CC BY
10
УДК 631.8 + 631.445.24 (470.13) DOI 10.24411/0235-2516-2018-10040
ИЗМЕНЕНИЕ ПЛОДОРОДИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ ПОД ДЕЙСТВИЕМ КОМПЛЕКСНОГО ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ В УСЛОВИЯХ РЕСПУБЛИКИ КОМИ
1Н.Т. Чеботарев, д.с.-х.н., 1А.А. Юдин, к.э.н., 1П.И. Конкин, 2А.В. Облизов, к.э.н.
1НИИСХРеспублики Коми, e-mail: audin@rambler.ru 2Коми республиканская академия государственной службы и управления, e-mail: oblizov_a@mail.ru
В кормовом шестипольном севообороте на дерново-подзолистой почве (по два поля картофеля, многолетних и однолетних трав) применяли органические удобрения в форме торфонавозного компоста (ТНК) и минеральные удобрения, рассчитанные на планируемый урожай трав (15 т/га зеленой массы) и картофеля (15 т/га клубней). Установлено, что при использовании органической системы удобрений содержание гумуса повысилось на 0,7-0,9%, органоминеральной - на 0,3-0,5%, вместе с тем применение минеральных удобрений способствовало снижению органического вещества на 0,10,2%. В почве повысилась кислотность и снизилось количество калия в связи с высоким выносом и вымыванием кальция и калия. Наиболее оптимальным соотношением удобрений была доза ТНК 80 т/га и полная доза NPK. При таком количестве органических и минеральных удобрений получена наибольшая урожайност ь сельскохозяйственных культур (картофель - 21,4 т/га клубней, многолетние травы 6,6 т/га с.в. и однолетние - 4,4 т/га с.в.). Содержание крахмала в клубнях картофеля повышалось до 13,0-13,6% (в контроле - 11,6%), количество нитратного азота не превышало ПДК.
Ключевые слова, дерново-подзолистая почва, система удобрения, урожайность, картофель, однолетние, многолетние травы, Республика Коми.
CHANGES IN SODDY-PODZOLIC SOIL FERTILITY UNDER INFLUENCE OF COMPLEX APPLICATION OF FERTILIZERS IN THE REPUBLIC OF KOMI
Dr.Sci. N.T. Chebotarev, lPh.D. A.A. Yudin, 1P.I. Konkin, 2Ph.D. A.V. Oblizov
lScientific-Research Institution for agriculture of the Republic of Komi, e-mail: audin@rambler.ru 2The Republic of Komi Academy of State Service and Management, e-mail: oblizov_a@mail.ru
Organic fertilizers in the form ofpeat-manure compost (TNK) and mineral fertilizers designed for the planned crop of herbs (15 t/ha of green mass) and potatoes (15 t/ha of tubers) were used in the fodder six-field crop rotation on soddy-podzolic soil (two fields ofpotatoes, perennial and annual grasses). It is established that at use of organic system of fertilizers the humus content increased on 0.7-0.9%, organomineral - 0.3-0.5%, at the same time application of mineral fertilizers promoted decrease in organic substance on 0.1-0.2%. Increased soil acidity and decreased potassium in the soil due to the high removal and leaching of calcium and potassium. It was found that the most optimal fertilizer ratio is TNK 80 t/ha and the total dose of NQF. With such an amount of organic and mineral fertilizers, the highest yield of agricultural crops (potatoes - 21.4 t/ha of tubers, perennial grasses 6.6 t/ha of SV and annual - 4.4 t/ha of SV) was obtained. The starch content in potato tubers increased to 13.0-13.6% (in control - 11.6%), the amount of nitrate nitrogen did not exceedMPC; the content and collection of crude protein in annual and perennial grasses increased. The positive effect of organic and mineral fertilizers on the amount of organic matter and nutrients in the soil.
Keywords. soddy-podzolic soil, fertilizers system, potato, annual, perennial grasses, the Republic of Komi.
Повышение продуктивности агроценозов Севера невозможно без совершенствования технологий расширенного воспроизводства плодородия почв [13]. В почвенном покрове Республики Коми преобладают подзолистые и дерново-подзолистые почвы, которые характеризуются очень низким естественным плодородием, поэтому для его воспроизводства
и повышения продуктивности сельскохозяйственных культур необходимо применять органические и минеральные удобрения [4, 5]. Ресурсы органических удобрений в связи со сложной ситуацией в животноводстве крайне истощены [6], а минеральные удобрения очень дорогие. Для задачи поддержания плодородия почв необходимо расширить посевы бо-
бово-злаковых травосмесей, особенно клеверотимо-феечной смеси, как наиболее доступного и низкозатратного способа [7].
Цель исследований - установить эффективность влияния органических и минеральных удобрений, а также их комплексное использование на плодородие дерново-подзолистой почвы и урожайность сельскохозяйственных культур в кормовом севообороте.
Объекты и методы. Исследования по использованию различных систем удобрений в кормовом севообороте проводили в 1978-2016 гг. на дерново-подзолистой легкосуглинистой среднеокультурен-ной почве. Агрохимические показатели почвы и схема опыта приведены в таблице 1. Кормовой севооборот имел следующее чередование культур: картофель, викоовсяная смесь с подсевом многолетних трав, многолетние травы 1 г.п., многолетние травы 2 г.п., викоовсяная смесь, картофель. Органические удобрения в виде торфонавозного компоста (ТНК) вносили 2 раза за ротацию севооборота, под картофель. Средние агрохимические показатели ТНК: рИка 7,2-7,6; сухое вещество 24-30%; зольность 2024%; содержание общего азота 0,52-0,60%; общего фосфора 0,50-0,56%; общего калия 0,42-0,59%. Для восполнения выноса элементов питания сельскохозяйственными культурами ежегодные дозы минеральных удобрений составили: под картофель -N6oPзoKl8o, викоовсяную смесь - N4oPз2Kп6, многолетние травосмеси - N40Pз2Kl08. В опыте использовали также пониженные дозы NPK (1/2 и 1/3 от полной дозы). Планируемая урожайность зеленой массы трав - 15,0 т/га, клубней картофеля - 15 т/га.
Результаты исследований. При использовании ТНК содержание гумуса в почве увеличивалось на 0,7-0,9%, при совместном применении с минеральными удобрениями - на 0,2-0,9% по сравнению с исходным количеством. При внесении одних минеральных удобрений (во всех дозах) содержание гумуса в почве снизилось до 2,2-2,4%, что на 0,1-0,2%
ниже, чем в начале испытаний. Это указывает на то, что минерализация гумуса опережала его гумификацию из-за недостаточных объемов поступления в почву органического вещества в виде торфонавоз-ного компоста и пожнивно-корневых остатков возделываемых культур (табл. 1).
Важный положительный результат наших исследований - сохранение исходного содержания гумуса (2,1%) в варианте без удобрений и получение достаточно высокой средней урожайности (2,7 т/га сухого вещества) кормовых культур вследствие поступления в почву значительного объема растительных остатков, в первую очередь многолетних трав, их гумификации и минерализации под воздействием микроорганизмов. Во всех вариантах опыта повысилась обменная и гидролитическая кислотность почвы, что можно объяснить недостаточным поступлением в нее кальция и магния. Обменная кислотность в большей степени возросла в вариантах с минеральными удобрениями (на 1,0-1,2 ед. рН), незначительно - при внесении органических (на 0,6-0,9 ед. рИ) и совместно обоих видов удобрений (на 0,5 ед. рН), особенно в высоких дозах ТНК и Подобная закономерность отмечена по гидролитической кислотности. В варианте без удобрений обменная кислотность увеличилась на 1,4 ед. рН, гидролитическая - на 2,3 ммоль/100 г почвы.
В вариантах ТНК и NPK, а также при совместном их применении содержание подвижных форм фосфора повысилось на 10-30 мг/кг за счет минерализации органического удобрения, пожнивно-корневых остатков культур, а также неполного использования растениями фосфора из удобрений на холодных почвах Севера [3]. Минерализация органического вещества растительных остатков и ТНК под действием микроорганизмов проходила более интенсивно, так как внесенный минеральный азот служил питательной средой для их различных групп, что позволило ускорить переход элементов питания в
1. Агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы в слое 0-20 см при длительном
внесении удобрений
Вариант Гумус по Тюрину, % рИкс1 Нг 8 Р2О5 К2О
ммоль/100 г почвы мг/кг почвы
1978 г. 2016 г. 1978 г. 2016 г. 1978 г. 2016 г. 1978 г. 2016 г. 1978 г. 2016 г. 1978 г. 2016 г.
1. Контроль 2,1 2,1 5,5 4,1 3,1 5,4 10,3 10,5 223 155 145 85
2. 13 №К 2,3 2,2 5,5 4,4 3,7 5,1 13,5 11,2 193 215 148 105
3. 12 №К 2,5 2,3 5,5 4,5 3,4 5,1 15,8 11,5 187 217 152 115
4. NPK 2,5 2,4 5,4 4,4 3,4 5,3 14,8 12,5 201 235 155 125
5. ТНК, 40 т/га - Ф 1 2,5 3,2 5,2 4,5 3,7 4,8 15,3 12,8 211 217 148 111
5. Фон 1 + 13 NPK 2,4 2,5 5,3 4,4 3,7 5,0 13,9 12,3 212 234 152 118
7. Фон 1 + 12 №К 2,4 2,8 5,2 4,5 3,4 5,1 14,5 12,7 245 252 178 125
8. Фон 1 + №К 2,1 3,0 4,8 4,2 4,2 4,9 13,3 11,8 184 214 181 132
9. ТНК, 80 т/га - Ф 2 2,4 3,3 5,3 4,7 3,8 4,5 15,5 10,9 201 212 170 128
10. Фон 2 + 13 №К 2,0 2,4 5,1 4,5 3,9 4,8 11,7 11,8 180 205 173 140
11. Фон 2 + 1/2 №К 2,5 2,8 5,2 4,7 4,4 5,3 13,0 12,4 240 274 185 158
12. Фон 2 + №К 2,3 2,5 5,3 4,8 3,5 4,7 13,2 12,2 227 289 190 178
ИСР05 0,24 0,27 0,47 0,45 0,31 0,49 1,45 1,25 20,4 25,2 15,8 14,5
картофеля получена при совместном внесении органических и минеральных удобрений, что на 100,0-130,1% выше, чем в контроле. Содержание крахмала в клубнях повысилось до 13,0-13,6%, а количество нитратов не превышало ПДК.
Урожайность однолетних трав при внесении одних минеральных удобрений и 2 доз ТНК была выше, чем в контроле на 1029 и 13-22% и существенно (на 39-42%) возросла при совместном применении органических и минеральных удобрений, особенно в полной дозе. Минеральные удобрения для подкормки многолетних трав увеличили их урожайность на 47120% по сравнению с контролем.
Таким образом, в кормовом севообороте на дерново-подзолистой средне-окультуренной почве эффективно совместное применение торфонавозного компоста (80 т/га 2раза за 6 лет) и ежегодное внесение минеральных удобрений, в дозах, рассчитанных по выносу NPK планируемым урожаем культур. При таком способе внесения удобрений значительно повышается плодородие почвы, продуктивность и качество возделываемых культур. Данные наших опытов по влиянию систем удобрений на плодородие почв Республики Коми согласуются с результатами многих исследований.
Работа представлена в рамках программы УрО РАН № 18-8-49-17 «Продуктивность сельскохозяйственных культур с особенностями трансформации и стабилизации почвенного органического вещества в пахотных угодьях Европейского Северо-Востока (на примере средней тайги Республики Коми)».
Литература
1. Чеботарев И.Т. Об эффективности использования удобрений при возделывании кормовых культур в условиях Республики Коми // Кормопроизводство, 2012, № 8. - С. 32-33.
2. Заболоцкая Т.Г., Юдинцева И.И., Кононенко А.В. Северный подзол и удобрения. - Л.: Наука, 1978. - 94 с.
3. Журбицкий З.И. Влияние внешних условий на минеральное питание растений // Агрохимия, 1965, № 3. - С. 65-75.
4. Чеботарев Н.Т., Юдин А.А., Конкин П.И., Облизов А.В. Эффективность применения органических и минеральных удобрений в кормовом севообороте на дерново-подзолистой почве Севера // Российская сельскохозяйственная наука, 2017, № 1. - С. 29-33.
5. Чеботарев Н.Т., Юдин А.А., Облизов А.В. Влияние длительного применения минеральных удобрений и извести на плодородие и продуктивность дерново-подзолистой почвы в среднетаежной зоне Евро-Северо-Востока // Пермский аграрный вестник, 2017, № 2. - С. 80-86.
6. Косолапов В.М. Роль кормопроизводства в обеспечении продовольственной безопасности России // Адаптивное кормопроизводство, 2010, № 1. - С. 16-19.
7. Шпаков А. С. Многолетние травы в кормовых севооборотах // Кормопроизводство, 1997, № 12. - С. 9-11.
8. Лапа В.В., Ивахненко Н.Н. Продуктивность севооборотов и изменение плодородия дерново-подзолистой супесчаной почвы при длительном применении удобрений // Агрохимия, 2012, № 9. - С. 41-48.
9. Босак В.Н. Плодородие и продуктивность дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы при длительном применении удобрений // Агрохимия, 2012, № 9. - С. 14-20.
10. Новоселов С.И., Горохов С.А. и др. Действие и последствие органических удобрений в севообороте // Агрохимия, 2013, № 8. - С. 30-37.
11. Чухина О.В., Жуков Ю.П. Плодородие дерново-подзолистой почвы и продуктивность культур в севообороте при применении различных доз удобрений // Агрохимия, 2013, № 11. - С. 10-18.
12. Мерзлая Г.Е., Зябкина Г.А., Фомкина Т.П. и др. Эффективность длительного применения органических и минеральных удобрений на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве // Агрохимия, 2012, № 2. - С. 37-46.
2. Урожайность культур в кормовом севообороте _(среднее за 2005-2016 гг.)_
Вари- Картофель Многолетние Однолетние
ант травы травы
урожайность клуб- прибавка, урожайность с.м., прибавка, урожайность с.м., прибавка,
ней, т/га % т/га % т/га %
1 9,3 - 3,0 - 3,1 -
2 10,8 16,1 4,4 46,7 3,4 9,6
3 12 29,0 4,9 63,3 3,7 19,3
4 13,7 47,3 5,7 90,0 4,0 29,0
5 13,2 41,9 3,7 23,3 3,5 12,9
6 14,4 54,8 4,8 60,0 3,7 19,3
7 16,2 74,1 5,6 86,7 3,9 25,8
8 16,6 78,4 6,2 106,6 4,3 38,7
9 16,9 81,7 4,1 36,6 3,8 22,5
10 18,6 100,0 5,2 73,3 4,1 32,2
11 20,2 117,2 5,8 91,4 4,3 38,7
12 21,4 130,1 6,6 120,0 4,4 41,9
HCP05 1,6 - 0,49 - 0,42 -
доступную для растений форму [8-12]. Количество обменного калия снизилось во всех вариантах, о чем свидетельствует его высокий вынос урожаем культур севооборота, но в большей степени без применения удобрений.
Внесение ТНК и минеральных удобрений способствовало повышению урожайности сельскохозяйственных культур (табл. 2). Так, в среднем за две ротации севооборота урожайность клубней картофеля была выше, чем в контроле на 16130%. При увеличении доз минеральных удобрений с 1/3 NPK до полной дозы NPK прибавка к контролю возросла с 16,1 до 47,3%, при увеличении дозы ТНК с 40 до 80 т/га - с 41,9 до 81,7%. Наибольшая (18,6-21,4 т/га) продуктивность
