CC BY
8
УДК 631.51:633.63
DOI 10.24411/0235-2516-2018-10039
ОЦЕНКА ПОЧВ РАЗЛИЧНОЙ ОКУЛЬТУРЕННОСТИ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ
И.В. Ильюшенко, к.б.н., С.А. Шафран, д.с.-х.н.
ВНИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова, e-mail: ili.ari@yandex.ru
Рассмотрен вопрос по изучению эффективности применения минеральных удобрений под сахарную свеклу на основе данных полевых опытов агрохимической службы. Результаты исследований показали, что действие азотных удобрений зависит от содержания доступных форм азота и подвижного фосфора в почве, фосфорных - от степени обеспеченности P2O5, калийных -только от доз калия. При расчете баланса было установлено, что на низкоокультуренных почвах дефицит элементов питания менее выражен по сравнению с высокоокультуренными и, следовательно, уровень их деградации при недостаточном количестве применения удобрений будет проявляться более отчетливо. В почвах с низкой обеспеченностью подвижным фосфором при внесении фосфорных удобрений в дозе 60 кг/га происходит постепенное увеличение доступного содержания фосфора, а на высокообеспеченных будет способствовать сохранению содержания фосфатов на прежнем уровне.
Ключевые слова: черноземные почвы, агрохимические показатели, минеральные удобрения, азот, подвижный фосфор, сахарная свекла, урожайность.
ESTIMATION OF SOILS OF DIFFERENT COMPLETENESS IN SUGAR BEET CULTIVATION
Ph.D. I.V. Ilyushenko, Dr.Sci. S.A. Schafran
All-Russian Scientific Research Institute for Agrochemistry named after D.N. Pryanishnikov, e-mail: ili.ari@yandex.ru
The issue of studying the effectiveness of the application of mineral fertilizers for sugar beet is considered on the basis offield experience of the agrochemical service. The results of the research showed that the effect ofnitro-gen fertilizers depends mainly on the content of available forms of nitrogen and mobile phosphorus in the soil, phosphorus - on the degree of P2O5, potassium - only on potassium doses. When calculating the balance, it was found that on low-cultivated soils the deficit ofnutrients is less pronounced compared to highly cultivated soils and, consequently, the level of their degradation with insufficient application offertilizers will be more pronounced. In soils with low availability of mobile phosphorus when phosphorus fertilizers are introduced in a dose of 60 kg/ha, a gradual increase in the available phosphorus content occurs, and on high-income phosphorus, it will help to maintain the phosphate content at the same level.
Keywords: chernozem soils, agrochemical indicators, mineral fertilizers, nitrogen, mobile phosphorus, sugar beet, yield.
По данным демографов в 2015 г. численность населения в мире составила 6,4 млрд. человек, а к 2050 г. на планете будет насчитываться более 9 млрд. человек. При этом площадь пашни на душу населения снизится до 0,07 га, что диктует необходимость постоянно повышать плодородие почв [1]. Для сохранения и повышения плодородия почв важное значение имеет применение удобрений. Ежегодно в Российской Федерации производится 20-21 млн. т минеральных удобрений, из которых на территории России применяется только 3 млн. т, а остальное идет на экспорт [2]. Наибольшее количество минеральных удобрений вносят под сахарную свеклу, среднем по России на каждый гектар посевной площади применяется в несколько раз больше удобрений, чем под другие культуры. В 2011-2015
гг. было внесено NPK 224 кг/га, тогда как под зерновые культуры - только 27 кг/га [3]. Кроме того, сахарная свекла по своим биологическим свойствам более отзывчива на применение удобрений по сравнению с другими культурами, что способствует повышению урожайности и выноса питательных веществ из почвы и более интенсивному отчуждению из нее элементов питания из почвы [4, 5].
В связи с этим представляет интерес изучение вопросов прихода и расхода питательных веществ в агроценозах, где возделывают сахарную свеклу. Это позволяет оценить баланс питательных веществ при различных дозах внесения удобрений и различных уровнях содержания основных элементов питания в почве.
Цель исследования - изучение баланса азота, фосфора и калия при внесении различных доз удобрений под сахарную свеклу на выщелоченных черноземах различной степени окультуренности по агрохимическим показателям.
Объекты и методы исследования. Научной основой для исследований были результаты полевых опытов агрохимической службы, в которых изучали эффективность азотных, фосфорных и калийных удобрений под сахарную свеклу на выщелоченных черноземах Центрального Федерального округа. В выборки включали варианты, где схемой опыта предусматривалось вычленение действия азотных удобрений на фоне РК, фосфорных на фоне NK и калийных на фоне NР. Для выявления действия азотных удобрений на прибавку урожая и урожайность выбирали опыты, в которых кроме традиционных агрохимических показателей определяли содержание легкогидролизуемого азота по Корнфилду. Обработку данных проводили с помощью метода математического моделирования.
Результаты и их обсуждение. Статистическая обработка данных показала, что агрохимические свойства почв весьма существенно влияли на урожайность сахарной свеклы. Содержание азота значимо коррелировало с величиной урожайности, корреляционное отношение равнялось 0,32 и было на уровне (0,001%). Степень обеспеченности почв подвижным фосфором оказывала заметное влияние на урожайность. Эта связь находилась в криволинейной зависимости, корреляционное отношение при этом составило 0,38 при 0,001%-ном уровне значимости. Содержание подвижного калия практически не влияло на урожайность сахарной свеклы. В данном случае связь носила линейный характер, поскольку критерий криволинейности отвергается из-за того, что Fт > Fф. Коэффициент корреляции 0,2
свидетельствует о слабой зависимости, что подтверждается низким коэффициентом детерминации.
Следовательно, значимыми факторами, влияющими на урожайность сахарной свеклы, были содержание азота и подвижного фосфора. Поэтому в модели эффективности азотных удобрений урожайности включены именно эти показатели, по которым приведены дальнейшие расчеты.
Данные таблицы 1 показывают, что с увеличением содержания легкогидролизуемого азота в почвах возрастала урожайность сахарной свеклы, а прибавка урожая наоборот снижалась. Прирост урожайности при этом составил 34%, а снижение урожайности 56%. Окупаемость азотных удобрений также заметно уменьшалась при улучшении степени обеспеченности почв азотом.
Достоверно значимые связи выявлены между содержанием подвижного фосфора в почвах (п = 0,32), дозами фосфорных удобрений (п = 0,52) и прибавкой урожая сахарной свеклы. При увеличении содержания подвижного фосфора в почве от низкого до высокого и очень высокого содержания урожайность возрастала на 47%, а прибавка урожая снижалась на 25% (табл. 2). Реакция почвенной среды, содержание гумуса, доступных форм азота и подвижного калия в почве не влияли на величину прибавки урожая сахарной свеклы от фосфорных удобрений.
Прирост урожая от внесения калия в зависимости от дозы составил 36-44 ц/га, что значительно больше по сравнению с азотными и фосфорными удобрениями (табл. 3).
Из рассмотренных результатов исследований следует, что на урожайность сахарной свеклы и эффективность применения под нее минеральных удобрений оказывает влияние нескольких факторов. Действие азотных удобрений зависит в основном от содержания доступных форм азота и подвижного
1. Эффективность азотных удобрений под сахарную свеклу на черноземах выщелоченных _Центрального федерального округа_
Содержание азота по Корнфилду, мг/кг Урожай без удобрений, ц/га Прибавка урожая, ц/га
дозы удобрений, кг/га
60 90 120 150 180
<100 175 14 25 31 35 37
101-150 194 11 23 29 32 35
151-200 220 10 22 28 31 33
> 200 234 9 21 27 30 33
Содержание Р2О5, мг/кг Урожай без удобрений, ц/га Прибавка урожая, ц/га
дозы удобрений, кг/га
60 90 120 150 180
< 50 152 20 26 28 30 31
51-100 176 17 23 25 27 28
101-150 209 16 21 24 26 27
151-200 203 15 21 23 25 26
> 200 223 15 20 23 25 26
2. Эффективность фосфорных удобрений под сахарную свеклу на черноземах выщелоченных
3. Эффективность калийных удобрений под сахарную свеклу на черноземах выщелоченных
Дозы калия, кг/га Прибавка урожая, ц/га Окупаемость калия прибавкой урожая, кг/кг
60 36 60
90 40 44
120 42 35
150 43 29
180 44 24
фосфора в почве, фосфорных - от степени обеспеченности P2O5, калийных - только от доз калия. Вместе с тем отмечено, что при этом сохраняется потребность в совместном внесении азотных, фосфорных и калийных удобрений, несмотря на то, что в одних случаях изученные факторы оказывают положительные, а в других - противоположное влияние на эффективность минеральных удобрений. Кроме того, при оценке роли агрохимических показателей плодородия почв в продукционных процессах необходим учет их взаимного влияния, поскольку каждое поле характеризуется индивидуальными свойствами перечисленных показателей.
Результаты статистической обработки показали, что агрохимические свойства почв значительно влияли на урожайность сахарной свеклы. Теснота связи между содержанием азота характеризовалась для метода Корнфилда коэффициента корреляции 0,37, а между содержанием P2O5 корреляционным отношением 0,38 при уровнях значимости 0,001. Содержание подвижного калия практически не влияло на урожайность сахарной свеклы, коэффициент корреляции при этом составлял 0,2. Поэтому в модели урожайности были включены только данные по содержанию легкогидролизуемого азота и подвиж-
ного фосфора. Урожайность сахарной свеклы в зависимости от указанных агрохимических свойств варьировала в широких пределах. Разница между самым низким и самым высоким содержанием питательных веществ составляла двукратную величину, как в варианте без удобрений, так и с их внесением (табл. 4). Эффективность NPK-удобрений также возрастала по мере увеличения содержания питательных веществ в почве. Рост урожайности влечет за собой увеличение выноса питательных веществ и создает угрозу истощения черноземных элементами питания [6]. Для того, чтобы оценить влияние доз удобрений и роль агрохимических свойств почв на изменение содержания питательных веществ в почвах определен баланс азота, фосфора и калия по обобщенным данным многочисленных полевых опытов (табл. 4). Установлено, что без внесения удобрений на выщелоченных черноземах можно получить урожайность сахарной свеклы более 300 ц/га только при высокой степени их обеспеченности лег-когидролизуемым азотом и подвижным фосфором. Вынос в этом случае составит: азот 137 кг/га, фосфор 41 и калий 170 кг/га, что в 2 раза больше по сравнению с низкообеспеченными почвами азотом и фосфором (табл. 5).
4. Влияние содержания щелочногидролизуемого азота и подвижного фосфора на урожайность и эффективность применения минеральных удобрений под сахарную свеклу, ц/га
Содержание азота (по Корнфилду), мг/кг Содержание подвижного фосфора, мг/кг
< 50 51-100 101-150 151-200 > 200
Без удобрений
< 100 143 178 196 204 226
101-150 146 198 218 228 252
151-200 192 224 245 257 283
> 200 206 240 263 277 305
N90P90K90
< 100 209 262 288 300 332
101-150 250 291 320 335 370
151-200 282 329 361 378 416
> 200 303 352 387 407 448
Прибавка урожая от удобрений
< 100 66 89 92 96 106
101-150 104 93 102 107 118
151-200 90 105 116 121 133
> 200 97 112 124 136 143
Окупаемость удобрений прибавкой урожая, кг/кг
< 100 24 33 34 36 39
101-150 39 34 38 40 44
151-200 33 39 43 45 49
> 200 36 42 46 50 53
5. Баланс питательных веществ при возделывании сахарной свеклы _на черноземах выщелоченных, кг/га_
Содержание легкогидролизуемого азота, мг/кг Вариант
без удобрений N90P90K90 N90P60K90
содержание P2O5, мг/кг
< 50 > 200 < 50 > 200 < 50 > 200
Азот
< 100 -64 -101 -4 -59 -1 -56
101-150 -65 -113 -22 -76 -19 -74
151-200 -86 -127 -36 -96 -34 -94
> 200 -92 -137 -46 -111 -43 -108
Фосфор
< 100 -19 -30 61 46 33 16
101-150 -20 -34 57 40 27 11
151-200 -26 -38 52 34 23 5
> 200 -28 -41 49 30 20 1
Калий
< 100 -84 -133 -33 -105 -29 -102
101-150 -86 -143 -57 -128 -53 -125
151-200 -113 -166 -76 -155 -72 -152
> 200 -121 -170 -88 -173 -85 -170
Применение минеральных удобрений способствовало не только повышению урожайности сахарной свеклы, но и в значительной степени улучшало соотношение между выносом элементов питания урожаями и поступлением их в почву. В первую очередь это относится к фосфору, поскольку выносится его гораздо меньше по сравнению с азотом и калием. Баланс азота несколько увеличивался в вариантах с внесением N90, но все-таки вынос урожаями намного превышал его поступление в почву. При увеличении содержания легкогидролизуемого азота и подвижного фосфора дефицит азота возрастал. На почвах с низкой степенью обеспеченности этими питательными веществами дефицит азота составлял 4 кг/га, при высокой 111 кг/га. Баланс фосфора складывался положительно, т.е. доза P2O5 превышала его вынос из почвы как при внесении 90 кг/га, так и при дозе 60 кг/га, что позволит существенно сэкономить на применении дорогостоящих фосфорных удобрений и будет способствовать сохранению и, постепенному увеличению содержания подвижного фос-
фора в почвах с низкой обеспеченностью Р2О5. Вынос калия сахарной свеклой во всех вариантах превышал дозу его внесения. В зависимости от агрохимических свойств почв дефицит калия колебался от 33 до 173 кг/га. Такой дефицит калия может быть оправданным с экономической и экологической точки зрения до определенного предела. Дальнейшее увеличение дисбаланса калия рано или поздно повлияет на снижение урожайности и качества продукции [7].
Таким образом, баланс питательных веществ при возделывании сахарной свеклы на черноземах выщелоченных зависит от степени их окульту-ренности по агрохимическим показателям. На низкоокультуренных почвах дефицит элементов питания менее выражен по сравнению с высоко-окультуренными и, следовательно, степень их деградации при недостаточном применении удобрений будет проявляться более отчетливо. Это необходимо учитывать при разработке системы удобрений.
Литература
1. Сычев В.Г. От главного редактора // Плодородие, 2018, № 1. - С. 2-3.
2. Сычев В.Г., Милащенко Н.З., Шафран С.А. Агрохимические аспекты получения высококачественного зерна в России // Плодородие, 2018, № 1. - С. 18-19.
3. Шафран С.А., Ильюшенко И.В., Козеичева Е.С. Влияние агрохимических свойств почв на окупаемость минеральных удобрений прибавкой урожая сахарной свеклы // Плодородие, 2018, № 2. - С. 1-3.
4. Мельников В.В., Никитин В.В., Вовк А.М. Оптимизация питательного режима сахарной свеклы и озимой пшеницы в условиях Белгородской области // Агрохимический вестник, 2017, № 1. - С. 31-33.
5. Косякин П.А., Боронтов О.К., Манаенков Е.Н. Агроэкологическая оценка плодородия чернозема выщелоченного при различных системах обработки и удобрений в зернопаропропашном севообороте ЦЧР // Сахарная свекла, 2018, № 5. - С. 24-28.
6. Фаизова В.И, Цховребов В.С., Никифорова А.М., Калугин Д.В. Изменение физико-химических показателей черноземов Центрального Предкавказья при сельскохозяйственном использовании // Агрохимический вестник, 2017, № 4. - С. 17-19.
7. Прокошев В.В., Дерюгин И.П. Калий и калийные удобрения. - М.: «Ледум», 2000. - 185 с.
