CC BY
32
УДК 633:631.81
Потребление азота, сбор протеина культурами севооборота под влиянием минеральной и органических систем
удобрений
Володина Тамара Ибраевна, доктор сельскохозяйственных наук, профессор e-mail:[email protected]
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Великолукская сельскохозяйственная академия»
Чухина Ольга Васильевна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент е-таИ^екападго@то1о^пое.ш
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»
Демидова Анна Ивановна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент e-mail:[email protected]
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»
Аннотация. Объекты исследований - сельскохозяйственные культуры полевого севооборота, минеральные и органические системы удобрений. Проведены исследования химического состава и качества сельскохозяйственных культур в условиях Север-Запада России на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве: без удобрений, при применении минеральной системы и органических систем удобрения культур в дозах, эквивалентных 30 т/га полуперепревшего навоза. Выявлено, что на озимой ржи варианты с минеральными удобрениями, внесёнными в эквивалентных дозах 30 т/га и 40 т/га навоза обеспечили прибавку зерна 1,2 т/га или 44% по отношению к контролю. Последействие навоза имело преимущество перед остальными органическими удобрениями, увеличив урожайность зеленой массы клеверо-тимофеечной смеси на 34%. Наибольшая урожайность овса составила 2,8 т/га в варианте с внесением минеральных удобрений, что связано со спецификой потребления элементов питания зерновыми культурами. Наилучшая урожайность ячменя - 1,7 т/га получена при внесении минеральных удобрений в эквивалентных количествах 30+40 т/га навоза. Среднегодовая продуктивность севооборота возрастала при применении удобрений на 0,78-1,16 т з. ед./га или на 25-27%. Наибольший сбор «сырого» протеина был получен при возделывании многолетних трав. Что объясняется, во-первых, высоким исходным содержанием белка в смеси клевера и тимофеевки и довольно высоким ее урожаем. При сравнении вариантов, наибольший сбор протеина получен в вариантах с удобрениями и был практически одинаковым, а по отношению к контрольному варианту сбор протеина увеличился
на 28-38 %. Среди зерновых культур наибольший сбор протеина был получен у озимой ржи, а наименьший - у ячменя. Сбор протеина также зависел от действия удобрений. Так, в варианте с минеральными удобрениями в год действия сбор протеина был максимальным и превышал контрольный вариант в 1,7-2,3 раза. Расчет корреляционной зависимости показал существенную зависимость между содержанием минерального азота в почве и содержанием сырого протеина в зерне озимой ржи, г= 0,94 ± 0,12. Установлена связь между содержанием азота в почве и «сырого» протеина в продукции растениеводства. Полученные результаты могут быть использованы для прогнозирования изменений химического состава и свойств сельскохозяйственных культур, а также для разработки комплекса мероприятий для повышения плодородия почв и улучшения качества получаемой продукции растениеводства.
Ключевые слова: сельскохозяйственные культуры, урожайность, органические удобрения, осадки сточных вод, баланс азота, сбор протеина, качество продукции.
Решение проблемы рационального использования земельных ресурсов и охраны почв предусматривает обеспечение устойчивости почвы, как основного средства производства в сельском хозяйстве, к разнообразным видам воздействия на неё приемами обработки, применения удобрений, средств химической мелиорации и другим воздействиям.
Дерново-подзолистые почвы, особенно легкого гранулометрического состава (легкосуглинистые и супесчаные), по своей природе относительно бедны гумусом и основными элементами питания (в первую очередь азотом) и составляют более 70% от общей площади земель в изучаемых условиях.
Внесение органических удобрений является основным приёмом окультуривания целинных почв, а также поддержания уровня гумусированности и иммобилизации азота в хорошо окультуренной почве, что особенно актуально в Нечерноземной зоне, где в первом минимуме находится азот. На современном этапе развития агропромышленного комплекса особую актуальность приобретают вопросы, касающиеся воспроизводства почвенного плодородия за счет сохранения и рационального использования земель сельскохозяйственного назначения. Создание условий для увеличения объемов производства высококачественной сельскохозяйственной продукции на основе восстановления и повышения плодородия земель относится к одной из приоритетных задач агрохимической науки [1, 2, 3].
При возделывании сельскохозяйственных культур без удобрений растения истощают почву, продуктивность культур снижается. Проблема установления влияния применяемых минеральных и органических систем удобрений на химический состав и качество сельскохозяйственной продукции является актуальной для земледелия.
Удобрение почв - один из эффективных способов поддержания и повышения почвенного плодородия, а также повышения продуктивности сельскохозяйственных культур. В Нечерноземной зоне РФ, где в первом минимуме элементов питания растений находится азот, на фоне высокой обеспеченности подвижными формами фосфора и калия почв актуальной является проблема поддержания оптимального уровня гумуса [7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15].
Методология исследования
По оценке специалистов, около половины прибавки урожая сельскохозяйственных культур получают за счет применения удобрений, в том числе и органических. Использование органических удобрений повышает и качественные показатели урожая [11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19].
Опыт заложен в 2002 году в учхозе «Удрайское» Великолукского района Псковской области на дерново-слабоподзолистой легкосуглинистой почве в трёхкратной повторности. Общая площадь делянки 42 м2, учётная - 35 м2.
Опыт заложен по следующей схеме:
1 Вариант - Контроль - без удобрений.
2 Вариант - NPK экв. 30 + 40 т/га навоза.
3 Вариант - Навоз 30 + 40 т/га.
4 Вариант - Торф экв. 30 + 40 т/га навоза.
5 Вариант - ОСВ экв. 30 + 40 т/га навоза.
В опыте использовались следующие виды удобрений: минеральные - аммиач-
I I V/ V/ V/ V/
ная селитра, суперфосфат двойной и хлористый калий; органические - навоз полуперепревший, торф низинный, осадки сточных вод (ОСВ). Удобрения вносились под зяблевую вспашку в паровом поле и под перепашку под картофель. Удобрения вносились в эквивалентных дозах. Агрохимические показатели пахотного слоя представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Содержание агрохимических показателей пахотного слоя
Показатель Перед закладкой опыта
Гумус, % 1,9
Кислотность почвы, рНкс| 5,7
Содержание Р2О5 , мг/кг почвы 254
Содержание К2О, мг/кг почвы 226
Степень насыщенности основаниями, % 88
Гидролитическая кислотность, мг-экв/100г почвы 1,03
Анализ почвенных образцов проводился общепринятыми методами. В севообороте использовано следующее чередование культур: пар, озимая рожь, многолетние травы 1, 2 года использования, картофель, ячмень, овес [11, 12, 13].
Результаты экспериментальных исследований
Результаты урожайных данных показали, что наибольший урожай озимой ржи получен в год прямого действия удобрений на варианте с минеральными удобрениями, внесёнными в эквивалентной дозе 30 т/га и 40 т/га навоза. Прибавка составила 1,2 т/га или 44% по отношению к контролю. Результаты математической обработки результатов опыта показали, что практически все прибавки были достоверными, за исключением варианта с торфом. По-видимому, органическое вещество торфа было более трудноминерализуемым и не обеспечило необходимым запасом азота растения в почве (рис. 1).
Рисунок 1 - Урожайность культур севооборота при различных системах удобрения, т/га
Высокий урожай многолетних трав в среднем за 2 года в контрольном варианте подтверждает высокий уровень обеспеченности почвы опытного участка подвижным фосфором и обменным калием. Сравнивая эффективность последействия различных видов органических удобрений при посеве клевера лугового и тимофеевки луговой в 1-й и 2-й годы жизни, можно отметить, что последействие навоза имело явное преимущество перед остальными органическими удобрениями как в 2004 г., так и в 2005-м. Различия в прибавках между торфом и ОСВ были в пользу последнего и составили 6,7 т/га и 8,7 т/га соответственно.
Последействие минеральных удобрений постепенно убывало, и урожайность на этом варианте была равнозначна варианту с внесением торфа.
Действие внесенных под картофель удобрений было достаточно высоким, особенно в варианте с минеральными удобрениями и ОСВ, внесенными в эквивалентных количествах 40 т/га навоза и составили 7,5 и 11,6 т/га соответственно. Варианты с навозом и торфом в этом году значительно отставали по эффективности.
В 2007 году наибольшая урожайность овса составила 2,8 т/га в варианте с внесением минеральных удобрений, что связано со спецификой потребления элементов питания зерновыми культурами. Последействие фосфорно-калийных удобрений и частично азотных обеспечили необходимый уровень питания для создания полученного урожая.
Ячмень как замыкающая культура обладает достаточной пластичностью и отзывчивостью на последействие внесенных удобрений. Полученный урожай был невысокий, соответственно и прибавки тоже были незначительными. Наилучший результат получен при внесении минеральных удобрений в эквивалентных количествах 30+40 т/га навозу.
Для унификации анализа полученных данных величины урожайности всех культур переведены в зерновые единицы.
Среднегодовая продуктивность севооборота возрастала при применении удобрений на 0,78-1,16 з. ед. т/га или на 25-27% (рис. 2).
Рисунок 2 - Продуктивность культур севооборота, в среднем за один год, т/га з. ед.
Наибольшая продуктивность отмечена в вариантах с минеральными удобрениями и при применении осадка сточных вод (ОСВ), внесенными в эквивалентных 30 т/га навоза количествах. Из органических удобрений наибольшую прибавку обеспечил вариант с применением осадка сточных вод (ОСВ) в дозе, эквивалентной 30 т/га навоза.
В варианте с навозом продуктивность севооборота была несколько ниже, чем в указанных выше вариантах, но выше, чем в контроле и в варианте с торфом.
Так как в первом минимуме в изучаемой зоне является азот, то и в статье в основном внимание обращено на этот элемент.
Основными расходными статьями баланса почвенного азота являются: вынос урожаями, газообразные потери, вымывание и эрозионный смыв.
В исследовании изучался вынос азота растениями озимой ржи, смеси трав, картофеля, овса и ячменя в пересчете на абсолютно сухое вещество.
Более высокие показатели выноса азота получены на вариантах с внесением минеральных удобрений в эквивалентной дозе 30 т/га навоза. Это объясняется и содержанием азота в растениях и величиной урожаев. В результате этого и уровень урожая формировался не только за счет имеющихся в почве питательных элементов, но и за счет вносимых удобрений (рис. 3).
Рисунок 3 - Потребление азота культурами севооборота под влиянием различных систем удобрений, кг/га
По приведенным на рисунке результатам видно, что наибольшее потребление азота культурами за ротацию севооборота наблюдалось в варианте с применением минеральных удобрений, немногим меньше потребление элемента питания сельскохозяйственными культурами было в варианте с внесением ОСВ. Это можно объяснить тем, что в этих видах удобрений элементы питания растений находятся в доступных для растений формах.
Выявлены размеры усвоения азота удобрений с учетом биологических особенностей культур, азотного и гидротермического режимов для использования в целях диагностики азотного питания растений.
Несмотря на снижение отрицательных показателей азота, внесение 371 кг/ га азота полностью устраняет отрицательное значение при полном его учете всех приходных и расходных статей баланса, за исключением контрольного варианта. В связи с этим необходимо находить те нормы и соотношения удобрений, которые позволяют сократить разрыв между потребностью растений в элементах питания и возможностями удовлетворения этой потребности путем мобилизации из почвенных запасов. В целом из почвенных запасов удовлетворяется 49-65 % потребностей сельскохозяйственных культур в азоте. В зависимости от доступности питательных элементов в почве создается определенный их баланс в зависимости от культур севооборота, условий года и вносимых удобрений. При оценке приходных и расходных статей полного хозяйственного баланса азота нами использовались нормативные показатели, приведенные в литературе [2].
В частности, поступление азота с осадками оценивается от 5 до 12 кг/га в год. Его биологическая фиксация свободно живущими азотфиксаторами 5-6 кг/га, сим-биотически - 60-80% от выноса бобовыми культурами. Основные непродуктивные потери азота определяются денитрификацией (около 15-25% от внесенного с удобрениями), эрозией (10-15 кг/га) и инфильтрацией (5-15 кг/га).
Двухлетнее возделывание в полевом севообороте клевера лугового снижало дефицит баланса азота за ротацию в варианте без удобрений до 178 кг/га (по 30 кг/га в среднем за год) (рис. 4).
Рисунок 4 - Баланс азота при применении различных систем удобрения, кг/га и %
Как видно из рисунка, во всех удобренных вариантах получен положительный баланс азота за ротацию севооборота. Отрицательный баланс (-140 кг/га) мы наблюдаем в контрольном варианте, где расходные статьи азота превышают его поступление в 1,5 раза. Во всех удобренных вариантах значительное количество азота поступает в почву с удобрениями (371 кг/га за ротацию). Фиксация азота в этих вариантах также превышала показатели контрольного варианта в связи с тем, что урожай смеси клевера с тимофеевкой был существенно выше контрольного варианта. Подтверждается огромная роль азотофиксирующей способности многолетних бобовых трав в балансе азота.
При выращивании культур необходимо добиваться повышения содержания в их урожае питательных веществ, ради которых выращивают сорта этих культур.
Содержание сырого протеина увеличивалось в изучаемых растениях при применении удобрений до 2,5% абс. величины.
Сбор «сырого» протеина возрастал при применении удобрений. Как показывают данные, приведённые в табл. 2 и на рис. 5, органические удобрения положительно сказались на накоплении и сборе «сырого» протеина всех изучаемых культур.
Таблица 2 - Сбор «сырого» протеина культурами севооборота под влиянием различных систем удобрений, ц/ га
Вариант Культуры
Озимая рожь Мн.травы 1-го и 2-го года жизни, за два укоса трав Картофель Овес Ячмень
Контроль 3,4 8,80 2,3 2,7 1,5
1\1,Р,К экв. Н* 5,9 11,80 5,4 4,3 2,5
Н* 4,9 12,18 3,3 4,0 2,7
Торф экв. Н* 4,2 11,16 3,6 3,7 2,2
ОСВ экв. Н* 4,3 12,02 5,8 3,5 2,1
Н*- навоз 30+41 0т/га
Рисунок 5 - Сбор «сырого» протеина с урожаем под влиянием различных систем удобрения культур
севооборота, ц/га
Этот показатель зависит от многих факторов, но, в первую очередь, от биологии культуры, их белковости, удобренности почвы.
Как видно из таблицы, наибольший сбор «сырого» протеина был получен при возделывании многолетних трав. Что объясняется, во-первых высоким исходным содержанием белка в смеси клевера и тимофеевки и довольно высоким ее урожаем. При сравнении вариантов наибольший сбор протеина получен на вариантах с удобрениями и был практически одинаковым, а по отношению к контрольному варианту сбор протеина увеличился на 28-38 %.
На зерновых культурах наибольший сбор протеина был получен у озимой ржи, а наименьший - у ячменя. Сбор протеина также зависел от действия удобрений. Так, в варианте с минеральными удобрениями в год действия сбор протеина был максимальным и превышал контрольный вариант в 1,7-2,3 раза.
Расчет корреляционной зависимости показал существенную связь между содержанием минерального азота в почве и содержанием сырого протеина в зерне озимой ржи. Коэффициент корреляции составил 0,94± 0,12, а уравнение имеет вид: у = -9,21 + 1,0643*х (рис. 6).
протеин, % . __.......... ................ ................ ................. ................ ................ ............____] ............... .......... .............
/ 1 /
/ /
/ /
" /
/
^^ \
12,8
15,0 21 ,9 азот, мг/кг
Рисунок 6 - Взаимосвязь содержания минерального азота в почве и содержания протеина в зерне озимой ржи
Таким образом, внесение различных видов удобрений существенно сказалось на повышении урожайности и качества культур, что подтверждается и корреляционным анализом полученных данных. Проведенные исследования показали, что при внесении различных видов удобрений увеличение содержания минерального азота в растениях культур севооборота происходило во всех вариантах почти в 1,5-2,0 раза, однако наибольшее его содержание отмечено в вариантах с минеральными удобрениями, навозом и ОСВ. Применение удобрений способствовало накоплению сухой биомассы массы растений возделывавшихся культур и, несомненно, улучшало качество продукции. Расчет корреляционной зависимости показал существенную зависимость между содержанием минерального азота в почве и содержанием сырого протеина в зерне озимой ржи, г= 0,94 ± 0,12.
Список литературы:
1. Взаимосвязь качества продукции сельскохозяйственных культур с удобрен-ностью дерново-подзолистых почв // Научное обеспечение развития АПК в условиях реформирования: сб. науч. тр. / Т.И Володина, А.И. Макарова, А.О. Рыбаков, А.Н. Левченкова. - Ч.1.- Сант-Петербург, 2013. - С. 158-161.
2. Иванов, И.А. Гумусное состояние пахотных дерново-подзолистых почв Северо-Запада России и его трансформация в современных условиях / И.А. Иванов, А.И. Иванов // Агрохимия. - 2000. - №2. - С. 22-26.
3. Гамзиков, Г.П. Азот в земледелии Западной Сибири / Г.П. Гамзиков. - М.: Наука, 1981. - 266 с.
4. Муравин, Э.А. Агрохимия /Э.А. Муравин. - М.: Колос, 2003. - 382с.
5. Лапа, В.В. Влияние органоминеральной системы удобрений на продуктивность севооборота и баланс гумуса в дерново-подзолистой почве / В.В. Лапа, В.Н. Босак, Г.В. Пироговская // Агрохимия. - 2009. - №2. - С. 40-44.
6. Особенности системы удобрения сельскохозяйственных культур на Европейском Севере России: учебное пособие / А.А. Суков, О.В. Чухина, Н.В. Токарева, Налиухин А.Н. - Вологда ; Молочное: ФГБОУ ВО Вологодская ГМХА, 2018. - 207 с.
7. Володина, Т.И. Динамика минерального азота в дерново-подзолистой почве в зависимости от органических систем удобрений в условиях Северо-Запада России / Т.И.Володина, О.В.Назарова, А.И. Корякина // Через инновации в науке и образовании к экономическому росту АПК: материалы Междун. науч.-практич. конф. - Донской ГАУ, 2008. - С. 21-24.
8. Володина, Т.И. Динамика содержания и баланса подвижных соединений фосфора и калия под влиянием различных систем удобрения / Т.И. Володина, А.Н. Левченкова // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы X Международной науч.-практич. конференции. - Великие Луки: ВГСХА, 2015. - С. 26-29.
9. Володина, Т.И. Воздействие удобрений на агрохимический состав питательных веществ в дерново-подзолистой супесчаной почве / Т.И. Володина, А.Н. Левченкова // Управление почвенным плодородием и питанием культурных растений. Экологические аспекты: сб. материалов, посвящ. 80-летию со дня рождения профессора Ю.И. Ермохина. - Омск: ЛИТЕРА, 2015. - С. 5156.
10. Дёмин, В.А. На дерново-подзолистой почве эффективна органо-мине-ральная система удобрений / В.А. Дёмин, В.В. Шлынен, А.В. Шарапова // Картофель и овощи. - 2008. - №2. - С.15-19.
11. Макарова, А.И. Влияние систем удобрений на трансформацию гумуса и азота в дерново-подзолистых почвах Северо-Западного региона России: специальность 06.04.01 «Агрохимия»: дис. на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук / Макарова Александра Ивановна; Великолукская Государственная сельскохозяйственная академия. -Великие Луки, 2011. - 150с. Режим доступа: https://www.dissercat.com/ content/vliyanie-sistem-udobrenM-na-transformatsiyu-gumusa-i-azota-v-dernovo-podzolistykh-pochvakh-
12. Макарова, А.И. Влияние систем удобрений на трансформацию гумуса и азота в дерново-подзолистых почвах Северо-Западного региона России: специальность 06.04.01 «Агрохимия»: автореферат дис. на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук / Макарова Александра Ивановна; Великолукская Государственная сельскохозяйственная академия. - Великие Луки, 2011. - 22 с. Режим доступа: http://dlib.rsl.ru/
13. Назарова, О.В. Азотное состояние хорошо окультуренных дерново-подзолистых почв Северо-Запада России и его изменение под влиянием различных систем удобрения: специальность 06.04.01 «Агрохимия»: дис. на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук / Назарова Ольга Викторовна; Великолукская Государственная сельскохозяйственная академия. - Великие Луки, 2004. - 132 с. Режим доступа: https://www. dissercat.com/content/azotnoe-sostoyanie-khorosho-okulturennykh-dernovo-podzolistykh-pochv-severo-zapada-rossii-i-
14. Цыганова, Н.А. Изменение гумусного состояния дерново-подзолистых почв Северо-Запада Нечерноземной зоны при их сельскохозяйственном использовании: специальность 06.04.01 «Агрохимия»: дис. на соискание уче-
ной степени кандидата сельскохозяйственных наук / Цыганова Надежда Александровна; Великолукская Государственная сельскохозяйственная академия. - Великие Луки, 2002. - 223с. Режим доступа: https://www.dissercat. com/content/izmenenie-gumusnogo-sostoyaniya-dernovo-podzolistykh-pochv-severo-zapada-nechernozemnoi-zony
15. Некрасов, Ю.В. Влияние различных видов удобрений на азотный режим дерново-подзолистых почв разного гранулометрического состава / Ю.В. Некрасов // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы IX международной научно-практической конференции молодых ученых (Великие Луки, 16-17 апреля 2014 года). - Великие Луки, 2014. - С. 47 - 56. Режим доступа: http://vgsa.ru/nir/docs/confer2014_m.pdf
16. Некрасов, Ю.В. Влияние различных систем удобрений на продуктивность озимой ржи на дерново-подзолистой почве по различным предшественникам / Ю.В. Некрасов // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы X международной научно-практической конференции молодых ученых (Великие Луки, 16-17 апреля 2015 года) -Великолукская ГСХА. В. Луки: РИО ВГСХА, 2015 - с. 147 - 149. Режим доступа: http://www.vgsa.ru/nir/docs/sbornik_m2015.pdf
17. Бадмаев, Л.Б. Влияние осадка сточных вод на биологическую активность аллювиальной дерновой почвы / Л.Б. Бадмаев, С.Г. Дорошкевич // Агрохимия. - 2006. - №1. - С. 62-66.
18. Маслов, В.В. Влияние удобрений на агрофизические и физико-механические свойства эродированной дерново-подзолистой почвы и урожайность культур почвозащитного севооборота: специальность 06.01.01 «Общее земледелие»: дис. на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук / Маслов Владимир Валентинович; Смоленский сельскохозяйственный институт. - Смоленск, 2006. - 143с. Режим доступа: https:// www.dissercat.com/content/vliyanie-udobrenii-na-agrofizicheskie-i-fiziko-mekhanicheskie-svoistva-erodirovannoi-dernovo
19. Чухина, О.В. Продуктивность культур и изменение агрохимических показателей дерново-подзолистой почвы в севообороте при применении различных доз удобрений / О.В. Чухина, Ю.П. Жуков // Агрохимия. - 2015. - № 5. - С. 20-28.
References:
1. Volodina T.I. Interrelation of agricultural crops production quality with fertilizability of sod-podzolic soils. Sb. nauchn. trudov. 'Nauchnoye obespecheniye razvitiya APK v usloviyakh reformirovaniya'. 1 chast' [Collection of scientific papers 'Scientific support of agroindustrial complex development in the conditions of reforming'. Part 1]. Saint Petersburg, 2013, pp. 158-161. (In Russian).
2. Ivanov I.A. Humus state of arable sod-podzolic soils of the North-West of Russia and its transformation in modern conditions. Agrokhimiya [Agrochemistry]. 2000, no.2, pp. 22-26. (In Russian).
3. Gamzikov G. P. Azot v zemledelii Zapadnoy Sibiri [Nitrogen in agriculture of Western Siberia]. Moscow, Nauka Publ., 1981, 266 p.
4. Muravin, E.A. Agrokhimiya [Agrochemistry]. Moscow, Kolos Publ., 2003, 382 p.
5. Lapa V.V. The influence of organic-mineral system of fertilizers on the productivity
of crop rotation and humus balance in soddy-podzolic soil. Agrokhimiya [Agrochemistry]. 2009, no.2, pp. 40-44. (In Russian).
6. Sukov A.A. Osobennosti sistemy udobreniya sel'skokhozyaystvennykh kul'tur na Evropeyskom Severe Rossii. Uchebnoye posobiye. [Features of the system of agricultural crops fertilization in the European North of Russia. Textbook]. Vologda-Molochnoye, 2018, 207 p.
7. Volodina T.I. Dynamics of mineral nitrogen in sod-podzolic soil depending on organic fertilizer systems in the North-West of Russia. Cherez innovatsii v nauke i obrazovanii k ekonomicheskomu rostu APK. Materialy Mezhdun. nauchno-prakticheskoy konfer. [Through innovation in science and education to the economic growth of agriculture. Proc. of Intern. scientific and practical conference]. Don State Agrarian University, 2008, pp.21-24. (In Russian).
8. Volodina T.I. Dynamics of content and balance of mobile phosphorus and potassium compounds under the influence of various fertilizer systems. Nauchno-tekhnicheskiy progress v sel'skokhozyaystvennom proizvodstve: Materialy X Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Scientific and technical progress in agricultural production: Proc. of the Xth International scientific and practical conference]. Velikiye Luki, 2015, pp. 26-29. (In Russian).
9. Impact of fertilizers on agrochemical composition of nutrients in sod-podzolic sandy loam soil. Upravleniye pochvennym plodorodiyem i pitaniyem kul'turnykh rasteniy/ Ekologicheskiye aspekty. Sbornik materialov, posvyashchennyy 80-letiyu so dnya rozhdeniya professora Yu.I. Ermokhina [Management of soil fertility and nutrition of cultivated plants/ Ecological aspects. Collection of materials dedicated to the 80th anniversary of Professor Yu. I. Yermokhin]. Omsk, Litera Publ., 2015, pp. 51-56. (In Russian).
10. Dyomin V.A. On sod-podzolic soil the organic and mineral system of fertilizers is effective. Kartofel' i ovoshchi [Potatoes and vegetables]. 2008, no.2, pp.1519. (In Russian).
11. Makarova A.I. Vliyaniye sistem udobreniy na transformatsiyu gumusa i azota v dernovo-podzolistykh pochvakh Severo-Zapadnogo regiona Rossii. Kand. Diss. [Influence of fertilizer systems on humus and nitrogen transformation in sod-podzolic soils of the North-West region of Russia. Cand. Diss.], Velikiye Luki, 2011, 150 p.
12. Makarova A.I. Vliyaniye sistem udobreniy na transformatsiyu gumusa i azota v dernovo-podzolistykh pochvakh Severo-Zapadnogo regiona Rossii. Avtoref. Kand. Diss. [Influence of fertilizer systems on humus and nitrogen transformation in sod-podzolic soils of the North-West region of Russia. Abstract Cand. Diss.], Velikiye Luki, 2011, 22 p.
13. Nazarova O.V. Azotnoye sostoyaniye khorosho okul'turennykh dernovo-podzolistykh pochv Severo-Zapada Rossii i ego izmeneniye pod vliyaniyem razlichnykh sistem udobreniya. Kand. Diss. [Nitrogen state of well-cultivated sod-podzolic soils of the North-West of Russia and its change under the influence of various fertilizer systems. Cand. Diss.], Velikiye Luki, 2004, 132p.
14. Tsyganova N.A. Izmeneniye gumusnogo sostoyaniya dernovo-podzolistykh pochv Severo-Zapada Nechernozemnoy zony pri ikh sel'skokhozyaystvennom ispol'zovanii. Kand. Diss. [Change of humus state of sod-podzolic soils of the North-West of the non-Chernozem zone during their agricultural use. Cand. Diss.], Velikiye Luki, 2002, 223p.
15. Nekrasov Yu.V. Influence of different types of fertilizers on nitrogen regime of sod-podzolic soils of different granulometric composition. Nauchno-tekhnicheskiy progress v sel'skokhozyaystvennom proizvodstve: materialy IX mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii molodykh uchenykh [Scientific and technical progress in agricultural production: proc. of the IXth international scientific and practical conference of young scientists]. Velikiye Luki, 2014, pp. 47 - 56. (In Russian).
16. Nekrasov Yu.V. Influence of various fertilizer systems on winter rye productivity on sod-podzolic soil with various predecessors. Nauchno-tekhnicheskiy progress v sel'skokhozyaystvennom proizvodstve: materialy X mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii molodykh uchenykh [Scientific and technical progress in agricultural production: proc. of the X international scientific and practical conference of young scientists]. Velikiye Luki, 2015, pp. 147 - 149. (In Russian).
17. Badmayev L.B. Effect of sewage sludge on biological activity of alluvial sod soil. Agrokhimiya [Agrochemistry]. 2006, no.1, pp.62 - 66. (In Russian).
18. Maslov V.V. Vliyaniye udobreniy na agrofizicheskiye i fiziko-mekhanicheskiye svoystva erodirovannoy dernovo-podzolistoy pochvy i urozhaynost' kul'tur pochvozashchitnogo sevooborota. Kand. Diss. [Effect of fertilizers on agrophysical and physico-mechanical properties of eroded sod-podzolic soil and crop yield of soil protection crop rotation. Cand. Diss.], Smolensk, 2006, 143p.
19. Chukhina O.V. Crop productivity and changes in agrochemical parameters of sod-podzolic soil in crop rotation with the use of different doses of fertilizers. Agrokhimiya [Agrochemistry]. 2015, no. 5, pp.20 - 28. (In Russian).
Nitrogen consumption and protein collection in rotational crops under the influence of mineral and organic fertilizer
systems
Volodina Tamara Ibrayevna, Doctor of Science (Agriculture), professor.
e-mail: [email protected]
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Velikiye Luki State Agricultural Academy"
Chukhina Olga Vasil'yevna, Candidate of Science (Agriculture), associate professor
e-mail: [email protected]
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "The Vereshchagin Vologda State Dairy Farming Academy"
Demidova Anna Ivanovna, Candidate of Science (Agriculture), associate professor
e-mail: [email protected]
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "The Vereshchagin Vologda State Dairy Farming Academy"
Abstract. The objects of the research are agricultural crops of field rotation, mineral and organic fertilizer systems. The studies on the chemical composition and the quality of crops in the North-West of Russia on the soddy podzolic light loamy soil without fertilizers, when using the mineral system and organic fertilization systems of crops in doses equivalent to 30 tons of semi-transformed manure per hectare, were carried out. It has been revealed that on winter rye the options with mineral fertilizers added in a dose equivalent to 30 and 40 tons of manure per hectare provided the grain increase of 1.2 t/ha or 44% in relation to the control. The aftereffect of manure had an advantage over the rest of the organic fertilizers, increasing the green mass yield of the clover-timothy mixture by 34%. The highest oat yield was 2.8 t/ha in the option with mineral fertilizers application, which is due to the specific character of food elements consumption by cereals. The best barley yield of 1.7 t/ha was obtained by applying mineral fertilizers in the amount equivalent to 30 and 40 t/ha manure. The average annual productivity of crop rotation increased by 25-27% with the use of fertilizers. The largest «raw» protein collection was obtained by cultivating perennial herbs. This is due, firstly, to the high initial protein content of the clover and timothy mixture and its rather high yield. When comparing the options, the largest protein collection was received on the one with fertilizers and was almost identical, and compared to the control option the protein collection increased by 28-38%. On grain crops, the largest protein collection was obtained in winter rye and the smallest - in barley. Protein collection also depended on fertilizer action. Thus, in the option with mineral fertilizers in the year of operation the protein collection was maximum and 1.7-2.3 times exceeded the control variant. The correlation dependence calculation showed a significant dependence between mineral nitrogen content in soil and raw protein content in winter rye grain, r = 0.94 ± 0.12. A link has been established between the nitrogen content in the soil and the 'raw' protein content in the plant products. The results can be used to predict changes in the
chemical composition and properties of crops, as well as to develop a set of measures to increase soil fertility and improve the quality of plant products.
Keywords: crops, yield, organic fertilizers, sewage sludge, nitrogen balance, protein collection, product quality.
