивающее повышение биологической
активности почвы в 3 раза и более, оптимизацию условий минерального
питания растений, увеличение урожайности картофеля на 30% при высоком
качестве клубней.
37
5. Влияние органических и минеральных удобрений
на урожайность картофеля, содержание нитратов в клубнях
Варианты
опыта
Контроль(без
удобрений)
N60
N30P30K30 +
навоз 20 т/га
Навоз 40 т/га
N60P60+
навоз 40 т/га
N60P60K60
+навоз 40 т/га
НСР05
Урожайность, Прибавка
т/га
урожая,
т/га
Содержание
нитратов в
клубнях,
мг/кг
Баланс
гумуса
в почве,
т/га
10,6
11,3
11,9
0,7
1,3
34
44
79
-0,7
-0,8
+2,0
12,6
13,3
2,0
2,7
47
172
+5,2
+5,1
13,7
3,1
189
+5,0
1,3
ЭФФЕКТИВНОСТЬ БИОЛОГИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ
УДОБРЕНИЯ В УСЛОВИЯХ МЕРЗЛОТНЫХ ПОЧВ ЯКУТИИ
Вопросы биологизации агротехнологий в условиях Якутии слабо
изучены. В связи с этим могут представлять интерес данные по биологизации
земледелия, полученные в наших исследованиях на различных почвах
Якутии. В данном разделе приведено краткое обобщение материалов по
эффективности биологизации систем удобрения в агроценозах с
использованием различных видов органических удобрений.
Как показано в таблице 6, на мерзлотной таежной почве при сравнении
урожайности картофеля, выращиваемого при использовании различных
систем удобрения (органической, минеральной, органоминеральной),
преимущество оставалось за органоминеральной системой, обеспечивающей
получение 182,3 ц/га клубней и достоверную прибавку на уровне 59 ц/га, или
47,8%.
В то же время внесение одного навоза давало дополнительно лишь
13,1%, а одних минеральных удобрений 17,8%, т.е. при этом прибавка была в
2,7-3,6 раза меньше, чем по органоминеральной системе удобрения. Следует
отметить также рост урожайности картофеля по органоминеральной системе
(на 11%) при увеличении доз навоза и минеральных удобрений с
двухкратных до трехкратных.
При использовании навоза на мерзлотной аллювиальной почве
прибавка по органической системе оказалась несколько выше, чем по
минеральной.
38
6. Влияние биологизированных систем удобрения на урожайность
картофеля в условиях мерзлотных почв Якутии
Вид органического
Система удобрения Урожай
Прибавка
удобрения,
ность,
ц/га
%
почва
ц/га
Навоз,
Контроль
123,3
мерзлотная таежная
Органическая
139,5
16,2 13,1
палевая
Минеральная
145,3
22,0 17,8
Органоминеральная
182,3
59,0 47,8
(2-кратные дозы)
Органоминеральная
201,6
78,3 63,5
(3-кратные дозы)
Птичий помет,
Контроль
206
мерзлотная таежная
Органическая
265
59
29
палевая
Минеральная
247
41
20
Органоминеральная
256
50
24
(доза N300)
Органоминеральная
282
76
36
(доза N450)
Компост на основе
Контроль
14,4
осадка сточных вод,
Органическая
19,4
5,0
34,5
мерзлотная таежная
Минеральная
20,3
5,9
40,9
палевая
Органоминеральная
19,3
4,9
35,0
Навоз,
Контроль
48,4
мерзлотная
Органическая
60,1
11,7 24,2
аллювиальная
Минеральная
58,0
9,6
19,8
Органоминеральная
68,0
19,6 40,5
Применение помета в чистом виде было более эффективно (хотя и на
уровне тенденции), чем внесение минеральной системы, а также
органоминеральной системы в более низких дозах, но уступало
органоминеральной системе с повышением дозы.
Анализ качественных показателей клубней картофеля (крахмала,
витамина С и сухого вещества) при различных системах удобрения не
выявил резких изменений.
ВЫВОДЫ
1.
По многолетним данным полевых опытов, в условиях
Якутии с высоким широтным расположением земледельческой зоны (между
56 и 64 градусами северной широты), преобладанием холодных таежных
палевых почв (более 55% от площади пашни) и маргинальным
континентальным климатом, наличием вечной мерзлоты, острым дефицитом
атмосферных осадков и крайне коротким вегетационным периодом, важным
фактором сохранения почвенного плодородия и достижения устойчивой
39
продуктивности сельскохозяйственных культур, наряду с орошением и
соблюдением агротехники, является рациональное, научно обоснованное
применение органических и минеральных удобрений. При этом с учетом
имеющегося острого дефицита удобрений, прежде всего органических –
навоза и птичьего помета, целесообразно повышать их качество, в том числе
путем оптимизации условий ферментации, и шире использовать
альтернативные источники органического вещества – нетоксичные отходы
промышленности и коммунального хозяйства для производства компостов на
их основе.
2.
В Центральной Якутии сравнительное изучение различных
систем удобрения с использованием подстилочного навоза крупного
рогатого скота с учетом их действия и последействия в агроценозах показало,
что
наибольшая
эффективность
достигалась
при
применении
органоминеральных систем удобрений и оптимизации их доз. Достоверно
высокая урожайность картофеля - 19 т/га (в среднем за 5 лет), превышающая
контроль без внесения удобрений на 54,8% при окупаемости 1 кг NPK
прибавкой клубней 32 кг, получена в варианте с дозой внесения
подстилочного навоза 8 т/га ежегодно в сочетании с минеральными
удобрениями N36Р36К36. От применения минеральной системы удобрения
(N60Р60К60) прибавка урожая, хотя и была значимой, но не превышала
17,8%. При внесении органической системы удобрения урожайность
картофеля была низкой и находилась на уровне контроля (прибавка не
превышала 13,1%).
3.
Острой проблемой агропромышленного комплекса в
Центральной Якутии является утилизация птичьего помета. Накапливаемый
на птицефабриках сырой птичий помет при наличии в нем ценных
питательных веществ для сельскохозяйственных растений в то же время
характеризуется рядом негативных показателей. Он имеет неблагоприятные
физические
свойства,
неприятный
запах,
содержит
патогенные
микроорганизмы, вызывающие опасность заболеваний человека и
сельскохозяйственных животных. Эффективным способом улучшения
качества птичьего помета, как показали выполненные исследования, служит
его переработка путем компостирования с торфом, запасы которого в
Республике оцениваются в 300 млн. т. По результатам проведенных работ,
необходимый период ферментации компостной массы в условиях
Центральной Якутии составляет 3 теплых месяца (июнь-август) с 1-2
перебуртовками. Оптимальное соотношение компонентов торф : помет равно
0,5:1 при влажности помета 75-80%, торфа 60%. Рекомендуемое
соотношение углерода к азоту (С: N) не должно превышать 20-30. Реакция
среды 7,1-7,8 ед. рН. Готовые компосты на основе птичьего помета и торфа
при указанных параметрах отвечают требованиям ГОСТ Р 53117-2008.
4.
Сравнительное изучение действия и последействия
торфопометных компостов в различном соотношении наполнителей при
внесении в возрастающих дозах в полевых условиях на мерзлотной таежной
палевой тяжелосуглинистой почве подтвердило наибольшую эффективность
40
компоста с соотношением компонентов торф : помет 0,5:1 в дозе N300, при
которой урожайность клубней картофеля в среднем за 4 года составляла 27,4
т/га, или на 33% превышала контроль без удобрений. При этом окупаемость
1 т торфопометного компоста прибавкой урожая составляла 1,2 ц зерновых
единиц. Увеличение доли торфа в компосте в 3 раза, т.е. внесение компоста
при соотношении торф : компост, равном 1,5:1, снижало окупаемость 1 т
этого удобрения до 0,8 ц зерновых единиц (или в 1,5 раза).
5.
Низинный торф, который характеризуется достаточно
высокой удобрительной ценностью и содержит 90% органического вещества,
2,0% общего азота, 0,45% Р2О5, 0,2% К2О на сухую массу, при использовании
в качестве удобрения в чистом виде, несмотря на высокую дозу внесения – 37
т/га, что соответствовало по содержанию азота 300 кг/га, на мерзлотной
почве при возделывании картофеля неэффективен. С учетом действия и
последействия в этом варианте урожайность клубней картофеля (в среднем за
4 года) составила 21,8 т/га, т.е. недостоверно отличалась от контроля, где
урожайность равнялась 20,8 т/га (при НСР05=2,3 т/га).
6.
В условиях низкой обеспеченности земледелия Якутии
органическими удобрениями источником органического вещества и
элементов питания для сельскохозяйственных культур могут стать
удобрения, производимые на основе осадков сточных вод. Осадки с
очистных сооружений г. Якутска в расчете на сухую массу содержат 1,2%
общего азота, 0,5% Р2О5, 0,3% К2О, различные микроэлементы. Имеют
благоприятную реакцию среды - рН 7,2. Содержание тяжелых металлов в них
невысокое и составляет (в мг/кг) – Cr - 180, Cd - 5, Zn - 410, Cu – 60, Pb –
60,Co – 50, Mo – 10. По приведенным химическим показателям и
содержанию тяжелых металлов осадки сточных вод г. Якутска соответствуют
требованиям ГОСТ Р 17.4.3.07-2000.
7.
Для обеззараживания осадков городских сточных вод,
согласно данным исследований, эффективна их переработка методом
компостирования или вермикомпостирования с использованием в качестве
наполнителя древесных отходов при соотношении осадок : опилки 10-12:1.
Для полного обеззараживания субстрата на основе осадка от яиц гельминтов
и патогенной микрофлоры в процессе ферментации целесообразно
использовать штамм ТНП-3 Bacillus subtilis. При вермикомпостировании с
помощью дождевых червей (красного калифорнийского гибрида)
рекомендуется использовать субстрат в виде навоза крупного рогатого скота
годичного хранения и свежего навоза при условии ворошения. Оптимальная
плотность заселения субстрата червями 60-80 шт/дм3 при температуре 2025°С и влажности 70%.
8.
Исследования действия и последействия осадка сточных
вод г. Якутска и удобрений на его основе в полевом опыте с картофелем
выявили их высокую агроэкологическую эффективность. Применение осадка
в дозе N300, соответствующей 56 т физической массы, обеспечивало в
условиях Центральной Якутии получение 19,2 т/га клубней, что превышало
урожайность в контрольном варианте на 4,8 т/га, или на 33%. Компост на
41
основе осадка и древесных опилок, внесенный в аналогичной дозе по
содержанию азота, не отличался по эффективности от осадка. Вермикомпост
по сравнению с компостом при внесении в одинаковых дозах по содержанию
азота (N150) не давал достоверной прибавки урожая клубней, хотя по
отношению к контролю от применения вермикомпоста (также как и от
компоста) был достигнут положительный эффект. При этом следует
отметить, что вермикомпост позволял получать клубни картофеля с более
высоким содержанием крахмала, но с меньшим содержанием витамина С и
несколько большим количеством нитратов. В целом применение всех
исследуемых органических удобрений обеспечивало формирование здоровых
растений с высоким качеством клубней, соответствующим нормативам РФ.
9.
Одним из способов подготовки навоза для тепличных
хозяйств, который часто в северных условиях региона заготавливается с
нарушением технологий утилизации и становится загрязнителем
окружающей среды, может служить вермикомпостирование. Установлено,
что для приготовления вермикомпоста требуется период в 45-60 дней при
плотности посадки червей в субстрат в ложах 1000 особей на 1 м2. В
результате вермикомпостирования из 1 т навоза образуется 500 кг удобрения.
Применение вермиудобрений дает высокий агроэкологический эффект в
защищенном грунте при выращивании томата F1 Верлиока. Локальное
внесение вермикомпостов в дозе 100 г/растение обеспечивает урожайность
плодов томата 6,8-8,2 кг/м2 и дает возможность получить экологически
безопасную и биологически полноценную продукцию с высоким
содержанием витамина С (22,8 мг % ) и низким содержанием нитратов (175
мг/кг).
10.
По
данным
микробиологических
исследований,
проведенных в Центральной Якутии, особенностью мерзлотной таежной
палевой почвы является короткий период биологической активности в летнеосеннее время с максимумом в июле, что обусловливает недостаточную
физиологическую активность почвенных микроорганизмов. Для такой почвы
характерно и низкое разнообразие видового состава микроорганизмов. В то
же время было установлено, что биологическая активность мерзлотной
таежной почвы зависит в значительной мере от обеспеченности ее
питательными веществами за счет органических и минеральных удобрений.
В полевом опыте она существенно, в 3 раза и более, повышалась при
внесении органоминеральных систем удобрения (N60P60K60+40 т/га навоза
и N90P90K90 + 60 т/га навоза). При этом увеличивалась численность
бактерий, грибов, актиномицетов и некоторых эколого-трофических групп
(аммонификаторов, нитрификаторов, свободноживущих азотфиксаторов). В
групповом составе микрофлоры преобладали бактерии.
11.
На севере Якутии (Верхоянский район) в условиях
холодной мерзлотной аллювиальной почвы на основании данных
трехлетнего полевого опыта выявлена возможность получения стабильной
урожайности картофеля раннего сорта Полет. При этом важнейшим
фактором устойчивой продуктивности культуры, наряду с орошением (по
42
фенологическим фазам при поливной норме 30 мм), служит оптимизация
условий минерального питания растений путем применения органических и
минеральных удобрений. Урожайность клубней картофеля в среднем за 3
года на уровне 6-7 т/га обеспечивается при внесении органоминеральной
системы удобрения – N180P150K130 на фоне 30 т/га навоза крупного
рогатого скота или органической системы с использованием повышенной
дозы навоза – 60 т/га. Эти системы удобрения положительно влияют на
качество клубней, повышая в них содержание сухого вещества, витамина С и
крахмала. При этом по сравнению с контролем, при внесении удобрений, в
клубнях увеличивается содержание нитратов, однако этот показатель не
превышает гигиенических норм качества и безопасности продовольственного
сырья.
12.
При возделывании картофеля на мерзлотной аллювиальной
почве действие гумата калия в среднем за годы исследований было
неэффективным. Однако следует учитывать, что гумат на повышенном
агрофоне (при сочетании навоза и NPK) в отдельные годы с экстремальными
погодными условиями в период вегетации может оказывать положительное
влияние на продуктивность картофеля. Так, в 2002 г. при резком понижении
температуры воздуха в июне-июле вплоть до минусовых значений гумат
калия в дозе 2,5 кг/га на фоне Навоз 30 т/га + N180P150K130 обеспечивал
достоверную прибавку урожая по отношению к фону, которая составляла 14
ц/га клубней, или 28%. Наряду с повышением урожайности картофеля, при
внесении гумата отмечалось увеличение содержания крахмала в клубнях с
6,1 до 6,6-7,7% и снижение пораженности их ризоктониозом.
13.
Определение
баланса
питательных
веществ
при
возделывании картофеля в Центральной Якутии на мерзлотной таежной
палевой почве показало, что он был отрицательным при одностороннем
применении азотных и калийных удобрений в дозах 60 кг д.в./га. Внесение
одних фосфорных удобрений в той же дозе приближало баланс фосфора к
бездефицитному. По минеральной системе удобрения – N60P60K60 –
получена достоверно более высокая урожайность картофеля по отношению к
контролю – 14,5 т/га и отрицательный баланс азота, фосфора и калия. При
внесении органической системы (40 т/га навоза в год действия) отмечен
положительный баланс фосфора, а органоминеральной системы удобрений в
повышенных дозах (N90P90K90+ 60 т/га навоза) – положительный баланс
азота, фосфора и калия.
14.
Коэффициенты
использования
элементов
питания
картофелем из удобрений в условиях орошения мерзлотной таежной палевой
почвы составляли: при внесении навоза в дозе 40 т/га (в год действия) – N6%, Р2О5- 2%, К2О – 7%, при использовании минеральной системы
(N60P60K60) - N – 5%, Р2О5- 13%, К2О – 77%, органоминеральных систем в
возрастающих дозах от единичных до трехкратных - N-14-46%, Р2О5- 1317%, К2О – 30-46%.
15.
Анализ данных выноса азота, фосфора и калия урожаем
картофеля при возделывании на орошаемой мерзлотной таежной почве по
43
вариантам опыта с внесением удобрений, который составлял: N – от 5,7 до
8,4 кг/т, Р2О5 – от 1,9 до 2,4 кг/т, К2О – от 8,0 до 9,5 кг/т, показывает, что они
в основном соответствуют нормативам выноса картофелем с учетом
побочной продукции при орошении в Восточно-Сибирском районе РФ.
16.
Согласно
расчетам
экономической
эффективности
удобрений, в условиях мерзлотных почв при возделывании картофеля
целесообразно применять органоминеральные системы удобрений,
обеспечивающие высокие показатели окупаемости дополнительных затрат. В
Центральной Якутии на мерзлотной таежной палевой почве при внесении
под картофель органоминеральной системы удобрения с использованием
торфопометного компоста в дозе 10 т/га ежегодно (с содержанием азота 75
кг/га) при средней урожайности клубней 27 т/га окупаемость 1 руб. затрат
составляла 6,5 руб. На севере Якутии на мерзлотной аллювиальной почве
получен положительный экономический эффект от органоминеральной
системы удобрения, где в качестве органического удобрения под картофель
вносили навоз в дозе 10 т/га ежегодно. Окупаемость 1 руб. затрат в среднем
за три года находилась на уровне 2,5 руб.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
1. В экстремальных условиях земледелия Центральной Якутии, ввиду
высокого широтного расположения территории, важным фактором
сохранения почвенного плодородия и получения устойчивой продуктивности
сельскохозяйственных культур, наряду с орошением и соблюдением
агротехники, является рациональное, научно обоснованное применение
органических и минеральных удобрений. При этом с учетом острого
дефицита удобрений, прежде всего органических, целесообразно полнее
использовать не только традиционный навоз и птичий помет, но и шире
внедрять в производство с учетом агроэкологических требований удобрения
на основе альтернативных источников органического вещества, т.е.
нетоксичных отходов промышленности и коммунального хозяйства, в том
числе в виде компостов и вермикомпостов.
2. На мерзлотной таежной палевой почве в Центральной Якутии при
возделывании картофеля рекомендуется применять органоминеральную
систему удобрения в дозах N36Р36К36 + 8 т/га навоза, обеспечивающую
урожайность 19 т/га картофеля (при прибавке к контролю 55%) и
окупаемость 1 кг NPK прибавкой на уровне 32 кг .
3. Птичий помет, производимый на Якутской птицефабрике,
целесообразно использовать на мерзлотной таежной палевой почве в
качестве удобрения в виде торфопометного компоста с соотношением торф :
помет, равном 0,5:1, в дозе по содержанию азота 300 кг/га. При этом
обеспечивается получение прибавки урожая на уровне 33% по отношению к
контролю без внесения удобрений при высокой окупаемости затрат и
хорошем качестве клубней.
4. Низинный торф, который характеризуется достаточно высокой
удобрительной ценностью и содержит 90% органического вещества, 2,0%
44
общего азота, 0,45% Р2О5, 0,2% К2О на сухую массу, при использовании в
качестве удобрения в чистом виде, несмотря на высокую дозу внесения – 37
т/га, в условиях мерзлотной таежной почвы малоэффективен. В то же время
торф целесообразно использовать в качестве компонента при производстве
торфонавозных компостов, внесение которых под картофель дает прибавки
урожая клубней от 24 до 33% в зависимости от соотношения в удобрениях
торфа и птичьего помета.
5. Одним из способов подготовки навоза в Якутии является его
вермикомпостирование, которое осуществляется в течение 45-60 дней при
плотности посадки червей (красного калифорнийского гибрида) в субстрат в
ложах 1000 особей на 1 м2. В результате вермикомпостирования из 1 т навоза
образуется 500 кг вермиудобрения. Применение вермикомпостов при
выращивании томата F1 Верлиока в дозе 100 г под растение обеспечивает
урожайность плодов в среднем 7,5 кг/м2. Вермикомпосты при внесении в
защищенном грунте позволяют производить экологически безопасную и
биологически полноценную продукцию с высоким содержанием витамина С
(28 мг%) и низким содержанием нитратов (175 мг/кг NO3 при гигиенической
норма 300 мг/кг).
6. В условиях севера Якутии (Верхоянский район) доказана
возможность получения урожайности картофеля раннего сорта Полет на
уровне 6-7 т/га при условии оптимизации минерального питания растений
путем применения органоминеральной системы удобрения. При этом
ежегодная доза навоза под картофель составляет 10 т/га, а дозы минеральных
удобрений рекомендуется устанавливать с учетом коэффициентов
возмещения выноса. В хозяйствах, обеспеченных навозом, при выращивании
картофеля целесообразно одностороннее его применение в дозе 20 т/га
ежегодно.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В настоящее время земледелие Якутии испытывает острый дефицит
удобрений. Годовое внесение органических удобрений по данным
агрохимслужбы снизилось с 701 тыс. т в 1986-1990 гг. до 83 тыс.т в 20012006 гг. Соответственно на 1 га посадок картофеля количество органических
удобрений за эти годы сократилось с 38 до 6 т/га, т.е. более чем в 6 раз. К
причинам недостаточного применения органических удобрений, прежде
всего навоза и птичьего помета, следует отнести их низкое качество из-за
нарушения технологий подготовки и хранения в маргинальных северных
условиях, что приводит к значительным потерям питательных веществ для
растений и загрязнению окружающей среды. В этой связи важно наиболее
полно использовать все ресурсы органического вещества, включая
нетрадиционные источники.
С учетом изложенного в настоящей работе разработаны эффективные
приемы производства и применения органических удобрений в Центральной
Якутии и установлены агрономически целесообразные и экологически
45
безопасные дозы и сочетания их с минеральными удобрениями на
мерзлотных таежных палевых почвах для улучшения биологической
активности, воспроизводства плодородия, повышения урожайности и
качества сельскохозяйственных культур.
В частности в полевом опыте с использованием факториальной схемы
изучена эффективность влияния органических и минеральных удобрений в
широком диапазоне доз и сочетаний на урожайность и качество картофеля. В
результате комплексных исследований в данном опыте, а также в других
полевых опытах получены новые данные по действию важнейших систем
удобрения: минеральной, органической и органоминеральной – на
урожайность и качество сельскохозяйственных культур, плодородие почвы и
ее биологическую активность. С учетом величины урожайности
возделываемых культур, их качественных характеристик, улучшения
агрохимических
свойств
почвы
установлено
преимущество
органоминеральной системы удобрения. Так, в Центральной Якутии
достоверно высокая (в среднем за 5 лет) урожайность картофеля – 19 т/га,
превышающая контроль без внесения удобрений на 54,8% при окупаемости 1
кг NPK прибавкой 32 кг, получена в варианте с дозой подстилочного навоза 8
т/га ежегодно в сочетании с минеральными удобрениями N36Р36К36. От
применения минеральной систем удобрения (N60Р60К60) прибавка урожая,
хотя и была значимой, но не превышала 17,8%. При внесении органической
системы с использованием навоза урожайность картофеля находилась на
уровне контроля (прибавка не превышала 13,1%).
В работе большое внимание уделено утилизации птичьего помета.
Показано, что эффективным способом улучшения качества птичьего помета
служит его переработка путем компостирования с торфом. Необходимый
период ферментации в Якутии составляет 3 теплых месяца (июнь-август) с 12 перебуртовками компостной массы. Оптимальное соотношение
компонентов торф : помет 0,5:1. Рекомендуемое соотношение углерода к
азоту (С: N) не более 20-30. Реакция среды 7,1-7,8 ед. рН. Готовые компосты
на основе птичьего помета и торфа при указанных параметрах отвечают
нормативным требованиям.
Установлена эффективность новых органических удобрений в виде
компостов и вермикомпостов из традиционного и альтернативного
органического сырья, позволяющих получать достоверный прирост
продуктивности сельскохозяйственных культур в полевых условиях и в
защищенном грунте.
В Верхоянском районе Якутии, за Северным полярным кругом по
результатам трехлетнего полевого опыта на мерзлотной аллювиальной почве
выявлена возможность получения стабильной урожайности картофеля
раннего сорта Полет на уровне 6-7 т/га при оптимизации систем удобрения.
Рекомендуемая ежегодная доза навоза под картофель составляет 10 т/га, а
дозы минеральных удобрений целесообразно устанавливать с учетом
коэффициентов возмещения выноса.
46
Научные разработки автора нашли применение в сельском хозяйстве
Якутии
при поддержке
Министерства сельского
хозяйства и
продовольственной политики Республики Саха (Якутия). Полученные
результаты подтверждены производственной проверкой и внедрением в ГУП
ГСИС «Маган», ГУП ПО «Птицепром», Муниципальном предприятии
«Водоканал», КП им. И. Барахова, ГУП ОПХ «Покровское» и во многих
крестьянских
хозяйствах
Намского,
Мегино-Хангаласского,
УстьАлданского, Чурапчинского, Хангаласского и других районов.
Внедрение результатов исследований в производство позволит в
значительной мере повысить обеспеченность земледелия Якутии
высокоценными органическими удобрениями, что, в свою очередь, создаст
предпосылки для сохранения плодородия мерзлотных почв, роста
продуктивности
важнейших
сельскохозяйственных
культур
при
эффективном решении вопросов охраны окружающей среды.
Список основных опубликованных работ по теме диссертации
Публикации в изданиях из Перечня российских рецензируемых научных журналов, в
которых изложены основные научные результаты диссертации:
1. Степанов, А.И. Эффективность торфопометных компостов при выращивании
картофеля в Центральной Якутии / Г.Е. Мерзлая, А.И. Степанов // Агрохимия. 1992. №12.
– С. 64-67.
2. Степанов, А.И. Новые виды органических удобрений в Якутии / А.И. Степанов,
Г.Е.Мерзлая, В.И.Дмитриева//Химия в сельском хозяйстве. 1996. №6. – С.12-14.
3. Степанов, А.И. Северное земледелие: состояние, проблемы и перспективы / А.И.
Степанов, В.С. Винокуров, А.Д. Алексеева, В.А. Бубякина, Н.Т. Попов // Аграрная
Россия. М.: Фолиум. 2000. № 2. – С. 24-30.
4. Степанов, А.И. Современное состояние земледелия /А.И. Степанов // Сибирский
вестник сельскохозяйственной науки. 2004. № 2 (152). – С. 117-118.
5. Степанов, А.И. Агроэкологические исследования в Якутии / А.И. Степанов, С.С.
Слепцов, Е.И. Прибылых, В.С Федорова, А.Я. Федоров // Достижения науки и техники
АПК. 2006. № 5. – С. 4-5.
6. Степанов, А.И. Выращивание картофеля на Севере Якутии / А.И. Степанов,
А.Я. Федоров, Г.Е. Мерзлая // Агрохимический вестник, 2006. № 6. – С. 22-23.
7. Мерзлая, Г.Е. Выращивание картофеля за Северным полярным кругом /Г.Е.
Мерзлая, А.И. Степанов, А.Я. Федоров // Доклады Российской академии
сельскохозяйственных наук. 2008. № 6. – С. 10-12.
8. Merzlaya, G.E. Growing Potatoes above the Arctic Circle/G.E. Merzlaya, A.I.
Stepanov and A.Ya. Fedorov // Russian Agrocultural Sciences. 2008.Vol. 34. No.6. Рp. 373-376.
9. Степанов, А.И. Эффективность удобрений при выращивании картофеля на
мерзлотных почвах / Г.Е. Мерзлая, А.И. Степанов., А.Я. Федоров // Плодородие. 2008. №
4. – С. 10.
10. Степанов, А.И. Производство и применение компостов под картофель в
условиях Якутии /А.И. Степанов, А.Я. Федоров, Е.И. Прибылых, Э.Г. Иванов //
Достижения науки и техники АПК. 2011. № 7. – С. 24-25.
11. Степанов, А.И. Влияние удобрений и биопрепаратов на урожайность картофеля
/А.И. Степанов, Е.И. Прибылых, А.Я. Федоров, Ф.В. Николаева // Достижения науки и
техники АПК. 2014. №11. – С. 47-49.
47
12. Степанов, А.И. Инновационные аспекты в повышении урожайности
сельскохозяйственных культур в условиях Центральной Якутии /А.И. Степанов, Е.И.
Прибылых, А.Я. Федоров, М.Т. Яковлева, Х.И. Максимова, А.А. Ленартович, Э.Г. Иванов
// Плодоводство и ягодоводство России. 2014. Т. XXXX. № 1. - С. 310-314.
13. Степанов, А.И. Влияние органических удобрений на урожайность и качество
картофеля в условиях Центральной Якутии /А.И. Степанов, Е.И. Прибылых, А.Я.
Федоров, Э.Г. Иванов // Вестник Бурятской ГСХА. 2015. № 1 (138). - С. 75-78.
14. Пат. 2084106 от 20.07.1997 г. Способ удобрения картофеля, выращиваемого на
орошаемых мерзлотно-таежных почвах Центральной Якутии / Г.Е Мерзлая, А.И.
Степанов.
15. Пат. 2105810 от 27.02.98 г. Штамм бактерий Bacillus subtilis, используемый для
обеззараживания птичьего помета и навоза от патогенных микроорганизмов /Н.П.
Тарабукина, М.П. Неустроев, С.И. Парникова, А.И. Степанов.
Монография
16. Дмитриева, В.И. Вермикомпостирование: теория, опыт, практика /В.И.
Дмитриева, А.И. Степанов, Г.Е. Мерзлая, Л.К. Садовникова, С.С. Корасильникова.
Якутск: Сахаполиграфиздат. 2000. - 120 с.
Публикации в других изданиях
17. Степанов, А.И. Основные методы и направления научных исследований по
картофелеводству / А.И. Степанов, П.П. Охлопкова // Пути современного научного
обеспечения АПК районов Крайнего Севера в условиях перехода к рыночным
отношениям. Докл. Всерос. конф. Якутск. 1991. – С. 122-126.
18. Степанов, А.И. Цеолит как компонент компостов в Верхневилюйском районе /
А.И. Степанов, С.И. Дмитриев, // Перспективы применения цеолитовых пород с
месторождения Хонгуруу: Сб. науч. тр. Якутск: ЯНЦ СО РАН. 1993. – С. 74-76.
19. Степанов, А.И. Применение органических удобрений при выращивании
картофеля в условиях Центральной Якутии. / А.И. Степанов // Проблемы развития
сельского хозяйства в условиях вечной мерзлоты: сб. мат. науч. экспедиции ЯкутскОлекминск-Тикси-Якутск (15-28 июля 1991 г.). Т.1. Новосибирск. 1993. - С. 113-114.
20. Степанов, А.И. Роль компостов в производстве плодородия мерзлотных почв. /
А.И. Степанов // Сельское хозяйство Республики Саха (Якутия) в условиях перехода на
рыночные отношения. Материалы конф. (г. Якутск, 8-9 апреля 1992 г.). Новосибирск.
1993. - С. 92-93.
21. Степанов, А.И. Производство торфопометных компостов и их использование
под картофель в условиях Якутии / А.И. Степанов, П.П. Охлопкова, Г.Е. Мерзлая, В.А.
Гаврильева // Рекомендации. Новосибирск. 1993. – 16 с.
22. Охлопкова, П.П. Основные итоги и направления научных исследований по
картофелеводству / П.П. Охлопкова, А.И. Степанов, У.К. Эверстова // Пути
совершенствования научного обеспечения АПК районов Крайнего Севера в условиях
перехода к рыночным отношениям. Докл. всеросс. конф. (Якутск, 2-4 сентября 1993 г.).
Новосибирск. 1994. – С. 122-126.
23. Абрамов, А.Ф. Предупреждение избыточного накопления нитратов в
растительных кормах, картофеле и овощах / А.Ф. Абрамов, В.Д. Гревцева, П.П.
Охлопкова, А.И. Степанов и др. // Метод. рекомендации. Новосибирск. 1994. - 16 с.
24. Степанов, А.И. Производство и применение компоста на основе
бесподстилочного птичьего помета в условиях Центральной Якутии. / А.И. Степанов,
Г.Е. Мерзлая // Экологически безопасное использование сточных вод и животноводческих
стоков в сельском хозяйстве. Сб. науч. тр. Барнаул: Алтайское хозрасчетное
подразделение НПО «Прогресс», 1995. – С. 144-151.
48
25. Степанов, А.И. Экологические аспекты применения минеральных и
органических удобрений / А.И. Степанов, А.Ф. Абрамов, Н.С. Федоров, В.Д. Гревцева,
Н.П. Павлов, В.И. Чухно // Экологические проблемы Заречья. Сб. докл. науч.-практ.конф.
(с. Чурапча, 7-8 апреля 1994 г.). Якутск. 1995. – С. 104-113.
26. Stepanov, A.I. The application of organic-zeolit fertilizers (OZF) for potato groing in
Yakutia. Abstracts/ A.I. Stepanov // International Simposium and on Natural Zeolites “Sofia
Zeolite meeting 95”. Park Hotel “Moskva”, Sofia, Bulgaria, june 18-25, 1995. - P. 117.
27. Степанов, А.И. Влияние торфопометных компостов на урожай и качество
картофеля в условиях Якутии / А.И. Степанов, Г.Е. Мерзлая // Биоконверсия
органических отходов и охрана окружающей среды. Докл. IV конгресса (июнь 1996 г.).
Киев. 1996.. – С. 112.
28. Степанов, А.И. Эффективность утилизации и переработки осадков сточных вод
г. Якутска методом компостирования и вермикультивирования / А.И. Степанов, В.И.
Дмитриева // Эффективность применения средств химизации и продуктивность
сельскохозяйственных культур. Докл. ХХХI конф. (26-28 марта 1996). М.: Изд-во ВИУА.
1996. – С. 33.
29. Абрамов А.Ф., Степанов, А.И. Экологические аспекты применения азотных
удобрений в Якутии / А.Ф. Абрамов, П.П. Охлопкова, А.И. Степанов и др. Новосибирск.
1996. - 86 с.
30. Дмитриева, В.И. Перспективы использования нетрадиционных органических
удобрений в Якутии / В.И. Дмитриева, А.И. Степанов // Материалы науч.-практ. конф. по
проблемам развития АПК Монголии. Новосибирск: РАСХН. Сиб. отд-ние. 1997. – С. 2728.
31. Stepanov, A.I. Use of composts and vermicomposts in growing of potatoes in Yakutia
/A.I. Stepanov, V.I. Dmitrieva, U.K. Everstova, G.E. Merzlaya // 3-rd circumpolar agricultural
conference «The Challenge of Globalization» (12-16 October, 1998). Anchorage. Alaska USA.
1998. - P. 81.
32. Степанов, А.И. Агроконверсия сельскохозяйственного производства / А.И.
Степанов // Сб. тез. докл. научно-практ. конф., посвященной году Арктики (22 апреля
1998 г.). Якутск: Изд-во ЯГУ. 1998. - С. 57-76.
33. Степанов, А.И. Пути интеграции аграрной науки Северо-Востока Азии. / А.И.
Степанов, Н.Т. Попов // Северо-Восток России: прошлое, настоящее, будущее.
Расширенные тез. докл. регион. науч. конф. (Магадан, 31 марта-2 апреля 1998 г.). Т.1.
Северо-Восток России: проблемы экономики и народонаселения. Магадан: ОАО
“Северовостокзолото”. 1998. – С. 196-197.
34. Степанов, А.И. Агроэкологические подходы к повышению плодородия почв
Якутии / А.И. Степанов // Проблемы стабилизации и развития с.-х. производства в
Сибири, Монголии и Казахстана в XXI веке. Ч.1. Земледелие, растениеводство, селекция:
тез докл. Международной научно-практич. конф. (Новосибирск, 20-23 июля, 1999 года).
Новосибирск: РАСХН. Сиб. отд-ние. 1999. - С. 115-116.
35. Афанасьев, Р.А. К вопросу о биологизации земледелия /Р.А. Афанасьев, Г.Е.
Мерзлая, А.В. Ваулин, Ю.В. Калцынель, В.А. Варламов, А.И. Степанов. М. 1999.- 40 с.
36. Дмитриева, В.А. Вермикультивирование в условиях Центральной Якутии / В.И.
Дмитриева, А.И. Степанов, Г.Е. Мерзлая и др. // Метод. рекомендации - Якутск:
Сахаполиграфиздат. 1999. - 39 с.
37. Тарабукина, Н.П. Комплекс мероприятий по биологическому обеззараживанию
и переработке навоза и птичьего помета в условиях Якутии / Н.П. Тарабукина, А.И.
Степанов, М.П. Неустроев // Мет. рекомендации. Новосибирск: РАСХН, Сиб. отд. Якут.
НИИСХ. 2000. – 16 с.
38. Прибылых, Е.И. Влияние минеральных, органических удобрений на болезни
картофеля и биологическую активность мерзлотно-палевых почв / Е.И. Прибылых, У.К.
49
Эверстова, А.И. Степанов // Сибирская аграрная наука 3-го тысячелетия. Тез. Докладов.
Новосибирск. 2000. – С. 108.
39. Степанов, А.И. Урожайность и качество картофеля при использовании
торфопометного компоста на мерзлотно-палевой почве / А. И. Степанов // Проблемы
северного земледелия: селекция, кормопроизводство, экология: сб. науч. тр. Новосибирск:
Рос. акад. с.-х. наук. Сиб. отд. Якут. НИИСХ. 2000. - С. 93-95.
40. Степанов, А.И. Северное земледелие: состояние, проблемы, перспективы / А.И.
Степанов // Проблемы стабилизации и развития сельского хозяйства Казахстана, Сибири
и Монголии. Мат. 3-й Межд. науч.-практ конф. (Алматы, 18-19 июля 2000 г.).
Новосибирск. 2000. – С. 43-44.
41. Степанов, А.И. Влияние сбалансированных доз удобрений на урожайность и
болезни картофеля / А.И. Степанов, У.К. Эверстова, Е. И. Прибылых // Достижения науки
- в производство. Сб. науч.тр.Якутск:РАСХН. Сиб. отд-ние. Якут. НИИСХ. 2000.-С. 26-29.
42. Степанов А.И. Комплекс мероприятий по биологическому обеззараживанию и
переработке навоза и птичьего помета в условиях Якутии. Метод. Рекомендации / А.И.
Степанов, Н.П.Тарабукина Новосибирск: РАСХН. Сиб. отд-ние.Якут.НИИСХ.2000.-16 с.
43. Мерзлая, Г.Е. Приготовление и применение вермикомпостов. Методические
рекомендации / Г.Е. Мерзлая, Р.А. Афанасьев, Г.А. Зябкина, А.И. Степанов и др.
Оренбург, 2001. -52 с.
44. Еськов, А.Е. Справочная книга по производству и применению органических
удобрений / А.Е. Еськов, М.Н. Новиков, С.М. Лукин, С.И. Тарасов, А.И. Степанов и др.
Владимир: РАСХН, ВНИПТИОУ 2001. – 495 с.
45. Степанов, А.И. Научное обеспечение реализации программы социальноэкономического развития села Республики Саха (Якутия) до 2005 г. / А.И. Степанов, М.
П. Неустроев, И.А. Матвеев // Мат-лы 4-й Межд. науч.-практ. конф. «АПК Сибири,
Монголии Республики Казахстан в XXI веке» (Улан-Батор, 9-10 июля 2002 г.).
Новосибирск. 2002. - С. 60-61.
46. Степанов, А.И. Влияние минеральных и органических удобрений на
урожайность и качество картофеля в условиях Центральной Якутии / Е.И. Прибылых,
А.И. Степанов // Д.Н. Прянишников и развитие агрохимии в Сибири. Мат. науч.-практ.
конф. по агрохимии (Улан-Удэ, 31 июля-2 августа 2002 г.). Новосибирск: РАСХН. Сиб.
отд. 2003. - С. 192-193.
47. Степанов, А.И. Научное обеспечение АПК Якутии /А.И. Степанов // Тр. 7-й
Международной научно-практической конференции (Улан-Батор, 19-23 июля, 2004 г).
Новосибирск: РАСХН. Сиб. отд. 2004. - С. 653-657.
48. Степанов, А.И. Аграрная наука в Якутии / А.И.Степанов // Сб. мат-ов III науч.практ. конф. молодых исследователей “Интеллектуальный потенциал молодежи – селу
ХХI века” (28-29 марта 2002 г.). Якутск. 2004. – С. 4-8.
49. Степанов, А.И. Биологическая защита растений в Республике Саха (Якутия) /
А.И. Степанов, С.С. Слепцов, У.К. Эверстова // Новые технологии и проблемы
инновационной политики в Республике Саха (Якутия). Сб. науч. трудов. Якутск: Изд-во
ЯГУ. 2004. – С. 189-192.
50. Степанов, А.И.. Эффективность удобрений в условиях Якутии и меры по
реализации Президентской и гос. программы социально-экономического развития
сельского хозяйства на период до 2006. / А.И. Степанов, Н.Т. Попов, В.Д. Гревцева. М:
МСХА. 2004. - С. 309-312.
51. Степанов, А.И. Состояние и перспективы развития сельского хозяйства
республики и его научное обеспечение / А.И. Степанов // Проблемы развития и научное
обеспечение АПК Якутии. Мат. совместного выездного заседания президиума РАСХН,
президиума СО РАСХН и совета ДВНМЦ РАСХН (г. Якутск, 3-5 августа, 2005 г.).
Новосибирск: РАСХН. Сиб. отд-ние. 2006. - С. 17-34.
50
52. Степанов, А.И. Состояние и перспективы развития сельского хозяйства РС (Я) /
А.И. Степанов / Пути совершенствования экономического механизма развития АПК
Республики Саха (Якутия).Мат. респ. научно-практической конференции (г. Якутск, 14
марта, 2006 г.). Новосибирск: РАСХН. Сиб. отд-ние. 2006.- С. 6-13.
53. Степанов, А.И Методика проведения полевых опытов по картофелю на
пришкольных участках в РС (Я): уч. пос. / А.И. Степанов. Якутск:РАСХН. Сиб.отд. Якут.
НИИСХ. 2007. – 97 с.
54. Степанов, А.И. Органические удобрения и их применение в условиях Якутии.
Методические рекомендации / А.И.Степанов и др. Якутск: РАСХН, ЯНИИСХ. 2008.-34 с.
55. Степанов, А.И. Система ведения с.-х. производства РС (Я) на период до 2015 г./
А.И. Степанов и др. РАСХН, Якут. науч.-исслед. ин-т сел. хоз-ва. Якутск : «СМИК МАСТЕР». 2009. – 316 с.
56. Степанов, А.И. Компосты с биопрепаратами и их применение в
картофелеводстве. Методическое руководство / А.И. Степанов, Е.И. Прибылых, Э.Г.
Иванов и др. Якутск: РАСХН, Якут. науч. исслед. ин-т сел. хоз-ва. 2010. – 12 с.
57. Власенко Н.Г. Проблемы и перспективы агроэкологических исследований в
Республике Саха ( Якутия) / Н.Г. Власенко, А.И. Степанов // Проблемы и перспективы
развития АПК и его научное обеспечение в РС(Я). Материалы совм. заседания и научной
сессии ГНУ СО РАСХН и Правительства РС(Я) (г. Якутск, 19-21 июля 2011 г.)
Правительство РС(Я), РАСХН, ЯНИИСХ. Якутск. 2011. - С.68-74.
58. Степанов, А.И. Производство компостов на основе птичьего помета и навоза
крупного рогатого скота с добавлением биопрепарата «Фитонордбакт» и их влияние на
культуру картофель / А.И. Степанов, А.Я. Федоров, Е.И. Прибылых, Э.Г. Иванов, А.Ф.
Абрамов, У. К. Эверстова // Длительное применение удобрений. Агрохимические и
экологические аспекты. V Сибирские агрохимические Прянишниковские чтения, посвящ.
145-летию Д. Н. Прянишникова. Материалы межд. науч.-практ. конф. (Новосибирск, 1216 июля 2010 г.). Новосибирск: РАСХН, Сиб. отд-ние. 2011. – С. 295-302.
59. Степанов, А.И. Некоторые приемы биотехнологии при повышении плодородия
мерзлотных почв Якутии / А.И. Степанов, Е.И. Прибылых // Материалы VІІ Московского
межд. конгресса «Биотехнология: Состояние развития». Т. 1. М. 2013. - С.432-433.
60. Степанов, А.И. Инновационные аспекты в повышении урожайности
сельскохозяйственных культур в условиях Центральной Якутии / А.И. Степанов, Е.И.
Прибылых. и др. // Материалы межд. научно-практической конференции «Инновационные
аспекты агроэкологии в повышении продуктивности растений и качества продукции», 1517 сентября 2014 г. Москва. 1914. – С. 310-314.
61. Мерзлая, Г.Е. Агроэкологические функции органических и минеральных
удобрений на мерзлотной почве / Г.Е. Мерзлая, А.И. Степанов // Экологические
проблемы использования органических удобрений в земледелии. Владимир: ФАНО, РАН,
ФГБНУ ВНИИОУ. 2015. - С. 35-39.
51
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
30
Размер файла
854 Кб
Теги
якутии, органических, применению, почва, основы, мерзлотных, удобрений, производства, агроэкологической
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа