CC BY
6Keywords: biocompost, heavy metals, soil, sewage sludge, poultry manure.
Author details: V.A. Kasatikov, Doctor of Sciences (agriculture), professor (e-mail: kasv47@yandex.ru); N.P. Shabardina, senior research fellow. For citation: Kasatikov V.A., Shabardina N.P. The impact of biocomposts based on animal breeding by-products and municipal waste on the agroecological properties of soddy podzolic soil // Vladimir agricolist. 2023. №2. pp. 30-34. DOI:10.24412/2225-2584-2023-2104-30-34.
DOI:10.24412/2225-2584-2023-2104-34-41 УДК 631.811:631.86:633.11
ДЕЙСТВИЕ И ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ ПОМЕТА КУР НА ПЛОДОРОДИЕ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ ВЕРХНЕВОЛЖЬЯ
В.В. ОКОРКОВ, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник, (e-mail: okorkovvv@ yandex.ru)
Н.Н. ЩУКИН, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, (e-mail: n9159803437@ yandex.ru.)
Верхневолжский федеральный аграрный научный центр
ул. Центральная, д.3, п. Новый, Суздальский р-н, Владимирская обл., 602060, Российская Федерация,
Резюме. Биологизированный куриный помет (БКП, помет) вносили под весновспашку в дозе 120 т/га (контроль - без удобрения) в 2019 и под зябь в 2021г. В 2020-2021 гг. наблюдали последействие БКП. Действие и последействие БКП изменяли агрохимические показатели: кислотность, содержание минерального азота, подвижного фосфора и обменного калия. Уровень улучшающего или негативного влияния куриного помета на плодородие почвы, продуктивность яровой пшеницы и экологическое состояние агроландшафтов зависит от погодных условий. По действию БКП в сравнении с контролем урожайность пшеницы во влажный 2019 г. увеличилась в 5,4 раза (с 1,75 до 9,46 т/га), а в засушливый (июнь-июль) 2021 - лишь в 2,7 раза (с 0,81 до 2,18 т/га). Действие помета во влажный год отрицательно отразилось на развитии растений пшеницы (полегание, подгон и удлинение вегетации), а в засушливый - отклонений в их вегетации не наблюдалось. Увеличение концентрации нитратов в почве по действию помета выше ПДК (в 1,5-4 раза) отмечено во все годы его внесения и более значительное в засушливый - до 4 раз к концу вегетации пшеницы. По последействию помета превышения ПДК нитратов в почве не наблюдалось. Внесение органики в почву способствовало увеличению содержания сырого протеина в зерне: с 12,6 до 16,4% - по действию помета и до 18,9%- по его последействию. Наряду с ежегодным уменьшением в слое 0-40 см запасов нитратного азота в фазу кущения пшеницы (с 251 кг/га в 2019 г. до 139 - в 2020 и 83 кг/га - в 2021) последовательно снижался и сбор зерна с 1 га (с 9,46 до 4,37 и 2,27 т). Для экологической безопасности земледелия при производстве зерна на дерново-подзолистой почве Верхневолжья необходим подбор доз внесения помета, обеспечивающих накопление N-NO3 в слое почвы 0-40 см не выше ПДК -180 кг/га.
Ключевые слова: дерново-подзолистая почва, куриный помет, агрохимические свойства, урожайность, яровая пшеница.
Для цитирования: Окорков В.В., Щукин Н.Н. Действие и последействие помета кур на плодородие дерново-подзолистой почвы и урожайность яровой пшеницы в условиях Верхневолжья //Владимирский земледелец. 2023. №2. С. 34-41. DOI:10.24412/2225-2584-2023-2104-34-41.
№ 2 (104) 2023
Наиболее остро проблема утилизации помета возникла с начала функционирования крупных птицефабрик. Однако помет, оставаясь ценным органическим удобрением для земледелия, при внесении в необоснованно высоких дозах ухудшает свойства почв и развитие растений, экологическое состояние водной и воздушной среды [1].
В условиях высокой азотной нагрузки на агроэкосистему возможно избыточное нитратонакопление в растительной продукции и загрязнение нитратами почвы и природных вод. Поэтому одним из основных лимитирующих факторов применения органических удобрений является концентрация в них азотсодержащих соединений. В рекомендациях Всероссийского научно-исследовательского института органических удобрений и торфа (2011) и работе Дабаховой Е.В. (2005) разовая доза азота при внесении с органическими удобрениями в дерново-подзолистую почву не должна превышать 200 кг/га [2,3]. По мнению В.В. Окоркова (2017,2018), не наблюдается накопления нитратов выше ПДК в серых лесных почвах и в выращиваемой на них продукции при внесении азота органических удобрений около 500-600 кг/га [4,5].
Дозы птичьего помета при утилизации на светлосерых лесных и дерново-подзолистых почвах легкого гранулометрического состава не должны превышать 50 т/га помета 70% влажности (при внесении под кормовые культуры) или 200 т/га помета 95% влажности (при подкормке им природных кормовых угодий и сеяных травостоев). В случае использования более высоких доз птичьего помета возможно избыточное накопление нитратов и калия в кормах. Нормирование внесения птичьего помета должно сопровождаться расчетом баланса азота и фосфора в агроэкосистеме. Наиболее приемлемым по азоту рекомендуется считать баланс на уровне 100%, а по фосфору - исходя из содержания подвижных соединений фосфора в почве, т.е. степени техногенной фосфатизации [6].
Нормы использования помета в земледелии на дерново-подзолистых почвах целесообразно рассчитывать в зависимости от цели его применения (для увеличения урожая - 20-30 т/га, для повышения
Владимгрскш ЗемлеШець
плодородия почвы - 50-100 т/га и выше - для утилизации), состава и свойств почвы, экологических ограничений местности. Исследования показали, что содержание в длительно удобряемых дерново-подзолистых почвах подвижных форм Р2О5, как правило, выше 500 мг/кг; К2О больше 250 мг/кг; органического вещества - больше 2%; сумма поглощенных оснований - 12-15 мг-экв/100 г при рНКС1 - 5,5-6,0. Такие почвы характеризуются высокими показателями плодородия и урожайности сельскохозяйственных культур, рентабельностью производства. Это определяет целесообразность и эффективность использования в земледелии экологически и экономически оправданных доз птичьего помета [1,7].
Актуальным для рентабельной работы птицефабрик, особенно располагающих
малоплодородными пахотными землями, является производство концентрированных кормов, себестоимость которых неуклонно растет, в том числе в связи с высокой стоимостью минеральных удобрений и значительными затратами на внедрение и использование технологий компостирования и высушивания помета для применения его в качестве основного органического удобрения полей, приближающегося по действию к органоминеральному.
Поэтому вопросы полного или частичного самообеспечения птицефабрик фуражным зерном (основного компонента рационов кормления птицы) и утилизации огромного количества органических отходов, в рамках существующих природоохранных ограничений, могут быть эффективно решены только в условиях интенсивного растениеводства, но при снижении затрат на способы утилизации помета [8,9].
В представленных исследованиях рассматривается влияние высокой дозы (120 т/га) биологизированного ферментами пробиотиков свежего помета кур клеточного содержания (без складирования в навозохранилище и специальной обработки -компостирования или высушивания, но с равномерным и дозированным распределением по площади поля) на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы для производства фуражного зерна при рациональном землепользовании.
Применение биологизированного помета кур клеточного содержания в растениеводстве, после тщательного изучения его экологической безвредности для окружающей среды и развития растений, позволит снизить расходы птицефабрик с клеточным содержанием куриного поголовья на утилизацию помета и использовать его для более эффективного возделывания зернофуражных культур в природно-климатических условиях Верхневолжья.
Условия, материалы и методы. В Ярославской области на малоплодородной дерново-слабоподзолистой почве (легкосуглинистой - в пахотном и среднесуглинистой - в подпахотном слое) в 2019-2021 гг. изучалось действие и последействие биологизированного куриного помета (БКП, помет) на агрохимические свойства почвы, урожайность, содержание сырого протеина и нитратов в зерне яровой пшеницы.
В 2019 г. свежий помет в дозе 120 т/га вносили разбрасывателем под весновспашку, а для повторения исследований во времени в 2021 г. - под зябь. Предпосевная подготовка почвы включала: 1-2 дискования и 2-е культивации (на 10-12 и 5-7 см) с боронованием и прикатыванием посевов. Контроль - вариант без удобрения. В 2020 и 2021 гг. изучали последействие внесения БКП в 2019 г.
В 1 т помета в среднем содержалось: около 66% влаги, 373 кг органического вещества (в пересчете на углерод), 21 кг общего азота, 26 кг Р2О5 и 8 кг К2О.
Норма высева всхожих семян яровой пшеницы сорта Злата на 1 га - 5,0 млн. Повторность - 3-кратная. Размер учетных делянок - 120 м2, размещение -систематическое. Семена протравливали смесью препаратов против болезней и вредителей. Применение химических средств защиты растений проводилось по результатам визуальной листовой диагностики и засоренности посевов.
Схема химической защиты пшеницы включала следующие обработки: 1-я - смесью гербицидов в фазу кущения; 2-я - баковой смесью препаратов фунгицидного, инсектицидного и ретардантного действия в фазу кущения -выхода в трубку; 3-я -смесью фунгицида и инсектицида в фазу флаговый лист - колошение; 4-я - десикация в фазу восковой -полной спелости зерна (в 2019 г.).
Вегетация растений по годам исследований характеризовалась контрастными погодными условиями (2019 и 2020 - избыточным выпадением осадков и увлажнением почвы, а 2021 - засушливыми периодами в критические фазы развития пшеницы).
В июне-июле 2019 г. температура воздуха уступала норме в среднем на 2,0 0С при выпадении осадков, превысивших норму в 1,4 раза. В 2020 г. выпадение осадков в летние месяцы (в июле 2,5 нормы) сопровождалось длительным подтоплением корневой системы растений поверхностными водами при температуре воздуха близкой к среднемноголетней за вегетацию. Повышенными температурами воздуха (в среднем на 2,1 0С выше нормы) и недостатком осадков в июне-июле (54% от нормы) в фазы кущения, трубкования и молочной спелости зерна отличался 2021 г.
Содержание нитратного азота определяли
Владишрскш ЗемлеШеф
№ 2 (104) 2023
потенциометрическим методом, аммонийного азота в почве - фотометрическим методом «индофеноловой зелени», подвижного фосфора - по Кирсанову, обменного калия - по Масловой, гумуса - по Тюрину (модификация ЦИНАО), N-NH4 (водн.) - с помощью ионоселективного электрода на NH4+ при соотношении почва:вода -1:1.
Учеты, наблюдения и статистическая обработка данных проводились по соответствующим методикам: «Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур», 1971; «Методика полевого опыта» Доспехова Б.А., 1985; компьютерные программы STAT VIUA и EXCEL.
Результаты и обсуждение. Нетронутая обработкой, дерново-подзолистая почва в слое 0-43 см характеризовалась сильно кислой реакцией среды (рНКС1 4,10-4,28), низким содержания подвижного фосфора (3,4-5,2 мг/100 г) и обменного калия (9,5-9,8 мг/100 г), низкими запасами нитратного (13,3 кг/га) и аммонийного (59,0 кг/га) азота (табл. 1).
Проведение агротехнических работ для окультуривания залежи в пашню в контроле (без внесения БКП) в 2019 г. несколько улучшило агрохимические показатели почвы в слое 0-40 см. Наблюдалось снижение кислотности до среднекислой, повышение обеспеченности до среднего содержания подвижным фосфором (12,5-14,1 мг/100 г) и обменным калием (9,8-13,7 мг/кг), увеличение запасов нитратного азота (до 94,0 кг/га). Урожайность яровой пшеницы при этих агрохимических показателях почвы и погодных условиях года составила 1,75 т/га.
В период использования без удобрений (с 2019 по 2020-2021 гг.) агрохимические показатели почвы в слое 0-40 см только ухудшались: кислотность увеличилась от слабо до сильнокислой (снижение рНКС1), уменьшилось содержание нитратного азота (с 94 до 17,9 и 10,9 кг/га). В прямой связи с этими показателями
ежегодно снижалась и урожайность пшеницы - с 1,75 до 1,45 и 0,81 т/га.
Внесение БКП под весновспашку в 2019 г. уже в июне (фаза кущения) привело к увеличению запасов нитратного азота в слое почвы 0-40 см до 250,6 кг/га (в 2,7 раза), аммонийного азота - до 198,4 кг/га (в 4,1 раз), а в его жидкой фазе - до 16,4 кг/га (в 10 раз), содержания обменного калия - от средней до высокой обеспеченности, снижению кислотности в пахотном слое - от среднекислой до слабокислой (табл. 2, 3).
Улучшение агрохимических показателей под влиянием действия БКП в 2019 г. продолжалось до восковой спелости зерна, а наиболее существенное -в подпахотном слое (20-40 см). В нем к концу вегетации пшеницы кислотность почвы снизилась до нейтральной, содержание фосфора и калия возросло до очень высокого, запасы нитратного азота увеличились в 6,4 раза (с 25,3 до 161,2 кг/га) и аммонийного - в 4,9 раза (с 71,2 до 351,0 кг/га), а в его жидкой фазе - с 1,4 до 60 кг/га.
Как известно, нейтрализация кислотности подпахотных горизонтов почвы способствует повышению не только доступности элементов питания, но и потреблению растениями почвенной влаги. С резким улучшением свойств почвы, особенно с увеличением запасов нитратного азота 6,4 раза, возрос и сбор зерна пшеницы с 1 га - с 1,75 до 9,46 т (в 5,4 раза).
В последующие годы кислотность (рНКС|) удобренной почвы сохранялась на благоприятном для растений уровне: в начале вегетации в 1-й год последействия помета она была близка к нейтральной и нейтральной (5,66-6,08) и во 2-й - нейтральной (6,066,24) при средне- и слабокислой в контроле. В почве 1-го года последействия помета содержалось больше фосфора (17,6-21,7 мг/100 г) и несколько меньше
калия (13,8-19,8 мг/100 г), чем во 2-й (соответственно,
1. Влияние действия (2019 и 2021 гг.) и последействия (2020-2021 гг.) 120 т/га БКП и осадков на агрохимические свойства в слое почвы 0-40 см, длину вегетации и сбор зерна с 1 га яровой пшеницы
Год исследований и удобрение Осадки, мм рНкс! Запасы N-NH 4 всего, кг/га Запасы в жидкой фазе, кг/га Вегетация, дней Сбор с 1 га, т/га
N-NO3 N-NH 4
2019 залежь 208 4,10-4,28 59,0 13,3 0,77 - -
контроль-б/у 4,53-4,96 48,2 94,0 1,6 82 1,75
действие КП 4,24-5,41 198,4 250,6 16,4 106 9,46
2020 контроль-б/у 253 4,32-5,04 120,8 17,9 1,1 78 1,45
1-й год после КП 5,66-6,08 66,1 139,3 1,7 82 4,37
2021 контроль-б/у 81 4,12-4,44 167,8 10,9 4,0 73 0,81
2-й год после КП 6,06-6,24 134,9 83,4 4,2 76 2,27
действие КП (повт.) 5,24-5,37 306,4 211,3 13,4 76 2,18
Примечание. Сумма осадков за июнь-июль и агрохимические свойства почвы приведены в фазу кущения яровой пшеницы.
№ 2 (104) 2023
ВлаЗимгрсШ ЗешебЪдецТз
2. Действие и последействие внесения 120 т/га БКП на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы в слое 0-40 см в 2019-2021 гг.
Слой почвы, см Контроль(без удобрений) Действие и последействие БКП
РНКС, РА К2О N-N4 4 РНкс, РА N-NO3 N-N4 4
мг/100 г почвы мг/100 г почвы
2019 г. (действие 120 т/га БКП) - кущение
0-20 4,96 14,1 13,7 2,09 0,96 5,41 13,8 21,0 5,75 3,94
20-30 4,99 13,0 12,0 1,35 0,73 4,95 10,1 20,1 4,36 4,69
30-40 4,53 12,5 9,8 0,74 0,49 4,24 7,4 14,1 0,85 0,65
2019 г. - восковая спелость
0-20 5,02 11,1 13,9 0,37 1,31 5,38 15,0 15,7 0,64 1,71
20-30 5,00 14,1 10,6 0,48 1,46 6,68 27,7 33,0 3,72 6,38
30-40 5,04 14,3 12,7 0,39 1,06 7,09 31,0 45,4 5,75 13,6
2020 г. (1-й год последействия БКП) - кущение
0-20 5,04 18,0 16,4 0,36 2,24 6,08 21,7 19,8 2,40 1,46
20-30 4,56 18,0 13,2 0,28 1,84 5,98 21,5 18,4 2,63 0,83
30-40 4,32 19,7 10,2 0,19 1,73 5,66 17,6 13,8 1,86 0,66
2020 г. - уборка
0-20 5,15 14,8 15,6 0,39 0,98 5,93 15,8 16,7 0,63 1,36
20-30 4,78 15,3 12,5 0,37 0,97 5,86 14,6 14,4 0,98 1,05
30-40 4,61 16,0 10,2 0,23 0,60 5,35 13,5 10,3 0,66 0,79
2021 г (2-й год последействия БКП) - кущение
0-20 4,44 8,2 14,4 0,23 3,18 6,24 17,0 20,2 1,32 2,27
20-30 4,27 5,3 11,6 0,14 2,43 6,08 16,5 21,7 1,58 2,28
30-40 4,12 6,0 12,6 0,12 2,40 6,06 11,2 17,6 1,35 2,17
2021 г. - уборка
0-20 4,87 10,8 13,4 0,24 1,72 7,05 13,8 22,3 0,98 1,37
20-30 4,41 8,5 12,6 0,25 1,34 6,96 11,6 20,0 0,86 1,11
30-40 3,95 5,9 13,0 0,22 1,02 6,29 15,6 15,8 0,86 0,83
11,2-17,0 и 17,6-21,7 мг/100 г).
Запасы нитратного азота в слое 0-40 см удобренной почвы в фазу кущения пшеницы с годами неуклонно снижались (с 250,6 кг/га в 2019 г. до 139,3 - в 2020 и 83,4 кг/га - в 2021 г.). При этом последовательно уменьшалась и урожайность яровой пшеницы (соответственно, с 9,46 до 4,37 и 2,27 т/га).
От кущения до восковой спелости пшеницы в годы действия помета (2019, 2021 гг.) наблюдалась миграция нитратов вглубь почвы. Например, в начале вегетации 2019 г. их содержание снижалось от 255 мг/кг (в слое 0-20 см) до 193 и 38 мг/кг (в слоях 20-30 и 30-40 см), а к концу вегетации - повышалось, соответственно, от 28 до 165 и 255 мг/кг при среднем снижении (от начала до конца вегетации) концентрации нитратов в слое 0-40 см - с 185 до 119 мг/кг (или на 36%). Последние средние показатели содержания нитратов в слое 0-40 см, выраженные в запасах нитратного азота в слое почвы 0-40 см, составляли 251 и 161 кг/га. При этом согласно гигиеническому
нормативу (ГН 2.1.7.2041-06) ПДК нитратов в почве составляет 130 мг/кг, которая эквивалентна величине содержания нитратного азота 3 мг/100 г, или его запасам в активном горизонте почвы (0-40 см при плотности почвы 1,5 г/см3) - 180 кг/га. Представленные здесь и ниже данные иллюстрируют содержание, запасы, условия и сроки перемещения нитратов (или нитратного азота), в том числе превышающие допустимые показатели (ПДК), по профилю почвы, что позволяет оценить их значимость для плодородия почвы и экологии.
Подобно миграции нитратного азота в почве, но существенно медленнее, в год внесения помета перемещался и аммонийный азот. При этом в основном передвигался с жидкой фазой лишь водорастворимый аммоний (табл. 3,4). Но доля последнего не превышала 1,6-34,7% от общих (с нитратным) запасов минерального азота в жидкой фазе (за 2019 и 2021 гг.).
Под действием помета (по сравнению с контролем) в почве возрастали и запасы аммонийного азота:
Владимгрскт ЗемлеЗЪдеф
№ 2 (104) 2023
3. Действие и последействие внесения 120 т/га БКП на запасы минерального азота в дерново-подзолистой почве в слое 0-40 см в 2019-2021 гг.
Слой почвы, см Контроль(без удобрений) Действие и последействие БКП
всего N-N4 , 4' кг/га запасы в жидкой фазе, кг/га Всего N-N4 , 4 кг/га запасы в жидкой фазе, кг/га
N-NO3 N-NH 4 N-NO3 N-NH 4
Кущение, 2019 г. (действие БКП
0-20 28,8 62,7 1,1 118,2 172,5 10,3
20-30 11,0 20,2 0,3 70,4 65,4 5,9
30-40 7,4 11,1 0,2 9,8 12,7 0,2
I 48,2 94,0 1,6 198,4 250,6 16,4
Восковая спелость, 2019 г.
0-20 39,3 11,1 0,8 51,3 19,2 2,1
20-30 21,0 7,2 0,3 95,7 55,8 11,8
30-40 10,9 7,0 0,3 204,0 86,2 45,9
I 71,2 25,3 1,4 351,0 161,2 59,8
Кущение, 2020 г. (1-й год последействия БКП)
0-20 67,2 10,8 0,7 43,8 72,0 1,2
20-30 27,6 4,20 0,3 12,4 39,4 0,3
30-40 26,0 2,90 0,1 9,9 27,9 0,2
I 120,8 17,9 1,1 66,1 139,3 1,7
Уборка, 2020 г.
0-20 29,4 11,7 0,4 40,8 18,9 0,9
20-30 14,6 5,6 0,1 15,8 14,7 0,3
30-40 9,0 3,4 0,1 11,8 9,9 0,1
I 53,0 20,7 0,6 68,4 43,5 1,3
Кущение, 2021 г. (2-й год последействия БКП)
0-20 95,4 6,9 3,2 68,1 39,5 2,3
20-30 36,4 2,2 0,48 34,2 23,7 1,1
30-40 36,0 1,8 0,35 32,6 20,2 0,8
I 167,8 10,9 4,0 134,9 83,4 4,2
Уборка, 2021 г.
0-20 51,6 7,2 0,43 41,1 29,4 0,8
20-30 20,1 3,8 0,25 16,6 12,9 0,2
30-40 15,3 3,3 0,15 12,4 12,9 0,2
I 87,0 14,3 0,83 70,1 55,2 1,2
в 2,8-7,3 раз (с 48,2-71,2 до 198,4-351,0 кг/га) - в 2019 г. и в 1,8-5,0 раз (с 87,0-167,8 до 306,4-435,6 кг/га) - в 2021 г. (табл. 3 и 4).
Величины накопления минерального азота в почве различались по годам, несмотря на одинаковую дозу внесения БКП. В 2021 г. запасы аммонийного азота превышали их количество в 2019 г. до 6,2 раз и нитратного - до 4,4 раз в конце вегетации растений. То есть в засушливый год при более высокой температуре воздуха и почвы минерализационные процессы протекали более интенсивно, а недостаток осадков исключал вымывание, замедляя перемещение
подвижных соединений азота вглубь почвы.
В засушливый 2021 г. яровая пшеница по действию помета сформировала урожай зерна в 4,2 раза меньший (2,18 т/га), чем во влажный 2019 г. (9,46 т/га) при наличии более высоких запасов нитратного азота (соответственно, 211-714 и 161-251 кг/га). При этом в период интенсивного развития растений (июнь-июль) в 2021 г. сумма осадков составила 81 мм, а в 2019 -208 мм (или в 2,6 раза больше). Поэтому лимитирующим урожайность яровой пшеницы в 2021 году фактором являлись осадки.
Продолжительность вегетации пшеницы в
№ 2 (104) 2023
Владимирский Земледелец,!)
4. Действие 120 т/га БКП на агрохимические свойства почвы в слое 0-40 см в 2021 г.
Слой почвы, см рНкс1 Р2О5 к2° N-N03 N-N4 4 Запасы N-NH4, кг/га Запасы в жидкой фазе, кг/га
мг/100 г почвы N-N0, N-N4 4
кущение
0-20 5,24 13,0 17,2 3,24 2,47 74,1 97,2 2,5
20-30 5,27 12,2 18,0 4,79 4,47 67,0 71,8 3,9
30-40 5,37 12,2 19,7 2,82 11,0 165,3 42,3 7,0
I - - - - - 306,4 211,3 13,4
уборка
0-20 5,93 14,6 18,1 15,5 5,14 154,2 465,0 8,2
20-30 6,38 14,0 24,1 12,9 8,80 132,0 193,5 11,0
30-40 5,86 16,5 16,5 3,72 9,96 149,4 55,8 4,9
I - - - - - 435,6 714,3 24,1
последействия помета (до 18,9%).
В определении влияния погодных условий на биохимический состав и урожайность зерновых культур наблюдалась обратная зависимость, т.е. при более высокой температуре воздуха и недостатке влаги в период вегетации, растения на высоком агрофоне формируют урожай зерна ниже уровня расчетного, но с более высоким качеством.
Подобная зависимость проявилась в 2021 г. Урожайность пшеницы на фоне действия БКП в засушливых условиях вегетации составила всего 2,18 т/га, но зерно характеризовалось повышенным по сравнению с контролем содержанием сырого протеина (16,4%), а также фосфора (1,24%). Однако улучшение качества зернофуража не компенсирует недобор урожая культуры и производственных затрат. Поэтому существование такой зависимости является одним из признаков рискованности земледелия.
В исследованиях изучалось содержание нитратов в зерне пшеницы в вариантах без удобрений, по действию и последействию 120 т/га БКП. Согласно норм предельно допустимой концентрации (ПДК) нитратов в кормах (утв. ГВИ 18.02.89) в зернофураже оно не должно превышать 300 мг/кг. Наличие нитратов в зерне пшеницы по действию помета составило 20,3 мг/кг (почти в 15 раз ниже ПДК), по последействию - 50,5 мг/кг, а без удобрений -23,3 мг/кг.
Выводы.
1. Проведение агротехнического окультуривания залежи (без применения удобрений) благоприятно сказывается на агрохимических свойствах дерново-подзолистой почвы (снижается кислотность, повышается содержание подвижных форм основных элементов питания растений), что позволило обеспечить урожайность яровой пшеницы до 2 т/га.
2. Удобрение малоплодородной дерново-
контрольном и удобренном вариантах в 2021 г. отличалась незначительно - 73 и 76 дней. По действию БКП во влажный 2019 г. наблюдались полегание пшеницы и подгон, а также удлинение вегетации по сравнению с контролем до фазы полного созревания зерна с 82 до 106 дней. Появление подгона и его полное дозревание после десикации одновременно с основными побегами явилось не только причиной удлинения вегетации, но и дополнительного урожая. Полегание пшеницы усложнило обмолот зерна, а продление вегетации сдвинуло сроки уборки на 24 дня от оптимальных.
Выращивание пшеницы по действию и последействию БКП по сравнению с контролем показало значительное повышение содержания в зерне азота (с 2,02 до 2,63 и 3,03%) и фосфора (с 1,02 до 1,24 и 1,35%, табл. 5).
Содержание сырого протеина в зерне зависело от почвенного плодородия, на улучшение которого влияло действие и последействие удобрения почвы пометом с исходно низким потенциалом продуктивности. Низкое содержание протеина отмечено в зерне пшеницы в варианте без удобрений (12,6%), которое значительно возросло на фоне действия помета (до 16,4%), но более всего - на 2-й год
5. Содержание NPK, сырого протеина и нитратов (N0,) в зерне яровой пшеницы по действию 120 т/га БКП в 2021 г.
Внесение БКП Минеральные вещества, % Сырой протеин Нитраты, мг/кг
N р?о. К20 % кг/га
контроль -б/у 2,02 1,02 0,60 12,6 102,3 23,3
действие КП 2,63 1,24 0,64 16,4 358,3 20,3
2-й год п/д КП 3,03 1,35 0,57 18,9 429,0 50,5
Владимгрскт ЗемлеЗЪдеф
№ 2 (104) 2023
подзолистой почвы высокой дозой БКП (120 т/га) в сочетании с приемами интенсивной технологии возделывания яровой пшеницы способствует улучшению степени окультуренности почвы от слабой до повышенной.
3. Действие и последействие помета значительно улучшают агрохимические свойства почвы (нейтрализуется кислотность, возрастает содержание минерального азота, подвижных соединений фосфора и обменного калия). Уровень повышающего влияния действия и последействия БКП на плодородие почвы, продуктивность яровой пшеницы и экологию зависит от погодных условий и сроков внесения помета.
4. Внесение высокой дозы (120 т/га) биологизированного помета во влажный год отрицательно отражается на экологическом состоянии агроландшафтов (накопление нитратного азота выше ПДК, вымывание нитратов в малодоступные для корней растений почвенные горизонты) и развитии пшеницы (полегание, подгон и удлинение вегетации), а в засушливый - в более слабом удлинении вегетации, заметном снижении урожайности, сохранении направленности в повышении содержания и перемещении азотных соединений вглубь почвы.
Литература.
1. Седых В.А. Экологическая оценка использования куриного помета на почвах таежно-лесной зоны: дисс. ... д. б. наук. М., 2013. С. 5-57.
2. Справочная книга по производству и применению органических удобрений/ВНИПТИОУ. Владимир, 2011. 496 с.
3. Дабахова Е.В. Определение доз влияния органических отходов в качестве удобрений // Проблемы региональной экологии. 2005. №1. С. 81-84.
4. Окорков В.В., Фенова О.А., Окоркова Л.А. Приемы комплексного использования средств химизации в севообороте на серых лесных почвах Верхневолжья в агротехнологиях различной интенсивности // ФГБНУ «Владимирский НИИСХ». Суздаль, 2017.176 с.
5. Окорков В.В. Усовершенствованные приемы управления продуктивностью культур в севообороте и плодородием на серых лесных почвах Верхневолжья: монография / ФГБНУ «Владимирский НИИСХ». Суздаль, 2018.148 с.
6. Дабахова Е.В. Научное обоснование использования органических удобрений промышленного птицеводства в агроэкосистеме: автореф. . д. с.-х. наук. М., 2005. С. 5-43.
7. Седых В.А., Савич В.И., Поветкина Н.Л. Оценка влияния птичьего помета на состояние почв, воздушной и водной среды //Агрохимический вестник. 2013. №1. С. 33-36.
8. Окорков В.В., Щукин Н.Н. Действие и последействие куриного помета на запасы минерального азота в дерново-подзолистой почве и их взаимосвязь с урожайностью зерновых культур // Агроэкологические проблемы почвоведения и земледелия: сборник докл. XVIмежд. науч.-практ. конф. Курского отделения МОО «Общество почвоведов имени В.В. Докучаева» (г. Курск, 28-29 апреля 2021 г.). Курск: ФГБНУ «Курский ФАНЦ», 2021. С. 324-329.
9. Окорков В.В., Щукин Н.Н., Окоркова Л.А. Влияние куриного помета на изменение плодородия дерново-подзолистой почвы // Современные направления в решении проблем АПК на основе инновационных технологий: сборник научных статей. / под ред. д. б. наук С.И. Воронова. М.: ФГБНУ «ФИЦ Немчиновка», 2021. С. 300-309.
References.
1. Sedykh V.A. Ecological assessment of the use of chicken manure on the soil of the taiga-forest zone: diss. ... Doctor of Biological Sciences. M., 2013. pp. 5-57.
2. Reference book on the production and use of organic fertilizers / VNIPTIOU. Vladimir, 2011.496 p.
3. Dabakhova E.V. Determination of the influence of organic waste as fertilizers // Problems of regional ecology. 2005. No. 1. pp. 81-84.
4. Okorkov V.V., Fenova O.A., Okorkova L.A. Techniques for the integrated use of chemicals in crop rotation on grey forest soil of the Upper Volga region in agricultural technologies of various intensity //FGBNU "Vladimirsky NIISH". Suzdal, 2017.176 p.
5. Okorkov V.V. Improved techniques to manage crop productivity in crop rotation and fertility on grey forest soil of the Upper Volga region: monograph./FGBNU "Vladimir Research Institute". Suzdal, 2018.148p.
6. Dabakhova E.V. Scientific substantiation of to use of organic fertilizers for industrial poultry farming in the agroecosystem: abstract... Doctor of Agricultural Sciences. M., 2005. pp. 5-43.
5. Урожайность яровой пшеницы зависит от размеров накопления минерального азота в почве и последовательно уменьшается в связи с ежегодным снижением содержания нитратного азота после внесения помета. Лимитирующим урожайность яровой пшеницы на удобренном фоне (при полной обеспеченности основными элементами питания) фактором в изучаемых природно-климатических условиях является количество выпавших осадков в период кущения и молочной спелости зерна культуры.
6. Содержание основных биогенных элементов в зерне яровой пшеницы зависит от почвенного плодородия. Действие и последействие высокой дозы (120 т/га) биологизированного помета кур способствует повышению содержания в зерне азота (сырого протеина) и фосфора при концентрации нитратов ниже ПДК.
7. В природоохранных целях применение куриного помета в качестве органического удобрения должно быть строго регламентировано по дозам, наиболее предпочтительно на почвах низкого естественного плодородия. Необходим подбор доз внесения помета, обеспечивающих накопление запасов N-NO3 в слое почвы 0-40 см, не выше ПДК -180 кг/га.
№ 2 (104) 2023
Владимгрскш Земледелец,!)
7. Sedykh V.A., Savich V.I., Povetkina N.L. Assessment of the impact of bird manure on the state of soil, air, and water environment// Agrochemical Bulletin. 2013. No. 1. pp. 33-36.
8. Okorkov V.V., Shchukin N.N. The effect and aftereffect of chicken manure on the reserves of mineral nitrogen in soddy-podzolic soil and their connection with the yield of grain crops // Agroecological problems of soil science and agriculture: collection of doc. XVI international scientific and practical conference. Kursk branch of the NGO"Society of Soil Scientists named after V.V. Dokuchaev" (Kursk, April 28-29, 2021). Kursk: FGBNU "Kursk FANC", 2021. pp. 324-329.
9. Okorkov V.V., Shchukin N.N., Okorkova L.A. Effect of chicken manure on changes in the fertility of soddy-podzolic soil //Modern trends in solving agricultural problems based on innovative technologies: a collection of scientific articles. /edited by Doctor of Biological Sciences S.I. Voronov. M.: FGBNU "FITZ Nemchinovka", 2021. pp. 300-309.
THE EFFECT AND AFTEREFFECT OF CHICKEN MANURE ON THE FERTILITY OF SODDY PODZOLIC SOIL AND YIELD OF SPRING WHEAT UNDER CONDITIONS OF THE UPPER VOLGA REGION
V.V. OKORKOV, N.N. SHCHUKIN
Upper Volga Federal Agrarian Research Center ul. Tsentralnaya 3, poselok Noviy, Suzdalskiy rayon, Vladimir Oblast, 601261, Russian Federation
Abstract. Biologized chicken manure (BCM, manure) was applied under spring plowing at a dose of 120 t/ha (control - without fertilizer) in 2019 and in fall-plowed land in 2021. In 2020-2021 there was the aftereffect of the BCM. The effect and aftereffect of BCM changed agrochemical parameters: acidity, the content of mineral nitrogen, labile phosphorus, and exchangeable potassium. The level of improving or negative impact of chicken manure on soil fertility, the productivity of spring wheat, and the ecological state of agricultural landscapes depended on weather conditions. When it comes to the effect of BCM compared with the control, wheat yield in wet 2019 increased by 5.4 times (from 1.75 to 9.46 t/ha), and in dry (June-July) 2021 - only 2.7 times (from 0.81 to 2.18 t/ha). The application of manure in a wet year affected the development of wheat plants (lodging, after spring, lengthening of vegetation). In a dry year, there was no shift in vegetation. A higher concentration of nitrates in the soil above the LOC (1.5-4 times) was noted in all years while applying the manure. A more significant level was a result of a dry year - up to 4 times by the end of the wheat growing season. The aftereffect of the manure did not cause the excess of the LOC of nitrates. The introduction of organic matter into the soil contributed to a greater content of crude protein in the grain: from 12.6 to 16.4% - with manure and up to 18.9% - according to its aftereffect. Along with the annual decrease in the 0-40 cm layer of nitrate nitrogen reserves during the tillering phase of wheat (from 251 kg/ha in 2019 to 139 kg/ha in 2020 and 83 kg/ha in 2021), the grain harvest from 1 ha also consistently decreased (from 9.46 to 4.37 and 2.27 tons). For the ecological safety of agriculture to produce grain on the soddy podzolic soil of the Upper Volga region, it is necessary to match the doses of manure application that ensure the accumulation of N-NO3 in the soil layer of 0-40 cm not higher than the LOC - 180 kg/ha.
Keywords: soddy podzolic soil, chicken manure, agrochemical properties, productivity, spring wheat.
Author details: V.V. Okorkov, Doctor of Sciences (agriculture), chief research fellow, (e-mail: okorkovvv@yandex.ru); N.N. Shchukin, Candidate of Sciences (agriculture), senior research fellow, (e-mail: n9159803437@yandex.ru.).
For citation: Okorkov V.V., Shchukin N.N. The effect and aftereffect of chicken manure on the fertility of soddy podzolic soil and yield of spring wheat under conditions of the Upper Volga region // Vladimir agricolist. 2023. №2. pp. 34-41. DOI:10.24412/2225-2584-2023-2104-34-41.
DOI:10.24412/2225-2584-2023-2104-41-48 УДК 631.46:631.872
ВЛИЯНИЕ СОЛОМЫ И СТВОРОК БОБОВ ЛЮПИНА НА МИКРОБИОМ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ И УРОЖАЙНОСТЬ КАРТОФЕЛЯ
И.В. РУСАКОВА, кандидат биологических наук, заместитель директора по научной работе, (e-mail: rusakova.iv@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. Представлены результаты изучения влияния послеуборочных остатков люпина однолетнего на биологические свойства дерново-подзолистой супесчаной почвы и урожайность картофеля. Исследования проводили в 2019 - 2020 гг. в длительном полевом опыте (опытное поле ВНИИОУ, Владимирская обл.), в агроценозах люпина белого (Lupinus albus L., сорт Дега) и картофеля (Solanum tuberosum, сорт Скарб). Установлено, что люпин белый оставляет на 1 т зерна до 2,3 т растительных остатков (солома, стерня, створки бобов). Доля послеуборочных остатков люпина составила 62-73 % от общей надземной биомассы, в т. ч.
соломы и стерни - 31-37 %, створок бобов - 31-36 %. В соломе содержалось 1,87 - 2,99 % азота, в створках - 0,79- 0,99 %. С соломой и стерней люпина в почву поступило 19,4-32,6 кг азота, 2,7-3,6 кг фосфора, 10,7-16,4 кг калия. С учетом створок люпина, масса которых сопоставима с массой соломы, суммарный возврат в почву элементов питания составил 29-45 кг азота, 5,4-8,2 кг фосфора, 25,7-32 кг калия, или 3238, 39, 73-74 % от общего выноса. Заделка соломы люпина без минеральных удобрений сопровождалась увеличением численности аммонифицирующих и целлюлозоразлагающих микроорганизмов в 1,34 и 1,41 раза, содержания микробной биомассы (Смик) на 50-71 мг/кг (18-19%), снижением значений коэффициента олиготрофности (Колиг) с 2,12 до 1,25, коэффициента минерализации (Кмин) - с 2,3 до 2,10 относительно контроля без удобрений. Максимальной численностью и биомассой почвенных микроорганизмов и минимальными значениями Кмин и Колиг характеризовался вариант с внесением соломы люпина на фоне минеральных удобрений. Заделка послеуборочных остатков люпина обеспечила увеличение урожайности картофеля на 24 ц/га на фоне минеральных удобрений и на 12 ц/га по отношению к варианту без удобрений.
Ключевые слова: послеуборочные остатки, солома и створки бобов люпина, численность и биомасса почвенных
g/iaduMipckiu Земледелец
№ 2 (104) 2023
