CC BY
134и соответствовала значениям 1,34 -1,47г/см3.
В агроэкосистемахячменя превышение оптимального уровня плотности происходило на вариантах с рыхлением на 6-8 см и составляло 1,38-1,42 г/см3.
К колошению и уборке плотность сложения в слое
0-30 см под всеми культурами продолжала увеличиваться и превышала оптимальный диапазон плотности сложения. Ее уровень приближался или достигал интервала равновесной плотности сложения серой лесной почвы.
Литература.
1. Структура почвы и условия жизни растений/Н.И. Бекаревич, Д.И. Буров, С.И. Долгов, И.Б. Ревут, А.И. Шевлягин // Изменение почв при окультуривании, их классификация и диагностика. М.: Колос, 1965. С. 66-70.
2. Зинченко М.К., Стоянова Л.Г. Бактерии азотного обмена как индикаторы процессов трансформации органического вещества в агроландшафтах серой лесной почвы // Владимирский земледелец. 2015. №2. С. 8-12.
3. Зинченко С.И. Основы обработки черноземов: монография. Владимир: Рост, 2006.248 с.
4. Зинченко С.И. Особенности использования влаги яровой пшеницей в агроэкосистемах Опольной зоны // Владимирский земледелец. 2016. №1(75). С. 24-31.
5. Пупонин А.И. Научные и практические основы минимальной обработки почвы//Ресурсосберегающие технологии обработки почвы в адаптивном земледелии: матер. Всерос. науч.-практ. конф. РГАУ-МСХА. М.: РГАУ-МСХА, 2010. С. 13-29.
6. Королев А.В. Влияние и создание нормального сложения пахотного слоя дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы для озимой ржи: сб. трудов. Л.: Пушкин, 1970.97 с.
7. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследований физических свойств почвы. М.: Агропромиздат, 1986. 416 с.
8. Зинченко С.И. Особенности развития корневой системы зерновых культур//Земледелие. 2015. № 6. С. 32-35.
CHANGES IN BULK DENSITY IN AGROECOSYSTEMS OF GREY FOREST SOIL
S.I. ZINCHENKO
Federal State Budget Scientific Institution «Upper Volga Federal Agrarian Research Center» ul. Tsentralnaya 3, poselok Noviy, Suzdalsky rayon, Vladimir Oblast, 601260, Russian Federation
Abstract. Within Vladimir Opole research aims to study the changes in bulk density of grey forest soil depending on the main tillage for crop cultivation: winter wheat - spring wheat - barley in grain-grass crop rotation. The experiments lasted between 2012-2020 in the framework of a long-term field trial on the basis of the Upper Volga Federal Agrarian Research Center (Suzdal). The following main tillage options are studied: annual chisel tillage 6-8 cm; annual chisel tillage 20-22 cm; annual moldboard plowing 20-22 cm; layer plowing 28-30 cm for winter rye; moldboard plowing 20-22 cm for other crops; layer plowing 28-30 cm for winter rye; chisel tillage 6-8 cm for other crops. Before the main tillage for winter rye, the bulk density of grey forest soil was at the appropriate level for crop cultivation 1.24-1.39 g/cm3. Before fall treatment for spring wheat and barley, the density was at the steady-state level for grey forest soil 1.34-1.51 and 1.32-1.45 g/cm3 respectively, that significantly exceeded the appropriate density rate to cultivate these crops (1.00-1.30 g/cm3). The main tillage contributes to the bulk density needed 0-30 cm to the deep for spring wheat (1.24-1.29 g/cm3) and barley (1.08-1.17 g/cm3). Annual nonmoldboard cultivation 6-8 cm for spring wheat (1.35 g/cm3) exceeds this range. During the growth period, the bulk density increases expectedly in all option of research. By the end of vegetation, its level in agroecosystems under study closes to the steady-state characteristic for grey forest soil density 1.42 g/cm3, which is typical for layland.
Keywords: bulk density, grey forest soil, main tillage methods, wither rye, spring wheat, spring barley, layland.
Author details: S.I. Zinchenko, Doctor of Sciences (agriculture), deputy director for Science (e-mail: zinchenkosergei@mail.ru).
For citation: Zinchenko S.I. Changes in bulk density in agroecosystems of grey forest soil // Vladimir agricolist. 2020. №4. P. 4-7. D0I:10.24411/2225-2584-2020-10137.
D0I:10.24411/2225-2584-2020-10138 УДК 574.4;631.82:631.86:631.582,633.3
АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ ОДНОЛЕТНЕГО ЛЮПИНА В УСЛОВИЯХ МЕЩЕРСКОЙ
НИЗМЕННОСТИ
Е.И. ЗОЛКИНА, научный сотрудник, (ek.Zolkina2017@ yandex.ru)
Всероссийский научно-исследовательский
институт органических удобрений и торфа - филиал ФГБНУ «Верхневолжский ФАНЦ»
ул. Прянишникова, д. 2, д. Вяткино, Судогодский р-н, Владимирская обл., 601390, Российская Федерация
Резюме. В статье отражены результаты полевых исследований по изучению влияния длительного использования различных систем удобрений (минеральной, органической, органоминеральной) на продуктивность посевов однолетнего люпина, возделываемого в зернопропашном севообороте. Представлены данные по урожайности люпина, содержанию
азота, фосфора и калия в зеленой массе и корнепожнивных остатках, биологическому выносу элементов питания в зависимости от применяемой системы удобрения. Достоверные прибавки урожайности зеленой массы люпина в среднем за две ротации получены в вариантах с повышенными и высокими дозами удобрений - 58 -107 ц/га (28-51% от контроля). Органоминеральная система удобрения была более эффективной при условии эквивалентности доз элементов питания, внесённых с удобрениями. Максимальная урожайность зеленой массы люпина (314 ц/га) получена при органоминеральной системе удобрения на варианте «навоз 10 т/га + N100Р50К120». Максимальное содержание NPK в зеленой массе люпина отмечено при использовании полного минерального удобрения в дозе N100P50K120. Содержание азота в этом варианте по двум ротациям составило 3,18-3,84%, фосфора - 0,88-0,68%, калия - 1,48-1,59%. Наибольший вынос элементов питания с
g/iaduMipckiu ЗешеШеф
№ 4 (94) 2020
урожаем получен в вариантах с внесением удобрений в дозе 1Ч100Р50К120 в виде полного минерального удобрения или навоза 20 т/га: азота -173 кг/га, фосфора - 38, калия - 76 кг/га. Масса пожнивно-корневых остатков однолетнего люпина составила 37 - 47 и/га сухого вещества. В вариантах с длительным применением органических и минеральных удобрений масса растительных остатков возросла на 30-43%. С пожнивно-корневыми остатками в почву возвращается 75114 кг/га азота, 12-21 кг/га фосфора, 23-35 кг/га калия.
Ключевые слова: однолетний люпин, система удобрения, урожайность, зеленая масса, вынос, пожнивно - корневые остатки, дерново-подзолистая почва.
Для цитирования: Золкина Е.И. Агроэкологическая оценка влияния длительного применения систем удобрений на урожайность однолетнего люпина в условиях Мещерской низменности // Владимирский земледелец. 2020. №4. С. 7-13. DOI:10.2441l/2225-2584-2020-10138.
Воспроизводство плодородия почв является важнейшей задачей современного земледелия [1]. На сегодняшний день в России 56 млн. га пашни (45%) характеризуются низким содержанием гумуса, 28 млн. га (23%) - недостатком фосфора и 11,5 млн. га (9%) -калия. Среднегодовой дефицит гумуса в пахотном слое в последние годы в среднем по стране составляет 0,52 т/га, а по отдельным регионам - от 0,25 до 0,72 т/га [2].
Существенную роль в поддержании и расширенном воспроизводстве плодородия дерново-подзолистых почв способен сыграть люпин, что связано с его способностью к биологической фиксацией азота, а также с его высокой потенциальной продуктивностью и экологической пластичностью [3].
К числу важнейших мероприятий по оптимизации агрохимических, физико-химических, физических и биологических свойств легких дерново-подзолистых почв принадлежит разработке эффективных систем применения органических и минеральных удобрений. Во Владимирской области с удобрениями вносится 32 - 39 кг д.в./га, в то время как научно обоснованная потребность в минеральных удобрениях для легких дерново-подзолистых почв Мещерской низменности составляет 100-160 кг/га [4, 5]. Органические удобрения в последние 20-25 лет также использовали в чрезвычайно малых количествах - 0,5-2,2 т/га в зависимости от региона РФ. С каждым урожаем из почвы отчуждается некоторое количество азота и зольных элементов, уменьшая тем самым их валовые запасы. Если бы растения могли свободно их использовать, то их хватило бы на 50-100 урожаев [6].
Климат Мещерской низменности, где находится опытное поле, умеренно-континентальный, с теплым летом, умеренно холодной зимой, с устойчивым снежным покровом и выраженными переходными сезонами. Среднегодовая температура воздуха составляет 3,9°С. Сумма биологически активных температур - 20002100 °С. Почвенный покров образуют автоморфные слабоподзолистые и слабо дифференцированные песчаные почвы положительных элементов рельефа, комбинации дерново-подзолистых почв разной степени увлажнения
№ 4 (94) 2020
на двучленных отложениях и торфяные почвы обширных болотных массивов [7].
Целью данной работы являлось проведение комплексной агроэкологической оценки длительного применения различных систем удобрений в зернопропашном севообороте на урожайность однолетнего люпина в условиях Мещерской низменности.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили на базе длительного стационарного опыта, заложенного в 1968 г. на опытном поле Всероссийского научно исследовательского института органических удобрений (ВНИИОУ) (Владимирская область), в физико-географическом районе Мещера. Схема стационарного опыта предусматривала изучение эффективности органической, минеральной и органоминеральной систем удобрений при различных уровнях удобренности [8].
Почва опыта - дерново-подзолистая супесчаная слабоглееватая, подстилаемая с глубины 40-50 см моренным суглинком. Перед закладкой опыта (1968 г.) почва характеризовалась следующими агрохимическими показателями пахотного слоя: рНш - 6,2-6,5, содержание гумуса - 1,05-1,17%, подвижные формы фосфора - 14-25 мг/кг почвы, обменного калия по Кирсанову - 63-104 мг/кг, Нг - 1,0-2,2 мг-экв/100 г [9].
В опыте развернут четырехпольный зернопропашной севооборот: однолетний люпин на зеленую массу - озимая пшеница - картофель - ячмень. Повторность опыта -четырехкратная в пространстве и двукратная во времени. Размер делянки 161 м2.
Схема опыта позволяет провести сравнение между различными системами удобрения по действию на урожайность культур и качество сельскохозяйственной продукции, воспроизводство органического вещества почвы, баланс элементов минерального питания, биологическую активность почвы. Схема опыта включает 16 вариантов: 1. Без удобрений; 2. Р50К60; 3. №0Р50; 4. №0К60; 5. №0Р50К60; 6. Навоз 10 т/га; 7. Навоз 20 т/га; 8. №0Р25К60; 9. №0Р50К90; 10. Навоз 5 т/га + N25Р12К30; 11. Навоз 10 т/га + N50; 12. Навоз 10 т/га + N90Р25; 13. Навоз 10 т/га + №0Р25К60; 14. N100Р50К120; 15. №0Р25К60; 16. Навоз 10 т/га + Ш00Р50К120.
В 1984-1989 гг. исследовали последействие удобрений. Начиная с 1990 г., в схему опыта внесены изменения: на варианте 11 начали вносить навоз 10 т/га + №0Р25К60 + солома; на варианте 12 - навоз 10 т/га + №0Р25К60 + солома + сидерат; на варианте 15 - №0Р25К60 + солома. Остальные варианты сохранены без изменений.
В статье представлены результаты исследований за 11-ю (2014 - 2015 гг.) и 12-ю (2018 - 2019 гг.) ротации севооборота в следующих вариантах: без удобрений; навоз 10 т/га (1 доза); навоз 20 т/га (2 дозы); №0Р25К60 (эквивалентно 1 дозе навоза); навоз 5 т/га + N25P12K30 (эквивалентно 1 дозе навоза); навоз 10 т/га + №0Р25К60 (эквивалентно 2 дозам навоза); Ш00Р50К120 (эквивалентно 2 дозам навоза), которые выровнены по количеству
ВлаЗимгрсШ ЗешебЪдецТз
питательных веществ в дозах эквивалентных соответственно 10 и 20 т/га навоза на 1 га и повышенная доза удобрений: навоз 10 т/га + N100P50K120 [10].
Агрохимические показатели определяли по общепринятым методикам: содержание органического вещества - по ГОСТ 26213-91; обменную кислотность рНКс| -потенциометрическим методом (ГОСТ 2648385); подвижные формы фосфора и калия - по Кирсанову (ГОСТ 26207-91). Полученные в опыте данные подвергали статистической обработке методом дисперсионного анализа с использованием прикладной программы в MS DOS. Опыт входит в Географическую сеть опытов с удобрениями в РФ.
Технология возделывания однолетнего люпина соответствовала общепринятой по Владимирской области. Основную обработку почвы (вспашка плугом ПЛН 4-35 на глубину 20-22 см) проводили в третьей декаде августа, предпосевную обработку (ранневесеннее и предпосевное боронование - зубовыми боронами БЗСС-1,0 и предпосевную культивацию -культиватором КПН - 4,2) - весной после наступления физической спелости почвы. Посев осуществляли зерновой сеялкой СЗН -3,6 с последующим прикатыванием катками ЗККШ 6.
В длительном стационарном опыте выращивали однолетний люпин сорт «Дега» с нормой высева семян 280 кг/га и всхожестью 90-98%. Учёт урожая зеленой массы однолетнего люпина проводили в фазу сизо - блестящего боба вручную, путем сжатия (уборки) серпом (рамка 1 м2 в 3-х повторениях). Для учета корневых и пожнивных остатков отбирали пробы по методу Н.З. Станкова [11] за неделю до уборки люпина на зерно. Учет количества надземных пожнивных остатков проводили при высоте среза растений 10 см. В отобранных растительных образцах определяли: общий азот, фосфор и калий.
Результаты и обсуждение. Из-за низкой влагоемкости дерново-подзолистых супесчаныхпочв,условияувлажнения в течение вегетационного периода играют существенную роль в получении определенного уровня продуктивности агроценоза. Метеорологические условия 2014-2015 гг. были менее благоприятными для возделывания узколистного люпина. Ранний посев люпина в 2014 г. проведен в третьей декаде апреля, первые всходы на делянках появились через две недели после посева (табл. 1).
Период вегетации 2014 г. отличался высокой температурой воздуха и дефицитом осадков в начале лета, но сменился влажной и холодной погодой во второй и третьей декаде июня, на смену которой в июле последовал период с умеренными температурами воздуха, но дефицитом влаги. В целом гидротермический коэффициент (ГТК) за период май - июль 2014 г. составил 0,98, что
1. Сроки наступления фенологических фаз однолетнего люпина
Ротация Год Фаза развития растений
посев всходы бутонизация цветение бобо-образование уборка
11-я 2014 26.04 12.05 5.06 13.06 30.06 11-15.07
2015 8.05 18.05 18.06 29.06 6.07 22-24.07
12- я 2018 10.05 18.05 11.06 18.06 30.06 01-03.08
2019 30.04 10.05 4.06 10.06 21.06 21-22.08
»2014г.
•12015г.
»2018г.
И2019г.
Владимирский ЗемлеШеф
Рис. 1. Сумма осадков за период вегетации, мм
характеризует условия вегетации как засушливые (рис. 1).
Погодные условия в 2015 г. характеризовались неравномерным выпадением осадков и незначительным превышением (на 0,9-1,9°С) среднемесячных температур воздуха. Посев однолетнего люпина пришелся на первую декаду мая. В этот период, начиная с конца апреля до конца июня, наблюдалось неравномерное выпадение атмосферных осадков (136-163 % от нормы). В 3 декаде мая и 2 декаде июня отмечалась засушливая погода. В этот период в посевах однолетнего люпина отмечался дефицит влаги, что привело к появлению недружных, изреженных всходов. После засушливого периода наблюдались сильные ливневые дожди, которые привели к затягиванию наступления основных фаз у однолетнего люпина. Избыточное увлажнение в третьей декаде июня после засухи, начавшейся в конце мая, отрицательно повлияло на урожайность люпина. Гидротермический коэффициент за период май - июль 2015 г. составил 1,61, что говорит об избыточном увлажнении в вегетационный период.
Метеоусловия 12-й ротации по сравнению с 11-й ротацией складывались более благоприятно. Оценка погодных условий вегетационного периода 2018 года показала, что в межфазный период нарастания зеленой массы люпина (с фазы стеблевания до бутонизации), отмечался существенный недостаток влаги. ГТК (по Селянинову) этого периода составил 0,55, что характеризует его как засушливый. В первую и вторую декаду июля при среднесуточной температуре в пределах климатической нормы выпала двукратная норма осадков, что привело к сильному поражению растений люпина антракнозом уже с фазы «цветения». С третьей декады июля установилась жаркая и сухая погода (рис. 2).
№ 4 (94) 2020
-2014г. ••••2015г.--2018г.--2019г.
Рис. 2. Средняя температура воздуха по месяцам за период вегетации, °С
В целом, за период активной вегетации люпина май -июль гидротермический коэффициент составил 0,95.
В вегетационный период 2019 г., во время нарастания зеленой массы люпина (с фазы стеблевания до бутонизации), отмечался избыток влаги, который пришелся на вторую и третью декады июля и август, при пониженных (по сравнению с многолетними значениями) температурах воздуха. Гидротермический коэффициент за период май - июль 2019 г. составил 1,34, что характеризует условия вегетации как близкие к норме с обеспеченным увлажнением.
Таким образом, погодные условия по годам исследований 2014-2015 гг. и 2018-2019 гг. имели различия по температурному режиму и количеству осадков, в отдельные годы значительно отклоняясь от среднемноголетних значений. Поскольку опыт развернут во времени в двукратной повторности, различные погодные условия позволили получить более объективную оценку действия изучаемых факторов.
Анализ урожайности зеленой массы однолетнего люпина по ротациям показал, что и погодные условия, и применяемые удобрения существенно повлияли на продуктивность посевов люпина.
В связи с неблагоприятными погодными условиями 2014 - 2015 гг., урожайность люпина была в 2,0-2,5 раза ниже по сравнению с 2018-2019 гг. В среднем по вариантам урожайность зеленой массы люпина составила 161 ц/га в 11-ротации и 363 ц/га в 12-й ротации.
Благоприятные условия вегетации в 12-й ротации привели к повышению эффективности органических и минеральных удобрений. Так, применение удобрений в дозах N100P50K120 в 11-й ротации обеспечило урожайность зеленой массы люпина 175 ц/га, в 12-й ротации - 382 ц/га. Относительный прирост урожайности люпина от удобрений в 11-й ротации составил 27-54% относительно контрольного варианта, в 12-й ротации - 19159%.
Урожайность сухой массы однолетнего люпина в 11-й ротации при выравнивании по элементам минерального питания, показала, что эффективность органической системы удобрения (20 т/га навоза) на 4,4% выше по сравнению с эквивалентной ей минеральной системой удобрений ^100Р50К120). В условиях достаточной
2. Урожайность зеленой массы однолетнего люпина, среднее за 11-ю и 12-ю ротации, ц/га
Вариант Зеленая масса, ц/га Сухая масса, ц/га Зеленая масса, ц/га Сухая масса, ц/га
11-я ротация 12-я ротация
1.Без удобрений 125 28,4 289 55,9
б.Навоз 10 т/га 154 37,2 308 60,2
7.Навоз 20 т/га 164 42,5 365 70,3
8. N50Р25К60 152 36,5 333 68,6
10.Навоз 5 т/га+ N25Р12К30 158 38,2 362 67,7
13.Навоз 10 т/га + N50Р25К60 176 40,7 419 65,8
14. N100Р50К120 176 39,3 382 73,8
16.Навоз10 т/га + N100Р50К120 179 41,9 448 69,3
НСР05, ц/га 41,9 - 67,0 -
Р, % 9,55 - 8,26 -
влагообеспеченности 12-й ротации, эффективность минеральной системы ^100Р50К120) была на 5% выше по сравнению с органической системой удобрений (навоз 20 т/га) (табл. 2).
Достоверные прибавки урожайности зеленой массы люпина в среднем за две ротации получены в вариантах с повышенными и высокими дозами удобрений. В вариантах с повышенными дозами удобрений: «Навоз 20 т/га» «Ш00Р50К120», «Навоз 10 т/га + №0Р25К60» прибавки составили 58, 72 и 91 ц/га соответственно. В варианте с высокими дозами удобрений - «Навоз 10 т/га + N100Р50К120» прибавка урожайности зеленой массы люпина достигла 107 ц/га .
Сравнение прироста урожайности однолетнего люпина от органических и минеральных удобрений, применяемых по отдельности, с приростом урожайности от совместного применения этих удобрений показало, что при условии эквивалентности доз элементов питания, внесённых с удобрениями, более эффективной была органоминеральная система. В среднем за 11 и 12 ротации прирост урожайности при совместном внесении органических и минеральных удобрений в суммарной дозе N100Р50К120 составил 44% от контроля. При внесении в этой же дозе органических и минеральных удобрений по отдельности прирост составил 28 и 35 % соответственно.
В целом, с точки зрения повышения продуктивности посевов однолетнего люпина на дерново-подзолистой почве, преимущество имела органоминеральная система удобрения, предусматривающая длительное применение повышенных доз минеральных удобрений на фоне средней дозы подстилочного навоза (вариант «Навоз 10 т/га + Ш00Р50К120»). Прибавка урожайности зеленой массы люпина в этом варианте относительно контрольного варианта составила 43-55 %, сухой массы - 24-48 %.
Данные химического состава люпина показывают,
№ 4 (94) 2020
Владимирский Земледелец,!)
3. Содержание и вынос элементов питания зеленой массой люпина, кг/га
Вариант опыта N Р К N Р К
11-я ротация 12-я ротация
1.Без удобрений 3,13 93 0,71 22 1,02 32 3,69 166 0,60 27 11 50
б.Навоз 10 т/га 2,94 114 0,81 34 1,23 49 3,79 188 0,59 29 1,44 70
7.Навоз 20 т/га 2,82 138 0,83 37 1,35 65 3,61 204 0,69 37 1,57 89
8. N50Р25К60 2,96 122 0,79 34 1,22 53 3,57 202 0,64 36 1,37 77
10.Навоз 5 т/га+ N25Р12К30 2,65 118 0,74 31 1,24 54 3,73 204 0,61 33 1,40 75
13.Навоз 10 т/га + N50Р25К60 2,69 115 0,81 33 1,40 65 3,64 193 0,62 32 1,41 75
14. N100Р50К120 3,18 134 0,88 39 1,48 64 3,64 216 0,68 40 1,41 85
16.Навоз10 т/га + N100Р50К120 2,81 113 0,82 36 1,60 78 3,69 206 0,66 37 1,57 88
Примечание. В числителе - содержание %; в знаменателе -вынос, кг/га
что важнейшей особенностью его как бобового растения является способность накапливать в большом количестве азот, калий и фосфор. На химический состав растений однолетнего люпина в большей мере оказывало влияние соотношение №Р:К в удобрениях и в меньшей - доза удобрения (табл. 3).
За годы исследований (2014-2015 и 2018-2019 гг.) максимальное количество элементов питания ^РК), содержащееся в зеленой массе однолетнего люпина, отмечено при использовании полного минерального удобрения в дозе Ш00Р50К120. Содержание азота составило 3,18-3,84%, фосфора - 0,88-0,68%, калия - 1,481,59%.
В ранее проведенных исследованиях установлено, что коэффициент фиксации атмосферного азота однолетним люпином составляет 68-70% [12].
Максимальный вынос азота с урожаем зеленой массы отмечен в вариантах с внесением удобрений в дозе N100Р50К120 в виде полного минерального удобрения или навоза 20 т/га - 173 кг/га N в среднем за две ротации. При этом на долю атмосферного азота приходится 70% от хозяйственного выноса азота, что составляет 120 кг/га.
В этих же вариантах с внесение удобрений в дозе N100Р50К120 зафиксирован максимальный вынос Р2О5 и К2О - 38 и 76 кг/га соответственно.
Одной из задач многолетнего стационарного опыта являлось изучение состояния органического вещества почвы. Наряду с использованием органических удобрений (навоза, соломы, сидератов) важная роль отводится пожнивно-корневым остаткам растений. Культуры севооборота оставляют после себя неодинаковое количество пожнивных и корневых остатков разнообразного состава, обуславливающих различные условия питания последующих культур. Количество пожнивно-корневых остатков также зависит и от применения различных систем удобрения.
В 11-12-й ротации севооборота был проведен учет накопления биомассы пожнивно-корневых остатков однолетнего люпина. Согласно проведенным исследованиям надземные растительные остатки (стерня и опад) и подземные растительные остатки (корни) составили 37-46,7 ц/га сухого вещества. В варианте с подстилочным навозом 20 т/га общая масса растительных остатков увеличивалась на 43%, при совместном внесении навоза с минеральными удобрениями - на 30,1% и минеральных удобрений в дозе Ш00Р50К120 - до 40%. (рис. 3).
В структуре накопления биомассы однолетнего люпина на долю пожнивно-корневых остатков приходится до
б/ уд. навоз 10 т/га навоз 20 т/га М50Р25К.60 навоз 5 т/га+ навоз 10 т/га N1 и0Р50К120 навоз 10 т/га -г
Ш5Р12К30 +И50Р25К60 Ш«>Р50К120
1корни стерня-Ьопад общий вес КПО
Рис. 3. Влияние систем удобрения на биомассу пожнивно - корневых остатков люпина белого, ц/га воздушно-сухого вещества
Владишрскш ЗемлеШеЩ)
№ 4 (94) 2020
50%. За годы исследований содержание азота в корневых остатках однолетнего люпина составило 2,09-2,64%, фосфора - 0,43-0,50%, калия - 0,88-1,02%. В пожнивных остатках содержание N - 3,12-4,82%, Р2О5 - 0,51-0,63%, Kp - 1,02-1,35%. В биомассе пожнивно - корневых остатков аккумулировано 75-114 кг/га азота, 12-21 кг/га фосфора, 2335 кг/га калия.
Максимальное накопление сухого вещества корне-пожнивных остатков люпина отмечено в органической (навоз 20 т/га) и органоминеральной системе удобрения (навоз 20 т/га + N100P50K120) - 38,7- 38,9 ц/га, что больше на 61 - 62% относительно варианта без удобрения.
Увеличение массы пожнивно-корневых остатков по вариантам опыта сопровождалось повышением потребления элементов питания пожнивно - корневыми остатками люпина, которые сохраняют плодородие дерново-подзолистой почвы, а также повышают урожайность культур севооборота.
Проведены исследования по определению засоренности посевов люпина и видовому составу сорняков. Отмечена сильная конкуренция со стороны растений люпина за свет, элементы питания и влагу. Сорная растительность начинает доминировать в агроценозе с фазы бутонизации, затенять и угнетать люпин. Такие сорняки, как марь белая, куриное просо, вьюнок полевой, осот розовый, бодяк полевой и чистец болотный продолжают вегетировать до созревания люпина, тем самым снижая урожайность основной культуры. Их численность в годы исследований к периоду уборки в органической системе составила 258-275 шт./м2, в то время как при применении органоминеральной системы (навоз 10 т/га + N50P25K60)
4. Агрохимические свойства пахотного слоя дерново-подзолистой супесчаной почвы под посевами люпина
однолетнего
Вариант PHKCl Нг Ca + Mg P O Г 7^5 К,0
мг-экв/100 г почвы мг/кг почвы
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
1.Без удобрений 5,70 5,78 2,48 1,14 4,00 5,13 37 30 91 73
6. Навоз 10 т/га 5,99 5,83 1,79 1,14 4,25 5,40 76 58 139 132
7. Навоз 20 т/га 6,10 6,07 1,43 1,05 4,26 5,73 138 125 163 168
8. N50Р25К60 4,70 4,41 2,57 1,32 3,88 4,98 60 43 147 118
10. Навоз 5 т/га+ N25Р12К30 4,78 5,40 2,42 1,37 3,73 5,13 89 88 154 124
13. Навоз 10 т/га + N50Р25К60 5,70 5,66 2,72 1,22 3,89 5,34 156 143 170 181
14. N100Р50К120 4,20 4,60 3,01 2,02 3,79 4,16 113 127 222 223
16. Навоз10 т/га + N100Р50К120 5,75 5,40 2,15 1,34 4,00 5,10 164 173 251 253
НСР05 0,20 0,17 0,77 0,20 0,28 0,73 59 56 79 52
Р, % 1,03 0,92 9,93 4,49 2,10 4,23 17,04 18,43 14,80 9,82
Примечание. 1 - 11-я ротация (2014 - 2015 гг.); 2 - 12-я ротация (2018-2019 гг.).
■кол-во сорняков на 1 м2 больных растений
Рис. 4. Влияние систем удобрения на засорённость посевов люпина
и минеральной (Ш00Р50К120) - 200 и 211 шт./м2 соответственно (рис. 4).
Следовательно, в наших условиях установлено, что применение удобрений, создавая благоприятные условия для возделывания люпина, также усиливают и рост сорняков.
Был проведен учет пораженности растений однолетнего люпина и грибными болезнями, такими как антракноз и вертицилезное увядание. Наибольший процент больных растений наблюдался в варианте без удобрений, где он составил 82%. В удобренных вариантах количество пораженных растений снижалось до 55 - 65%.
Анализ основных агрохимических свойств пахотного слоя дерново-подзолистой почвы под люпином показал, что за период проведения опыта (11-ю и 12-ю ротации) отмечено подкисление почвы в вариантах с минеральными удобрениями, фиксируемое по снижению значений рНКС| и увеличению гидролитической кислотности (Нг) (табл. 4).
При использовании повышенных доз органических удобрений (навоз 20 т/га) содержание подвижного фосфора
№ 4 (94) 2020
Владимгрскш ЗешеШецТз
в пахотном слое почвы в среднем за годы исследований составляло 131 мг/кг, на минеральной система ^100Р50К120) - 120 мг/кг, органоминеральной (навоз 10 т/га + N100P50K120) - 170 мг/кг. Содержание обменного калия в почве под однолетним люпином показало, что в вариантах средних доз калийных удобрений (К60) величина использования его растениями из необменной формы составили 27 - 29 кг/га в год, с увеличением дозы (К120) - до 32 - 40 кг/га в год.
Выводы. На дерново-подзолистой почве Мещерской низменности сравнительная агроэкологическая оценка различных систем применения удобрений, проведенная в длительном стационарном опыте, показала, что в среднем по ротациям прирост урожайности зеленой массы однолетнего люпина от минеральных удобрений составил 164 - 345 ц/га, от органических -159 - 349 ц/га, от совместного внесения органических и минеральных -159 - 391 ц/га. Наиболее благоприятное влияние на урожайность зеленой массы однолетнего люпина оказывала органоминеральная система удобрения -навоз 10 т/га + Ш00Р50К120. Содержание элементов питания в зеленой массе однолетнего люпина в
варианте без удобрений в 11-й ротации составило: азота - 3,13%, фосфора - 0,71%, калия - 1,02%, в 12-й ротации - 3,69%, 0,60% и 1,11% соответственно. Длительное применение органических и минеральных удобрений на дерново-подзолистой почве не влияло на содержание азота в зеленой массе люпина, но привело к существенному повышению содержания фосфора и калия. Вынос азота с урожаем зеленой массы в вариантах с удобрениями увеличился на 20-40%, фосфора - на 40-70%, калия - на 60-110 % в среднем по двум ротациям.
Длительное применение органических и минеральных удобрений способствовало увеличению содержания подвижного фосфора в пахотном слое на 127 -156 мг/кг, обменного калия на 163-223 мг/кг почвы по сравнению с содержанием этих элементов в варианте без удобрений. Стабилизация содержания подвижных форм фосфора и калия в почве под люпином отмечена при использовании средних доз удобрений (навоз 10 т/га+ N50Р25К60)). При применении повышенных доз удобрений наблюдалось дальнейшее увеличение содержания биогенных веществ в почве.
Литература.
1. Кирюшин В.И. Адаптивно-ландшафтные системы земледелия - основа современной агротехнологической политики России//Земледелие. 2000. № 3. С. 4-5.
2. Чекмарёв П.А., Лукин С.В. Мониторинг плодородия пахотных почв Центрально - Черноземных областей России // Агрохимия. 2013. № 4. С. 11-22.
3. Адаптивная технология возделывания люпина белого на черноземах Центрально-Черноземного региона/В.Н. Наумкин, Л. А. Наумкина, А. А. Муравьев, А. И. Артюхов, М. И. Лукашевич//Кормопроизводство. 2013. № 10. С. 5-7.
4. Безуглов В.Г. Современное состояние с применением удобрений в сельскохозяйственных предприятиях России // АгроЭкоИнфо. 2014. № 2. http://agroecoinfo.narod.rU/journal/STATYI/2014/2/st_11.doc.
5. Почвы Владимирской области: технический отчет. Владимир: Влад. филиал ин-та Центргипрозем, 1984.193 с.
6. Титов Г.А. Современное состояние экологии почвенного плодородия в АПК РФ //АгроЭкоИнфо. 2010. №2. С. 2-3.
7. Почвы Владимирской области. Технический отчет. / Влад. филиал ин-та Центргипрозем. Владимир, 1984.193 с.
8. Лукин С.М., Марчук Е.В., Золкина Е.И., Климкина Ю.М. Продуктивность зернопропашного севооборота при длительном применении различных систем удобрения на дерново-подзолистой супесчаной почве //Агрохимия. 2018. № 2. С.71-78.
9. Марчук Е.В., Золкина Е.И. Влияние последействия органоминеральной системы удобрения на продуктивность зернопропашного севооборота на дерново- подзолистой супесчаной почве//Владимирский земледелец. 2019. № 4 (90). С. 55-59.
10. Золкина Е.И. Влияние длительного применения различных систем удобрения на баланс элементов питания в зернопропашном севообороте //Агрохимический вестник. 2018. № 6. С. 67-70.
11. Станков Н.З. Корневая система полевых культур. М.: Колос, 1964.280 с.
12. Лукин С.М. Агроэкологическое обоснование систем применения удобрений в севооборотах на дерново - подзолистых супесчаных и песчаных почвах: автореф. дисс.... д. б. н. М., 2009.48-49 с.
AGROECOLOGICAL ASSESSMENT OF LONG-TERM FERTILIZER SYSTEMS ON THE YIELD OF ONE-YEAR LUPINE IN MESHCHERA LOWLANDS
E.I. ZOLKINA
Russian Research Institute of Organic Fertilizers and Peat - branch of the Federal State Budget Scientific Institution «Upper Volga Federal Agrarian Scientific Center», ul. Pryanishnikova 2, poselok Vyatkino, Sudogodsky rayon, Vladimir oblast, 601390, Russian Federation
Abstract. The article highlights the results of field trials on the impact of long-term different fertilizer systems (mineral, organic, organomineral) on crop yield of one-year lupine cultivated in grain-and-fallow crop rotation. It presents also lupine yield, phosphorus, nitrogen and potassium content in green mass and roots residues, removal of fertilizer elements depending on the fertilizer system. The options with increased and high doses of fertilizer 58-107 dt/ha (28-51% of control) contribute to a notable boost in green mass on average of two crop rotations. The organomineral fertilizer system is more efficient if the doses of nutrient elements are equivalent. The organomineral system "manure 10 t/ha + N100P50K120" facilitates the maximum yield of lupine green mass (314 dt/ha). The highest NPK content in green mass is noted when using the complex mineral fertilizer N100P50K120. Over two crop rotations, the nitrogen content is 3.18-3.84%, phosphorus 0.880.68%, potassium 1.48-1.59%. The option N100P50K120 causes the largest removal of nutrient elements. It is a complex mineral fertilizer or manure 20 t/ha: nitrogen - 173 kg/ha, phosphorus - 38, potassium - 76 kg/ha. Crop residue mass of one-year lupine is 37-47 dt/ha dry basis. Long-term apply of organic and mineral fertilizers contribute to greater crop residue mass by 30-43%. After harvesting residue returns to soil 75-114 kg/ha nitrogen, 12-21 kg/ha phosphorus, 23-35 kg/ha potassium.
Keywords: one-year lupine, fertilizer system, green mass, removal of fertilizer elements, after harvesting residue, soddy-podzolic soil.
Author details: E.I. Zolkina, research fellow, (e-mail: ek.Zolkina2017@yandex.ru).
For citation: Zolkina E.I. Agroecological assessment of long-term fertilizer systems on the yield of one-year lupine in Meshchera Lowlands // Vladimir agricolist. 2020. №4. P. 7-13. D0I:10.24411/2225-2584-2020-10138.
Владишрскш ЗемлеШеЩ)
№ 4 (94) 2020
