УДК 631.85 Фосфорные удобрения
Научные исследования по эффективности минеральных удобрений (N60P75K75) на фоне последействия двух доз извести (1,0 и 2,0 г.к.) проводили в полевом стационарном опыте, заложенном в 1983 г. на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве. Исследовали последействие двух доз извести в чистом виде, а также при ежегодном использовании минеральных удобрений. В результате установлено, что наиболее высокий урожай бобово-злаковых травосмесей получен в варианте известь 2,0 г.к. + NPK и составил в 2011 г. 6,9 т/га с.в., в 2021 г. – 6,4 т/га с.в. при урожае в контроле 3,0 и 2,4 т/га соответственно с высоким качеством. Содержание сухого вещества при таком соотношении агрохимикатов составило 21,4 %, сырого протеина – 12,7 %, количество нитратов не превышало ПДК. Установлено, известь и NPK благоприятно воздействовали на агрохимические свойства почвы. В 2021 г. содержание гумуса было 2,0 %, рНKCl – 4,8 ед. рН, Р2О5 – 208 и К2О – 140 мг/кг почвы.
почва, минеральные удобрения, известь, травосмеси, урожайность, сырой протеин, сухое вещество
Введение
Республика Коми расположена на крайнем Северо-Востоке европейской части Российской Федерации, что определяет относительную суровость ее природных почвенно-климатических условий [1].
Пахотные почвы региона представлены в основном типичными подзолистыми и дерново-подзолистыми почвами, которые характеризуются недостатком азота и подвижных соединений фосфора и калия, высокой кислотностью, губительно действующей на растительность и полезную микрофлору, а также на образование и накопление органического вещества в верхних слоях почвы.
Почвенная кислотность оказывает большое влияние на поступление питательных веществ в растения. На кислых почвах внесению минеральных удобрений должно предшествовать известкование. Оно обуславливает лучшее обеспечение растений не только азотом, но и зольными элементами, вследствие активизации бактерий, разлагающих органические фосфорные соединения почвы. В дерново-подзолистых почвах фосфор по бо´льшей части связан с полуторными окислами в виде фосфатов железа и алюминия. При известковании уменьшается активность полуторных окислов, ослабляются адсорбционные связи фосфора, увеличивается относительное количество фосфатов кальция и, как следствие, происходит мобилизация фосфатов [2-6].
Внесение извести в почву нормализует ее кислотность, улучшает структуру верхнего плодородного слоя, попутно обогащая ее кальцием, значительно снижая обменную и гидролитическую кислотность, и увеличивает степень насыщенности основаниями. Известкование оказывает многостороннее действие на свойства почвы, создает благоприятную среду для роста растений и жизнедеятельности полезных микроорганизмов. При внесении извести снижается содержание в почве подвижных соединений алюминия, железа и марганца, они переходят в нерастворимую форму и поэтому устраняется и вредное действие на растения [4,6-8,12,13].
Многолетнее использование минеральных удобрений в комплексе с известкованием позволяет создать благоприятные условия для улучшения почвенного плодородия [6-8] и питания растений [5,11-15]. В настоящее время важно изучить способы применения минеральных удобрений на ранее известкованных кислых дерново-подзолистых почвах при возделывании многолетних травосмесей [7,8].
Длительное применение минеральных удобрений в сочетании с известкованием позволяет создать оптимальные параметры почвенного плодородия для возделывания многолетних травосмесей [11-15].
Цель исследований – изучить влияние длительного применения минеральных удобрений на фоне последействия извести на свойства дерново-подзолистой почвы и продуктивность бобово-злаковой травосмеси.
Материалы и методы
Исследования проводили в Институте агробиотехнологий им. А.В. Журавского ФИЦ Коми НЦ УрО РАН в полевом стационарном опыте по методике Б.А. Доспехова [9]. Почва опытного участка дерново-подзолистая среднесуглинистая, характеризующаяся до закладки опыта низким уровнем плодородия: рНKCl – 4,0-4,3; содержание гумуса (по Тюрнину) – 1,3-1,6 %; гидролитическая кислотность – 5,6-6,0 ммоль/100 г почвы (ионометрически); степень насыщенности основаниями (Ca + Mg) – 42-45 %; содержания в почве подвижного фосфора – 34-44 мг/кг; обменного калия – 49-77 мг/кг (по Кирсанову), обменного алюминия – 0,8-2,7 ммоль/100 г почвы (по Соколову).
В качестве мелиоранта однократно (в 1983 г.), в год закладки опыта, внесли известняковую муку с нейтрализующей способностью 92 % в дозах 1,0 и 2,0 величины гидролитической кислотности (далее – г.к.). В последующие годы изучали последствие указанных доз извести, в том числе с применением N60P75K75.
Схема опыта: без удобрений (контроль); известняковая мука 1,0 г.к. (9 т/га); известняковая мука 2,0 г.к. (18 т/га); N60P75K75; известняковая мука 1 г.к. + N60P75K75; известняковая мука 2,0 г.к. + N60P75K75. В 1984-2021 гг. изучали последствие двух доз известняковых удобрений без внесения минеральных удобрений, а также при ежегодном внесении минеральных удобрений (N60P75K75) в форме аммиачной селитры (34 % д.в.), двойного суперфосфата (45 % д.в.) и хлористого калия (60 % д.в.). При пересеве многолетних трав (один раз в шесть лет) минеральные удобрения вносили под основную обработку почвы. В другие годы исследований их применяли рано весной (в начале вегетации) в подкормку.
В опыте во все годы исследований возделывалась бобово-злаковая травосмесь: клевер луговой Трио + тимофеевка луговая Северодвинская + ежа сборная Хлыновская. Норма высева: клевер луговой – 8 кг/га, тимофеевка луговая – 6 и ежа сборная – 6 кг/га.
Площадь делянки составила 50 м2, повторность опыта – четырехкратная. Учет урожайности сплошной, поделяночный.
В работе использовали следующие методы анализов:
для почвы: гумус – по ГОСТ 26213-91ж, общий азот – по ГОСТ 26107-84ж, гидролитическая кислотность – по ГОСТ 26212-91, сумма поглощенных оснований – по ГОСТ 27821-88, рНсол – по ГОСТ 26483-85, подвижный фосфор и обменный калий – по ГОСТ 26207-91, валовой анализ биофильных элементов в почве и удобрениях – адсорбционным и рентгено-флюоресцентным (VRA-33) методами.
для растений: азот общий – фотоколорометрическим методом, сырая клетчатка – по Геннербергу и Штоману (1969), сырая зола – сухим озолением в муфельной печи, фосфор – по Курмису (1974) ванадомолибдатным методом, калий – на пламенном фотометре после сухого озоления, кальций - трилонометрически; кормовые единицы, БЭВ, сырой протеин – расчетным методом, нитратный азот – ионоселективным методом.
Результаты и их обсуждение
Длительное применение (в 1983-2021 гг.) минеральных удобрений (N60P75K75) по фону известкования (1,0 и 2,0 г.к.) оказало существенное влияние на урожайность бобово-злаковой травосмеси и изменение агрохимических показателей дерново-подзолистой кислой почвы. Менее значительные изменения урожайности трав и плодородия почвы получены при последействии двух доз извести без применения NPK.
В табл. 1 приводятся данные по урожайности трав за три периода исследований: 2000, 2011, 2021 гг. В результате установлено, что наибольшая средняя урожайность трав за период исследований получена при использовании минеральных удобрений по фону последействия извести в дозе 2,0 г.к. Она составила 5,9 т/га сухого вещества (далее – СВ) и на 145,8 % превышала вариант без удобрений (урожайность контроля – 2,4 т/га СВ). Несколько ниже получена урожайность трав при применении NPK по фону извести 1,0 г.к. – 5,5 т/га СВ. На опытных делянках, где использовали одни минеральные удобрения, средняя урожайность трав была 4,9 т/га, что на 104,2 % превышало контроль.
Наряду с получением высоких урожаев многолетних трав большое значение в сельскохозяйственном производстве имеет их качество (табл. 2). Содержание сухого вещества при применении двух доз извести снижалось на 1,3-1,5 % и составило 22,0-22,8 % (в контроле – 24,1 %). В вариантах 2,0 г.к. извести + NPK количество сухого вещества было 21,4 %. Наиболее значимым показателем для кормления сельскохозяйственных животных является количество сырого протеина в корме. Его содержание в многолетних травах варьировалось от 10,1 до 12,7 % (в контроле – 9,9 %).
Наибольшее количество сырого протеина установлено в варианте известь 2,0 г.к. + NPK – 12,7 %, в варианте известь 1,0 г.к. + NPK – 11,9 %. В вариантах применения NPK на фоне извести (1,0 и 2,0 г.к.) отмечены наибольшие количества фосфора – 0,86-0,91 %, калия – 2,73-2,84 %, кальция – 0,71–0,75 %, в варианте без удобрений – 0,68, 1,93, 0,66 % соответственно. Количество нитратов в продукции многолетних трав не превышало ПДК.
В результате научных исследований установлено значительное влияние известковых материалов и минеральных удобрений на свойства и продуктивность дерново-подзолистой почвы. Из табл. 3 видно, что известь, внесенная в 1983 г. в дозе 1,0 г.к. совместно с NPK, эффективно воздействовала на почву до 2011 г., при этом снизились обменная кислотность – до 4,9 ед. рНKCl, гидролитическая кислотность – до 4,2 ммоль/100 г почвы, подвижный алюминий – до 0,8 ммоль/100 г почвы, в последующие годы кислотность почвы и количество подвижного алюминия стали повышаться. Возрастало количество гумуса – до 1,9 %
(исходное – 1,5 %), незначительно увеличилось количество подвижных фосфора и калия. При применении NPK по фону извести 1,0 г.к. содержание гумуса и элементов питания повышалось до 2021 г. и составило: гумуса – 1,8 %; Р2О5 – 152 мг/кг почвы и К2О – 133 мг/кг почвы. Подобные закономерности отмечены при применении N60P75K75, кроме количества гумуса.
Наиболее эффективное воздействие на почву оказали применение извести в дозе 2,0 г.к. и внесение NPK. Содержание гумуса к 2021 г. повысилось до 2,0 % (исходное – 1,5 %), количество подвижного фосфора – до 208 мг/кг почвы и калия – до 140 мг/кг почвы.
Заключение
В результате длительных научных исследований, проведенных на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве, установлено, что оптимальной системой воздействия на кислую дерново-подзолистую почву в среднетаежной зоне Евро-Северо-Востока является проведение известкования в дозе 2,0 г.к. с совместным применением минеральных удобрений (N60P75K75). При такой системе воздействия на почву получен значительный средний урожай многолетних трав 5,9 т/га СВ с высоким качеством, значительно снизились обменная (до 4,8 ед. рНCl) и гидролитическая (до 4,0 ммоль/100 г почвы) кислотность и количество подвижного алюминия (до 0,9 ммоль/100 г почвы). Повысилось содержание гумуса (2,0 %), подвижного фосфора (208 мг/кг почвы) и калия (140 мг/кг почвы).
Наши исследования показали, что оптимальным приемом известкования кислых дерново-подзолистых почв является внесение извести в дозе 2,0 г.к. (один раз в 25-30 лет) и минеральных удобрений (N60P75K75 ежегодно) под бобово-злаковую травосмесь. Такая система химической мелиорации почв и минеральных удобрений позволяет повысить плодородие почвы и получить высокие урожаи бобово-злаковых травосмесей в условиях Европейского Северо-Востока России.
1. Забоева, И.В. Почвы и земельные ресурсы Коми АССР / И.В. Забоева. – Сыктывкар, 1975. – 344 с.
2. Авдонин, Н.С. Определение потребности почв в извести / Н.С. Авдонин, Л.А. Лебедева // Агрохимия. – 1970. – № 7. – С. 3-11.
3. Войтович, Н.В. Оптимизация минерального питания в агроценозах Центрального Нечерноземья / Н.В. Войтович, Б.П. Лобода. - Москва, 2005. – 193 с.
4. Митрофанова, Е.М. Влияние длительного применения минеральных удобрений и последействия извести на фосфатный режим дерново-поверхностно-подзолистой почвы Предуралья / Е.М. Митрофанова // Агрохимия. – 2016. – № 7. – С. 36-43.
5. Елькина, Г.Я. Оптимизация минерального питания растений на подзолистых почвах. – Екатеринбург: УрО РАН, 2008. – 276 с.
6. Шильников, И.А. Известкование как фактор урожайности и почвенного плодородия / И.А. Шильников, В.Г. Сычев, Н.А. Зеленов [и др.]. – Москва: ВНИИА, 2008. – 340 с.
7. Небольсин, А.Н. Оптимальные для растений параметры кислотности дерново-подзолистой почвы / А.Н. Небольсин, Е.И. Небольсина // Агрохимия. – 1977. – № 6. – С. 9-26.
8. Чеботарев, Н.Т. Влияние извести и минеральных удобрений на агрохимические свойства и продуктивность дерново-подзолистой почвы Республики Коми / Н.Т. Чеботарев // Аграрный вестник Урала. – 2011. – № 1. – С. 16-18.
9. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов. – Москва: Агропромиздат, 1985. – 351 с.
10. Лыткин, И.И. Агроэкологическая роль удобрений и извести в агроценозах торфяных почв в процессе их окультуривания / И.И. Лыткин // Агрохимия. – 2007. – № 8. – С. 17-27.
11. Чеботарев, Н.Т. Влияние извести и минеральных удобрений на агрохимические свойства и продуктивность дерново-подзолистой почвы / Н.Т. Чеботарев // Земледелие. – 2016. – № 6. – С. 28-30.
12. Шильников, И.А. Известкование почв / И.А. Шильников. – Москва, 1987. – 170 с.
13. Известкование как фактор урожайности и почвенного плодородия / И.А. Шильников [и др.]. – Москва: ВНША, 2008. – 340 с.
14. Минеев, В.Г. Влияние длительного применения средств химизации на агрохимические и микробиологические свойства дерново-подзолистой почвы / В.Г. Минеев // Агрохимия. – 2008. – № 5. – С. 5-12.
15. Степанова, О.И. Кислотность пахотных почв и эффективность известкования в Кемеровской области / О.И. Степанова, В.И. Просянников // Агрохимический вестник. – 2019. – № 3. – С. 37-41.
