Эксперимент с дозами удобрений

Построение схем в опытах с формами удобрений

Ассортимент выпускаемых туковой промышленностью форм каждого вида удобрений достаточно широк для их рационального использования необходимо иметь опытные данные об их эффективности под различные сельскохозяйственные культуры в конкретных почвенно-климатических условиях. Особенности таких опытов: различия урожайности по вариантам отдельных форм удобрений меньше, чем по вариантам с различными видами удобрений. Например, разница в эффективности NН₄NО₃ и СО(NН₂)₂ (или каких-либо других форм азотных удобрений) может составлять 1,5-2,5 ц/га. Тогда как разница в эффективности отдельных видов удобрений (азотных и калийных или азотных и фосфорных и т. д.) или в эффективности различных приемов внесения удобрений может быть значительно больше – 4-6ц/га и более.

Поэтому в таких опытах, с формами удобрений, чтобы обеспечить их достоверность, необходимо позаботиться об увеличении их точности (тщательный подбор участков с более выровненным почвенным плодородием, увеличение числа повторностей и т.д.).

В качестве контроля здесь используют или фоновые удобрения, или фон плюс хорошо известную стандартную форму удобрения.

Например, схема опыта по изучению эффективности разных форм азотных удобрений:

Так как в схеме опыта есть физиологически кислые удобрения, то такие опыты желательно проводить по двум общим фонам:

I фон – без извести, II фон – с известью

В таком случае мы сможем не только фиксировать отрицательное влияние физиологической кислотности на продуктивность растений, но и наблюдать возможность нейтрализующего эффекта извести на этих вариантах.

Дозы удобрений во всех вариантах должны быть одинаковые. Обычно это средние дозы, принятые для данной культуры и зоны, т.е. для зерновых – 45-60 кг/га д.в., а, к примеру, для картофеля повыше – 90-120 кг/га.

При изучении новых форм удобрений их сравнивают с известной, распространенной в производстве формой удобрений. Например:

4) фон + безводный аммиак

Схема по изучению действия разных форм калийных удобрений:

3) NP +40%-ная калийная соль

Поскольку калий в большинстве случаев находится в третьем минимуме, важным условием выявления эффективности калийных удобрений является обеспеченность почвы азотом и фосфором. Если почва обладает значительной обменной кислотностью, то часто вариант NPK на подзолистых почвах оказывает более слабое действие, чем фон NP. Снижение урожайности по фону NPК проходит под влиянием заметного повышения кислотности почвы за счет вытеснения калием обменного водорода. Поэтому в схеме с формами калийных удобрений на таких почвах необходимо иметь два фона: без извести и с известью.

В схеме с формами удобрений чистый контроль нужен, когда опыт проводят на недостаточно исследованных, почвах или с мало изученными культурами и нет уверенности, что выбранный фон оптимальный.

Иногда в схеме опыта с формами удобрений недостаточно в качестве контроля иметь вариант с основными удобрениями. Когда стоит задача агрохимической оценки новых форм, важное значение приобретает сравнение их со стандартной формой удобрения, ранее хорошо изученной. Тогда схема опыта включает два контрольных варианта; 1) основное удобрение (фон); 2) фон+стандартное удобрение; 3) фон+испытуемая новая форма удобрения. Сравнение вариантов 2 и 3 с вариантом 1 показывает, действует ли удобрение на данной почве. Сравнение вариантов 3 и 2 показывает, лучше или хуже действует новая испытуемая форма. Кроме того, учитывая коэффициенты использования разных форм удобрений, связанные с неодинаковой их усвояемостью растениями (главным образом это касается фосфатов), для стандартного удобрения берут несколько доз. Это делают для того, чтобы показать степень чувствительности опытного растения к изменению количества усвояемой формы питательного вещества.

А. В. Соколов предложил следующую схему опыта с формами фосфорных удобрений:

2) фон+суперфосфат простой, 60 кг/га

3) фон+суперфосфат, 90 кг/га

4) фон+суперфосфат простой, 120 кг/га

5) фон+фосфоритная мука, 120 кг/га

6) фон+обесфторенный фосфат, 120 кг/га

7) фон+фосфатшлак, 120 кг/га

8) фон+термофосфат, 120 кг/га

В этой схеме вариант 1, включающий фоновое удобрение (фон), служит основным контролем. Варианты 2, 3, и 4 являются дополнительными контролями; суперфосфат, как стандартное водорастворимое удобрение, взят в трех дозах. Если между дозами стандартного удобрения суперфосфата получены достоверные разности в урожаях, то можно с большей точностью установить эффективность разных форм испытуемых фосфорных удобрений.

Суперфосфат растворим и легко доступен растениям. При более высоких дозах суперфосфата в почве будет избыток усвояемой формы фосфора, но он не будет повышать урожай. Фосфоритная мука менее доступна растениям, ее фосфор становится усвояемым по мере разложения в почве этого удобрения. Обычные дозы применения фосфритной муки – 120 кг/га. Может оказаться, что при взятой в опыте дозе фосфоритной муки в доступную для растений форму перейдет как раз столько фосфора, сколько в данных условиях нужно для нормального питания растений. В этом случае, беря всего в одной дозе и стандартное – суперфосфат, и испытуемое удобрение – фосфоритная мука, мы получаем одинаковый эффект, что на самом деле неверно. Если же в опыте для стандартного удобрения взято несколько доз, дающих достоверные разницы в урожаях, то можно установить более точно действие испытуемого удобрения. Например, от фосфоритной муки в дозе 120 кг получен урожай, величина которого лежит между урожаями по вариантам с суперфосфатом в дозах 60 и 90 кг на 1 га. Отсюда можно сделать вывод о сравнительной эффективности фосфоритной муки и суперфосфата. Это положение о разных свойствах форм удобрений с неодинаковой усвояемостью их растениями должно быть учтено при составлении схем опытов по изучению разных форм удобрений. Схема с дозами стандартного удобрения должна быть обязательной при постановке опыта с формами фосфорных удобрений, так как основное различие форм фосфатов заключается в неодинаковой степени усвояемости фосфорной кислоты в них.

Для выявления максимальной эффективности каждой изучаемой формы не всегда следует придерживаться строго одинаковых условий в применении различных форм. Каждую форму удобрения надо использовать в оптимальных для ее дозах в оптимальные для нее сроки с заделкой лучшим способом. Если это приводит к введению разных приемов внесения и заделки удобрения, то для определения действия этих приемов в схему необходимо включать соответствующие дополнительные контрольные варианты. Например, в опыте с ячменем сравнивают две формы азотного удобрения: селитру и цианамид кальция. Селитра максимальное действие проявляет при внесении под предпосевную культивацию, а цианамид кальция требует обязательной заделки за 10 дней до посева под плуг на 20 см. В этом случае нужно иметь контрольный вариант, где за декаду до посева проводят перепашку плугом на глубину 20 см без внесения удобрений, чтобы различить эффективность собственно цианамида кальция и влияние перепашки плугом на 20 см.

Среди ассортимента выпускаемых химической промышленностью минеральных удобрений должно быть значительно увеличено производство сложных и концентрированных туков. В связи с этим возрастает интерес к изучению их эффективности по сравнению с простыми односторонними удобрениями.

В опытах со сложными или комплексными удобрениям и часто используют схему: 1) без удобрения, или фоновое удобрение; 2) сложное, или комплексное удобрение; 3) смесь простых односторонних удобрений в эквивалентных дозах. Однако такая схема является не полной. А. В. Соколов рекомендует дополнить ее еще двумя вариантами, позволяющими установить целесообразность в сложном удобрении соотношения питательных веществ в зависимости от почвенных условий и опытной культуры. Схема, предложенная А. В. Соколовым, имеет следующий вид: 1) без удобрений, или фон; 2) сложное удобрение; 3) смесь односторонних стандартных

удобрений в эквивалентных количествах; 4) сложное удобрение + одностороннее стандартное для получения нормальных доз питательных веществ; 5) односторонние стандартные удобрения в нормальных дозах.

Для сравнения эффективности концентрированных и простых удобрений может быть предложена такая схема: 1) контроль (без удобрения); 2) NPK (смесь простых удобрений: аммиачная селитра, суперфосфат простой и калий хлористый); 3) NPK (смесь концентрированных удобрений: мочевина, суперфосфат двойной и калий хлористый) в эквивалентных дозах по NPK варианта 2; 4) аммофос+NK (смесь простых удобрений); 5) двойной суперфосфат+NK (смесь простых удобрений).

Дозы NPK в вариантах 4 и 5 эквивалентны варианту 2. Эта схема рекомендуется для опытов с кукурузой; дозы NPK. берут принятые для данной зоны. Она может быть использована также в экспериментах с некоторыми овощными культурами, чувствительными к повышенной концентрации солей в первый период роста.

Схемы опытов при изучении доз удобрений.

Эффективность различных видов и форм удобрений изучают при средних дозах питательных веществ.

Наиболее рационально удобрения будут использоваться тогда, когда установлены оптимальные дозы удобрений для различных культур в конкретных условиях возделывания, что возможно только при проведении соответствующих полевых опытов с дозами удобрений.

Величина оптимальной дозы удобрений относительна. Она зависит от техники и способа внесения удобрений (Р₁₀ в рядки при посеве часто по эффективности не уступает Р₆₀ в основном удобрении), формы удобрений (Р₆₀ суперфосфата эквивалента Р₁₂₀ фосфоритной муки), уровня агротехники, сорта и т.д.

Схемы полевых опытов с дозами удобрений должны дать возможность установить, какие дозы удобрений дают наиболее высокие прибавки урожая, чем обеспечивают максимальную оплату единицы питательных веществ, а так же, какая доза удобрений наиболее хозяйственно выгодна.

Для иллюстрации сказанного приведем пример результатов одного из опытов Вагнера с дозами сульфата аммония, вносимого под рожь.

Зависимость урожаев озимой ржи от доз азота (на фоне РК)

В данном опыте максимальная прибавка урожая получена при дозе удобрения 7,5 ц/га; максимальная оплата единицы питательных веществ удобрений наблюдалась при дозе удобрения 2,5 ц/га. Однако наиболее хозяйственно выгодной является доза сульфата аммония 5 ц/га, так как она обеспечила и высокую прибавку урожая и высокую оплату удобрений урожаем ржи.

Эффективность удобрений в сильной степени зависит от фона, поэтому схемы опытов с дозами нередко переходят в схемы опытов с соотношением доз основных питательных веществ. Например, дозы фосфорных удобрений Р₃₀, Р₄₅, Р₆₀, Р₇₅ скорее всего целесообразно изучать на фоне N₆₀K₆₀. Но для изучения более высоких доз — Р₉₀, P₁₀₅ необходимо увеличение и фоновых удобрений – N₉₀K₉₀.

Например, в Географической сети опытов с удобрениями, для изучения доз и соотношений минеральных удобрений, вносимых под различные культуры используются следующую схему опытов:

Рис. 2 Схема опытов по изучению доз и соотношение минеральных удобрений

Эту схему с чередованием четырех доз N, Р и К можно использовать в опытах с основными культурами в Нечерноземной зоне и частично в лесостепной и степной зонах, где имеют значение возрастающие дозы всех трех элементов питания.

Дозы удобрений P₁и K₁ для зерновых культур во всех зонах принимаются равными 30 кг/га; для пропашных культур — 60 кг/га. Дозы азотных удобрений — (N₁) дифференцируются в зависимости от зон и культур:

Шаг дозы (т.е. интервал между дозами) для зерновых культур для всех трех элементов равен 30 кг/га; для пропашных культур — для азота 30 кг/га, для фосфора и калия — 60 кг/га.

Источник

Эксперимент с дозами удобрений

Результаты для поля 1
Контрольная зона. Контрольный участок поля с нормой внесения в 70 литров имеет более низкие значения индекса NDVI, чем контрольный участок с нормой 250 литров.

Анализ урожайности показал, что в зоне с нормой внесение 250 литров средний урожай составил 82 ц/га, а в зоне с нормой 70 литров — 77 ц/га. Внесение дополнительных 180 литров азотных удобрений обеспечило прибавку 5 ц/га к урожайности. То есть при одинаковых стартовых условиях прирост урожайности составил от 2 до 15 ц/га, при этом на участках с самой высокой вегетацией прибавка к урожайности максимальная.

Зона низкой вегетации. На эту зону приходилось три нормы внесения азотных удобрений: 96, 132 и 270 л/га. Зона находилась на склоне, и мы считаем, что именно рельеф здесь лимитировал развитие растений. Вегетационный индекс NDVI не вырос с увеличением нормы внесения азота, об этом же свидетельствуют и показатели урожайности:

• в зоне с нормой внесения 270 л/га — 78,1 ц/га,
• в зоне с нормой внесения 132 л/га — 76,6 ц/га,
• в зоне с нормой внесения 96 л/га — 78,2 ц/га.

Выходит, при увеличении норм удобрений урожайность не увеличилась. Это говорит о том, что вегетацию в зоне с низким индексом лимитирует не содержание азота в почве, а другие факторы. Какие именно — можно установить только при детальном морфометрическом и агрохимическом анализе поля.

Зона средней вегетации. На зоны средней вегетации приходилось две нормы внесения азота: 168 и 240 л/га. В зоне с нормой внесения 168 литров урожайность составила 77,8 ц/га. В зоне с нормой внесения 240 литров — 79,4 ц/га.

Анализ отдельных выделенных зон поля (повторностей) показал, что урожай немного увеличивается, на 1−1,8 ц/га, при увеличении нормы удобрений. Другими словами наблюдается устойчивая тенденция к увеличению урожайности.

Зона высокой вегетации. На зоны высокой вегетации приходились три нормы внесения азотных удобрений: 110, 132 и 270 л/га.

В зоне с нормой внесения 110 л/га урожайность составила 84,5 ц/га.
В зоне с нормой внесения 132 л/га — 83,9 ц/га.
В зоне с нормой внесения 270 л/га — 87,8 ц/га.

Анализ отдельных выделенных зон поля (повторностей) показал, что тенденции к изменению урожайности при переходе от нормы азота 110 л/га к 132 л/га нет. При этом при увеличении нормы до 270 л/га урожайность выросла. В этом случае прирост урожайности наблюдается как при анализе всей зоны, так и отдельных ее областей (повторностей), и находится в диапазоне от 2 до 7 ц/га.

Как мы видим, самым эффективным методом внесения азота оказался второй метод, когда в зону с высокой вегетацией мы вносим самую высокую норму азота. В зоне с низкой вегетацией урожайность лимитируют факторы, связанные с рельефом: распределение влаги, гранулометрический состав почвы, содержание гумуса. Поэтому увеличение дозы азотных удобрений не оказало должного эффекта. А в зоне средней вегетации прирост урожайности был совсем небольшой, потому рациональность увеличения дозы удобрений в данном случае сомнительна.

Поле 2 находится на расстоянии четырёх километров от поля 1. Почва и рельеф похожи, площадь — 87 га, перепад высот от 120 до 151 метров. Первая азотная подкормка была сделана ранней весной, вторая — на фенологической стадии 31 BBCH.

Как и в предыдущем эксперименте, поле было разделено на пять зон: две контрольные зоны и три зоны равной площади для тестирования методов внесения азота.

Результаты по полю 2
Контрольная зона. На этом поле контрольная зона не была однородной: в её границах располагались участки высокой, средней и низкой вегетации. Нормы внесения азота при первой подкормке — 300 и 60 л/га. Для участков низкой и средней вегетации мы не зафиксировали роста урожайности при увеличении доз во время первой подкормки. На участках высокой вегетации урожайность увеличилась на 3,1 ц/га.

Для второй азотной подкормки мы разделили нашу контрольную зону на два участка с нормами внесения 0 и 150 л/га. На участках низкой вегетации прироста урожайности не было. На участках средней вегетации прирост составил 1−3 ц/га, высокой вегетации — 3−6 ц/га.

Анализ отдельных выделенных зон поля (повторностей) привёл к похожему результату: для абсолютного большинства зон средней и низкой вегетации увеличение нормы удобрений не привело к увеличению урожайности. В зонах с высоким вегетационным индексом при дополнительном внесении 240 литров азота прирост урожайности составил 1,5 — 6 ц/га.

Зоны низкой вегетации. Мы вносили 3 нормы: 120, 165 и 300 л/га в первую азотную подкормку, 110 и 190 л/га во вторую азотную подкормку.

Источник