CC BY
4Keywords: green manure crops, changes of organic matter, stubble and root residues, winter wheat, nitrogen fertilizing. Author details: N.S. Matyuk, Doctor of Sciences (agriculture), professor, (e-mail: [email protected]); D.A. Ryabov, Candidate of Sciences (agriculture); M.A. Mazirov, Doctor of Sciences (biology), professor; V.D. Polin, Candidate of Sciences (agriculture), docent.
For citation: Matyuk N.S., Ryabov D.A., Mazirov M.A., Polin V.D. Effects and afterinfluence of different doses of nitrogen feeding on the fertility of soddy-podzolic soil and the productivity of crop rotation // Vladimir agricolist. 2023. №3. pp. 22-26. D0I:10.24412/2225-2584-2023-3105-22-26.
DOI:10.24412/2225-2584-2023-3105-26-38 УДК 631.445.25:633.11«321»(470.314)
УДОБРЕНИЕ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ ПО ПЛАСТУ МНОГОЛЕТНИХ
ТРАВ НА СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ
В.В. ОКОРКОВ, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник (e-mail: [email protected])
Л.А. ОКОРКОВА, старший научный сотрудник
А.Е. ЛЕБЕДЕВА, младший научный сотрудник
Верхневолжский федеральный аграрный научный центр
ул. Центральная, д. 3, п. Новый, Суздальский р-н, Владимирская обл., 601261, Российская Федерация
Резюме. Исследования проводили на серых лесных почвах Владимирского ополья в длительном полевом опыте на яровой пшенице, идущей по пласту трав 2-го года пользования на 6-й культуре после занятого пара 7-польного севооборота. Цель исследований - оценить влияние удобрений на урожайность и участие N-NO3 в питании азотом яровой пшеницы, размеры нитрификации под ней в разные периоды вегетации в зависимости от погодных условий. В более увлажненные годы урожайность зерна яровой пшеницы варьировала от 31,2 до 44,8 ц/га, в засушливом - снижалась в 1,3-1,6 раза. Наибольшая окупаемость 1 кг д.в. удобрений прибавкой зерна установлена при применении одинарной дозы N40P40K40 и сочетании ее с последействием доз навоза КРС 40-80 т/га. В 2019 - последействии доз навоза 40-60 т/га в сочетании с РК удобрениями. Подтверждена, определяющая величину урожая, роль азотных и последействия органических удобрений, в меньшей мере фосфорно-калийных удобрений. Наиболее высокие запасы N-NO3 в слое почвы 0-40 см наблюдали в фазу всходов яровой пшеницы и при применении полного минерального удобрения. В эту фазу установлена высокая степень взаимосвязи запасов N-NO3 с урожайностью культуры. Определяющая роль N-NO3 в питании яровой пшеницы азотом была подтверждена и высокими величинами отношения содержания N-NO3 в почве к содержанию N-NH4 в водной вытяжке (1:1). Были оценены размеры образования N-NO3 за вегетационный период и основные фазы роста и развития пшеницы. Для различных погодных условий рассчитаны коэффициенты использования образующегося за вегетацию N-NO3 на вынос азота элементами урожая пшеницы. По влияни3ю на урожайность и снижение потерь N-NO3 наиболее эффективно сочетание одинарной дозы N40P40K40 с последействием доз навоза 40-80 т/га.
Ключевые слова: серая лесная почва, Владимирское ополье, яровая пшеница, полное минеральное удобрение, навоз КРС, урожайность, нитратный азот, фазы роста и развития, коэффициент использования.
Для цитирования: Окорков В.В., Окоркова Л.А., Лебедева А.Е. Удобрение яровой пшеницы по пласту многолетних трав на серых лесных почвах //Владимирский земледелец. 2023. №3. С. 26-38. D0I:10.24412/2225-2584-2023-3105-26-38.
В работе [1] на серых лесных почвах Ополья установлена определяющая роль средних запасов нитратного азота, накапливающихся в слое почвы 0-40 см в весенне-летний период за ротацию (всходы яровых и отрастание озимых и трав), на продуктивность культур 8- и 7-польных севооборотов. На основании продолжающихся исследований в работе [2] авторы пришли к выводу о том, что на серых лесных почвах Владимирского ополья, имеющих высокую емкость катионного обмена, аммонийный азот, образующийся в процессе трансформации почвенного азота и внесенный с минеральными удобрениями, активно поглощался почвенно-поглощающим комплексом (ППК). В нитрификации в основном участвовал аммонийный азот, находящийся в жидкой фазе (почвенном растворе). Запасы N-N0^ формирующиеся в процессе нитрификации и полностью находящиеся в жидкой фазе почвы, участвовали в питании яровой пшеницы азотом и определяли величину урожая и его качество. Непосредственное участие N-NH4 в питании этой культуры азотом весьма низкое.
На основании нового подхода к анализу результатов исследований и полученных дополнительных данных была поставлена цель - оценить влияние удобрений на урожайность и участие N-N03 в питании азотом яровой пшеницы, идущей по пласту трав 2-го года пользования, размеры нитрификации под ней в разные периоды вегетации в зависимости от погодных условий.
Условия, материалы и методы. Исследования проводились в 4-й ротации на яровой пшенице, высеваемой по пласту многолетних трав, в 7-польном севообороте: занятый пар - яровая пшеница - овес с подсевом многолетних трав (клевер + тимофеевка) - травы 1-го года пользования - травы 2-го года пользования - яровая пшеница - ячмень. Стационарный опыт был заложен в 1991-1993 гг. на трех закладках (полях) [1, 2].
Почва опытных полей - серая лесная среднесуглинистая со следующей исходной характеристикой пахотного слоя: содержание гумуса 2,6...3,7%; рНКС| - 5,1...5,5; гидролитическая кислотность (НГ) 3,2.3,5, сумма поглощенных оснований - 19,4.22,4 мг-экв/100 г; содержание подвижного фосфора (по Кирсанову) -
130...200, обменного калия (по Масловой) - 150...180 мг/кг почвы.
В начале 1-й ротации было проведено известкование по полной гидролитической кислотности. На его фоне изучали влияние различных доз подстилочного навоза КРС (0, 40, 60 и 80 т/га), который вносили после уборки однолетних трав на сено, и влияние ежегодного применения минеральных удобрений (0, РК, NPK, 2NPK), их сочетания на урожай полевых культур, изменение агрохимических и химических свойств серой лесной почвы. В 4-й ротации исследования вели по последействию известкования, проведенного в 1-й ротации, и органических удобрений (4-я ротация).
Под яровую пшеницу (сорт Ладья) после трав 2-го года пользования применяли следующие дозы минеральных удобрений: Р40К40, N40P40K40 и N80P80K80 (двойная доза).
В качестве минеральных удобрений использовали аммиачную селитру, простой суперфосфат и хлористый калий. Фосфорно-калийные удобрения вносили осенью под основную обработку почвы, азотные - весной под предпосевную культивацию.
Погодные условия вегетационных периодов 20192021 гг. сильно различались. В 2019 г. более высокие средние температуры мая (на 3,8 оС) и июня (на 2,2 оС) по сравнению с многолетними данными, существенный дефицит влаги в мае-июне способствовали более интенсивному физико-химическому закреплению ППК фосфора и калия, повышению эффективности фосфорно-калийных удобрений. Небольшое количество выпавших осадков в апреле (14,1 против 34,0 мм по многолетним данным) и первой декаде мая (3,0 мм) не обеспечило равномерного прорастания семян яровой пшеницы. Интенсивное формирование подгона и вторичной корневой системы наблюдали лишь после выпадения осадков в середине (18,1 мм) и конце (60,9 мм) июня. В июле осадков было на 25% больше (105 мм), чем по многолетним данным (84 мм). Максимум их наблюдали во 2-й декаде (52 мм). Средняя температура воздуха в июле и августе на 1,7 и 0,8 оС была более низкой, чем по среднемноголетним данным. В августе количество выпадающих осадков было близким к норме. За вегетационный период оно составило 290,3 мм, а по многолетним данным - 264.273 мм. Гидротермический коэффициент (ГТК) по Селянинову соответственно равнялся 1,33 и 1,36.
В 2020 году температура воздуха в июне, июле и августе была на 1,8, 1,7 и 0,7 оС выше многолетних данных. За май-август выпало близкое к многолетним данным количество осадков (274 мм). В течение вегетации яровой пшеницы они также выпадали относительно регулярно. ГТК за вегетационный период был близок к предыдущему году (1,31).
В 2021 г. температура мая, июня, июля и августа была
соответственно на 2,3, 4,0, 2,6 и 3,3 оС более высокой, чем по многолетним данным. В то же время в течение 34 дней (с середины июня до конца 2-й декады июля) не наблюдали выпадения эффективных осадков в критические фазы роста и развития яровой пшеницы (конец выхода в трубку, колошение-цветение и налив зерна). Избыточное количество осадков в августе (в 1,6 раза) уже не оказало положительного влияния на урожай культуры, но затруднило ее уборку. За вегетацию культуры ГТК составил 1,01.
Агрохимические анализы почвы выполняли по методикам, изложенным в работе [3]. Статистическую обработку результатов проводили с использованием программ STAT VIUA и EXCEL.
Результаты и обсуждение. Изменчивость погодных условий в годы исследований оказала влияние на накопление элементов питания и урожайность яровой пшеницы. Из данных таблицы 1 следует, что урожайность яровой пшеницы в 2019-2020 гг. была более высокой по сравнению с 2021 годом, что согласуется с относительно благоприятными погодными условиями первых лет. Однако лучшие условия увлажнения почвы в 2020 году по сравнению с 2019 годом не обеспечили повышения урожайности этой культуры. Одна из причин -интенсивное поражение желтой ржавчиной, широко распространенной в южных районах европейской части Российской Федерации.
В годы наблюдений последействие извести по сравнению с контролем не вело к росту урожайности яровой пшеницы.
В 2019 году применение одинарной и двойной доз полного минерального удобрения по сравнению с использованием фосфорно-калийных удобрений способствовали достоверному увеличению урожайности изучаемой культуры. Последействие 80 т/га навоза КРС по сравнению с фоном известкования также повышало урожай пшеницы. На фоне извести и последействия доз органических удобрений 40 и 60 т/га за ротацию достоверных различий во влиянии РК и NPK не получено, но по сравнению с фоном известкования прибавка урожая зерна составила 5,6.8,5 ц/га. В этих вариантах получена наиболее высокая окупаемость фосфорно-калийных удобрений (7,0.7,5 кг зерна/кг д.в.). Однако по последействию 80 т/га навоза в занятом пару по действию NPK по сравнению с РК получено достоверное увеличение урожайности яровой пшеницы, что, по-видимому, связано с ускоренным созреванием этой культуры под влиянием одних фосфорно-калийных удобрений.
При применении только минеральных удобрений наиболее высокая окупаемость 1 кг д.в. удобрений прибавкой зерна яровой пшеницы получена в варианте одинарной дозы NPK (3,1 кг зерна/кг д.в.). Эта доза NPK была наиболее окупаемой и на фоне последействия 80 т/га органических удобрений (5,2 кг зерна/кг д.в.).
g/iaduMipckiu ЗешеШеф
№ 3 (105) 2023
В 2019 г. во всех вариантах опыта окупаемость минеральных удобрений повышалась по последействию органических удобрений.
В 2020 г. урожайность яровой пшеницы достоверно возрастала от применения полного минерального удобрения, сочетания его с органическими удобрениями, последействия последних. Достоверных различий доз NPK и органических удобрений во влиянии на урожайность пшеницы не установлено.
На фоне известкования при применении только минеральных удобрений наиболее высокая окупаемость 1 кг д.в. прибавкой зерна выявлена в варианте с одинарной дозой NPK (8,1 кг зерна/кг д.в.). По последействию органических удобрений окупаемость минеральных удобрений возрастала. В этом случае более высокие величины окупаемости установлены при применении РК и одинарной дозы NPK (8,6.10,5 кг зерна/кг д.в.).
В острозасушливом 2021 году урожайность яровой пшеницы резко снизилась из-за недостатка влаги. По сравнению с фоном известкования она достоверно повышалась только от полного минерального удобрения. Однако увеличение дозы его выше одинарной не вело к дальнейшему росту урожайности пшеницы. Окупаемость одинарной дозы NPK и сочетания его с последействием органических удобрений в засушливый год варьировала от 3,2 до 4,8 кг зерна/кг д.в. На фоне последействия органических удобрений окупаемость NPK была более
низкой, чем без них.
Результаты корреляционно-регрессионного анализа урожайных данных 2019 г. (табл. 2) подтвердили высокое влияние на урожайность яровой пшеницы действия фосфорно-калийных удобрений, более слабое -последействия органических и действия азотных минеральных удобрений.
В 2020-2021 гг. урожайность культуры определялась высоким действием азотных удобрений, последействием навоза КРС и их взаимодействием.
В среднем за 2019-2021 гг. на действие азотных и последействие органических удобрений приходилось 82% вариации урожайности, а с учетом их взаимодействия -93,4%. Влияние последействия органических удобрений, полностью отнесенное на содержание в них азота, по сравнению с действием азотных минеральных удобрений составляло около 12%.
Так как в работах [1, 2] на серых лесных почвах Ополья выявлена определяющая роль N-N03 в питании культур азотом и на величину их урожайности, то на основе динамики запасов нитратного азота в слое почвы 0-40 см (табл. 3) и выноса азота урожаем яровой пшеницы можно провести расчеты формирования N-N03 за вегетацию и в основные фазы роста и развития культуры, а также коэффициенты использования накопленных за вегетацию запасов N-N03 на вынос азота элементами урожая.
Как видно из данных таблицы 3, в 2019-2021 гг. в
1. Влияние удобрений на урожайность яровой пшеницы сорта Ладья и их окупаемость по годам
Вариант Урожайность яровой пшеницы, ц/га Окупаемость 1 кг д.в. минеральных удобрений зерном, кг/кг д.в.
2019 г. 2020 г. 2021 г. 2019 г. 2020 г. 2021 г.
1. Контроль 35,4 31,6 23,7 - - -
2. Известь 36,3 31,2 24,1 - - -
3. Р40К40 36,8 32,6 24,1 0,6 1,8 0
4. N40P40K40 40,0 40,9 29,7 3,1 8,1 4,8
5. N80P80K80 43,1 41,6 32,2 2,6 4,3 3,4
6. Навоз 40 т/га 37,6 36,9 24,6 - - -
7. Навоз 60 т/га 38,1 38,7 26,9 - - -
8. Навоз 80 т/га 40,4 37,8 26,3 - - -
9. Н40+ Р40К40 42,3 38,1 25,3 7,5 8,6 1,5
10. Н40+ N40P40K40 42,5 42,4 27,9 5,2 9,3 3,2
11. Н40 + N80P80K80 42,7 42,6 28,7 2,7 4,8 1,9
12. Н60 + Р40К40 41,9 39,6 26,2 7,0 10,5 2,6
13. Н60+ N40P40K40 42,6 43,3 28,7 5,2 10,1 3,8
14. Н60+ N80P80K80 44,8 44,5 28,1 3,5 5,5 1,7
15. Н80+ Р40К40 39,4 38,8 26,3 3,9 9,5 2,8
16. Н80+ N40P40K40 43,6 42,1 28,2 5,2 9,1 3,4
17. Н80+ N80P80K80 44,8 43,9 28,3 3,5 5,3 1,8
НСР05, ц /га з.е. 3,0 2,3 2,9 - - -
Т, % 2,64 2,10 3,75 - - -
1-й срок наблюдений запасы нитратного азота в слое почвы 0-40 см в вариантах 1-3 (без применения азотных удобрений) варьировали от 45,8 до 75,7 кг/га. Внесение полного минерального удобрения в одинарной дозе и его сочетания с последействием навоза резко увеличивало их до 129-152 кг/га, а двойной дозы NPK и сочетания ее с навозом - до 175-258 кг/га. Очевидно, к этому сроку аммонийный азот, ранее внесенных азотных удобрений (за 3-4 недели) в благоприятных условиях увлажнения и уже достаточно высоких температурах, трансформировался
2. Математические зависимости по влиянию удобрений (У, ц/га зерна)
в нитратную форму. В этот же период даже при более низких температурах происходила аммонификация органического вещества почвы и вносимых органических удобрений. Появляющийся N-NH4 на серых лесных почвах Ополья изменялся преимущественно под влиянием двух процессов. С одной стороны, из-за высокой емкости катионного обмена [4] серых лесных почв Владимирского ополья происходило его существенное физико-химическое поглощение ППК, с другой, находящийся в жидкой фазе N-NH4 подвергался нитрификации, скорость которой
на урожайность яровой пшеницы в годы исследований
Год исследований Уравнение взаимосвязи, п = 17 R2
2019 У = 36,4 + 0,042 х1 + 0,030х2 - 0,045 х3 0,840
У = 36,2 + 0,041 х1 + 0,074 х3 0,810
2020 У = 34,0 + 0,065 х1 + 0,090х2 0,818
У = 32,7 + 0,086х1+ 0,236х2-0,0014х22-0,0009х1х2 0,920
У = 32,2 +0,169х1 + 0,232х2-0,0011х12 - 0,0014х22-0,0008х1х2 0,956
2021 У = 25,5 + 0,054х2 0,645
У = 24,2 + 0,160х2 + 0,0004х12 - 0,0008х22 - 0,0011х1х2 0,951
2019-2021 У = 32,1 + 0,0374 х1 + 0,069 х2 0,820
У = 30,7 +0,054х1 + 0,161х2-0,029х3 - 0,0011х22-0,0007х1х2 0,954
У = 31,1 + 0,057х1+ 0,172х2-0,0009х22-0,0008х1х2 0,934
Примечания. 80>х>40 - последействие доз навоза, т/га; 80>х2>40 - действие доз азота NH4NO3; 80>х3>40 - действие фосфорно-калийных удобрений в расчете на Р О кг/га.
3. Влияние удобрений на динамику запасов нитратного азота в слое почвы 0-40 см по годам и срокам наблюдения, кг/га_
Вариант 2019 г. 2020 г. 2021 г.
1-й срок 2-й срок 3-й срок 1-й срок 2-й срок 3-й срок 1-й срок 2-й срок 3-й срок
1 46,4 49,0 59,4 75,7 8,9 38,1 47,6 22,4 80,4
2 60,0 47,9 49,3 66,8 14,2 40,5 45,8 19,0 79,8
3 54,1 46,8 53,6 74,4 16,6 32,8 54,3 20,2 96,8
4 152 165 79,1 129 30,3 38,1 137 42,2 136
5 175 184 102 199 29,6 120 248 123 222
6 51,7 70,4 67,0 90,3 21,8 54,0 56,2 17,6 72,3
7 53,8 71,7 65,1 113 19,7 41,3 66,9 18,9 104
8 63,3 79,7 79,4 115 15,2 52,4 54,5 21,5 109
9 53,8 80,0 78,4 111 15,3 44,3 48,8 14,1 92,2
10 164 125 69,7 161 30,7 49,4 121 47,1 116
11 218 177 92,3 206 36,1 65,1 244 104 215
12 51,8 79,8 74,8 109 14,0 34,5 73,8 18,3 103
13 161 131 68,5 162 27,0 60,0 130 47,3 119
14 234 202 75,8 185 32,7 79,2 248 112 187
15 83,1 109 74,7 134 26,0 30,6 57,8 17,9 97,3
16 161 167 68,1 181 33,0 59,9 116 44,0 119
17 243 170 99,9 205 31,9 70,8 258 121 236
Средние 119 115 74,0 136 23,7 53,6 118 47,7 126
Примечание. 1-й срок - полные всходы; 2-й срок - колошение; 3-й срок - уборка.
4. Взаимосвязь урожайности яровой пшеницы (У, ц/га), идущей после трав 2-го года пользования (по пласту трав), с запасами N-NO, в слое почвы 0-40 см в фазу всходов (х, кг/га)
Год Уравнение взаимосвязи, п = 17 R2 Максимальная величина Z ГТК
2019 У = 36,8 + 0,033 х 0,621 243 1,33
У = 26,6 х00923 0,609
2020 У = 14,2 + 0,308х - 0,0008х2 0,935 206 1,31
У = 9,85 х0283 0,880
У = 28,4 + 0,0794 х 0,810
2021 У = 24,4 + 0,022 х 0,610 258 1,01
У = 16,4 х0109 0,729
У = 20,7 + 0,095 х - 0,0002 х2 0,786
резко возрастала с повышением температуры и его концентрации. Удобрения, вносимые за 3-4 недели до первого срока отбора почвенных образцов, и органическое вещество почвы в той или иной мере трансформировались в нитратный азот. Этот процесс резко возрастал при применении азотных минеральных удобрений (№а). Вместе с нитратным азотом и N-NH4 жидкой фазы может поглощаться возделываемой культурой, участие которого зависит от их соотношения в ней и скоростей нитрификации и поглощения азота растениями.
Без внесения минеральных азотных удобрений процессы трансформации органического вещества почвы и органических остатков зависели от условий увлажнения и температуры. В 2019 и 2021 гг. в вариантах 1-3 (табл. 2) накопление N-N03 в ранний период вегетации культуры сдерживалось определенным дефицитом влаги; в 2020 году условия для протекания процесса нитрификации были более оптимальными. Запасы N-N03 в вариантах 1-3 были выше, чем в 2019 и 2021 гг., и варьировали от 66,8 до 75,7 кг/га.
Во 2-й срок наблюдений по сравнению с 1-м в 2020-2021 гг. (табл. 3) произошло существенное снижение запасов N-N03 за счет поглощения возделываемой культурой. В вариантах без внесения азотных удобрений (1- 3) различия составили 25,2.66,8 кг/га, применения одинарной дозы NPK - 94,8.98,7 кг/га, двойной дозы - 125.169 кг/га. Для вариантов 1-3 в 2020 году размеры снижения N-N03 были более высокими (52,6.66,8 кг/га), чем в 2021 году (25,2.34,1 кг/га). В 2020 г. они были близкими к размерам выноса азота в фазу колошения [2], 2021 - ниже их. К фазе колошения яровые зерновые выносят около 70% азота от общего выноса его урожаем [5, 6]. В 2020 году в этих вариантах общий вынос азота урожаем варьировал от 74,1 до 81,8 кг/га, в 2021 - от 62,7 до 68,3 кг/га. Очевидно, в 2021 году в период от всходов до колошения происходила дальнейшая трансформация почвенного азота в нитратную форму. В 2020 г. она была низкой.
После уборки по сравнению с колошением в 2020-2021 гг. снова наблюдали увеличение запасов N-N03 в слое почвы 0-40 см, особенно в 2021 году, когда выпало большое
количество осадков.
В 2019 г. в вариантах 1-3 запасы N-N03 в слое почвы 0-40 см по срокам наблюдений варьировали от 46,4 до 60,0 кг/га. При применении полного минерального удобрения и его сочетании с последействием навоза КРС они заметно снижались от фазы колошения к уборке (с 125-200 до 68-100 кг/га). По последействию органических удобрений и сочетанию их с РК удобрениями изменялись по срокам наблюдений в 1,26-1,54 раза. В последнем случае в фазу колошения они были максимальными и по вариантам варьировали от 70,4 до 109 кг/га.
За 2019-2021 гг. [2] запасы N-NH4 в слое почвы 0-40 см как по дозам применения удобрений, так и срокам наблюдения варьировали в более узких пределах, их участие в питании растений азотом было невысоким.
Определяющая роль запасов нитратного азота в питании яровой пшеницы азотом подтверждается тесной взаимосвязью урожайности культуры с запасами N-N03 в слое почвы 0-40 см в фазу всходов за годы исследований (табл. 4). Величина коэффициента детерминации ^2) по разным зависимостям варьировала от 0,609 до 0,935. Даже для 2019 года, когда величина урожая пшеницы в значительной мере определялась обеспеченностью фосфором (табл. 2), питание культуры азотом происходило за счёт поглощения N-N0^ При величине гидротермического коэффициента (ГТК) 1,01 наблюдалась максимальная величина образования нитратного азота в фазу всходов яровой пшеницы.
Так как нитратный азот не поглощается ППК, то полностью находится в жидкой фазе почвы. Переход же N-NH4 в жидкую фазу почвы в существенной мере зависит от её гранулометрического состава [4]. Поэтому об участии форм азота в питании культуры (растений) предлагается судить по отношению содержания N-N03 в почве к содержанию N-NH4 в водной вытяжке 1:1 (жидкой фазе). Чем выше оно, тем выше доля участия N-N03 в питании растений.
Данные таблицы 5 показывают, что в ранний период вегетации яровой пшеницы во все годы наблюдений изучаемое соотношение в слое почвы 0-20 см варьировало
5. Отношение содержания N-N03 в почве к содержанию N-NH4 в водной вытяжке (1:1) в ряде вариантов опыта за 2019-2021 гг. в слое почвы 0-40 см
Вариант опыта Слой почвы, см 2019 г. 2020 г. 2021 г.
1-й срок 2-й срок 3-й срок 1-й срок 2-й срок 3-й срок 1-й срок 2-й срок 3-й срок
2 0-20 108 241 357 106 54,0 207 51,6 15,6 98,2
20-40 152 290 297 192 113 236 40,0 12,1 276
3 0-20 75,0 130 225 149 15,3 146 50,7 13,7 200
20-40 108 197 232 137 82,3 73,0 40,1 12,1 655
4 0-20 149 103 192 150 36,6 45,0 65,1 19,2 247
20-40 56,5 98,6 291 116 124 111 96,7 20,5 1017
5 0-20 27,8 101 160 175 35,7 41,9 163 72,9 574
20-40 58,0 196 163 363 37,3 33,4 176 67,8 1105
7 0-20 66,6 119 133 171 20,2 73,8 51,6 14,9 107
20-40 76,4 163 292 202 31,9 149 54,4 9,00 995
13 0-20 103 216 284 202 68,1 63,4 87,8 27,2 159
20-40 96,5 210 393 319 80,8 152 48,2 25,9 283
14 0-20 65,1 72,6 127 76,6 23,7 68,3 41,1 32,7 164
20-40 106 139 539 63,6 43,9 146 35,0 27,7 297
Примечание. 1-й срок - всходы; 2-й срок - фаза колошения; 3-й срок - после уборки.
преимущественно от 40-70 до 100-200 раз, а в слое 2040 см - до 320-360 раз. В засушливые периоды вегетации оно существенно снижалось. Так, в 2020-2021 гг. в фазу колошения по сравнению со всходами оно уменьшилось в несколько раз. Более интенсивное пересыхание слоев почвы (0-20 и 20-40 см) также вело к снижению этого соотношения.
После уборки в условиях повышения влажности почвы резко возросли процессы нитрификации (табл. 3). Содержание же аммонийного азота в жидкой фазе заметно снижалось как за счет поглощения ионов NH4+ разбухающими смектитовыми глинистыми минералами, так и с замедлением процессов аммонификации. Последние более активно протекали в предыдущие сроки, так как в меньшей мере зависели от неблагоприятных погодных условий. Поэтому доля нитратного азота в жидкой фазе почвы после уборки резко возрастала.
Минимальное отношение содержания N-NO3 в почве к содержанию N-NH4 в водной вытяжке составляло 9-12 раз. Для этих условий доля нитратного азота в жидкой фазе почвы от суммы в ней N-NO3 и N-NH4 варьировала от 90 до 92,3% {9х100:(9+1)}; для величины отношения 50 - 98%.
Следовательно, и данные таблицы 5 подтверждают определяющую роль нитратного азота в питании возделываемых культур азотом на серых лесных почвах Владимирского ополья, характеризующихся высокой емкостью катионного обмена. Это согласуется с исследованиями на почвах южных регионов страны с высокими значениями этого параметра [7, 8]. В них содержание нитратного азота в почве в десятки раз более высокое, чем N-NH4.
Определяющая роль N-NO3 в питании растений позволяет оценивать размеры образования нитратного азота в разные периоды вегетации яровой пшеницы: до всходов, от всходов до колошения и от колошения до уборки (табл. 6).
Общие размеры формирования N-NO3 за вегетационный период 2019 г. находили суммированием выноса азота зерном и соломой яровой пшеницы, пожнивно-корневыми остатками [9, 10] и запасов N-NO3 в слое почвы 0-40 см после уборки. За этот период они варьировали от 204 до 316 кг/га, возрастали от применения одинарной и двойной доз NPK (от 208 на фоне последействия известкования до 258 и 305 кг/га), от доз навоза КРС - до 238-259 кг/га. При сочетании 80 т/га навоза КРС с двойной дозой N80P80K80 этот параметр увеличивался до 316 кг/га (табл. 6).
В период всходов в условиях 2019 года запасы N-NО3 в слое почвы 0-40 см в вариантах без азотных удобрений (вар. 1-3) изменялись в пределах 46,4-60 кг/га, последействия органических удобрений и их сочетания с фосфорно-калийными - 51,7- 83,1, в удобренных азотом селитры -152-243 кг/га. В последнем случае они увеличивались в большей мере, чем применяемые дозы азота селитры. Это подтверждает представления о роли мобилизационного пула азота в формировании его мобильного фонда [1, 11].
Изменения запасов N-NО3 от всходов до колошения были невысокими. Увеличение их (прирост положительный) означало, что нитрификация за этот период обеспечила наряду с компенсацией выноса азота культурой (около 70% от максимального выноса азота) [5,6], и небольшой их рост. При отрицательном
6. Размеры формирования N-N0, в слое почвы 0-40 см по периодам вегетации яровой пшеницы за 2019 год, кг/га
Вынос N урожаем Прирост Образование от колошения до уборки
Вариант опыта зерно и солома пожнив-но-кор-невые остатки Запасы в уборку Общие размеры формирования Запасы в фазу всходов запасов от всходов до колошения Вынос N до колошения Образование от всходов до колош Образование до колошения
1. 122 24,8 59,4 206 46,4 2,6 85,4 88,0 134 72,0
2. 130 28,3 49,3 208 60,0 -12,1 91,0 78,9 139 69
3. 125 25,7 53,6 204 54,1 -7,3 87,5 80,2 134 70
4. 146 32,8 79,1 258 152 13 102 115 267 -9
5. 166 37,1 102 305 175 9 116 125 300 5
6. 142 32,7 67,0 242 51,7 18,7 99,4 118 170 72
7. 141 32,0 65,1 238 53,8 17,9 98,7 117 180 58
8. 146 34,0 79,4 259 63,3 16,4 102 118 181 78
9. 143 32,2 78,4 254 53,8 26,2 100 126 180 74
10. 161 34,9 69,7 266 164 -39 113 74,0 238 28
11. 172 38,0 92,3 302 218 -41 120 79,0 297 5
12. 151 31,0 74,8 257 51,8 28 106 134 186 71
13. 168 35,8 68,5 272 161 -30 118 88 249 23
14. 178 37,6 75,8 291 234 -32 125 93 327 -36
15. 141 28,4 74,7 244 83,1 25,9 98,7 125 208 36
16. 173 37,1 68,1 278 161 6 121 127 288 -10
17 179 37,6 99,9 316 243 -63 125 62,0 305 11
Примечание. Вынос азота до колошения принят в размере 70% от выноса зерном и соломой яровой пшеницы [5, 6].
7. Вынос азота элементами урожая яровой пшеницы (кг/га) и коэффициент использования ими общих размеров
образуемого N-N0, за вегетационный период в 2019 году (*%
Вариант Зерно Зерно + солома Зерно + солома + ПКО Накопление азота за вегетацию ки1 ки2 КИ,
кг/га %
1.Контроль 83,9 122 147 206 40,7 59,2 71,4
2.Известь 84,9 130 158 208 40,8 62,5 76,0
3.Р40К40 83,2 125 151 204 40,8 61,3 74,0
4.N40Р40К40 95,6 146 179 258 37,0 56,6 69,4
5^80Р80К80 104 166 203 305 34,1 54,4 66,6
6.Навоз 40 т/га (Н40) 88,0 142 175 242 36,4 58,7 72,3
7.Н60 90,7 141 173 238 38,1 59,2 72,7
8.Н80 94,1 146 180 259 36,3 56,4 69,5
9.Н40 + Р40К40 92,6 143 175 254 36,5 56,3 68,9
10.Н40+N40Р40К40 106 161 196 266 39,8 60,5 73,7
11.Н40+N80Р80К80 107 172 210 302 35,4 57,0 69,5
12.Н60 + Р40К40 96,4 151 182 257 37,5 58,8 70,8
13.Н60+N40Р40К40 105 168 204 272 38,6 61,8 75,0
14.Н60+N80Р80К80 111 178 216 291 38,1 61,2 74,2
15.Н80 + Р40К40 92,6 141 169 244 38,0 57,8 69,3
16.Н80+N40Р40К40 106 173 210 278 38,1 62,2 75,5
17.Н80+N80Р80К80 112 179 217 316 35,4 56,6 68,6
Примечание. КИ1 - коэффициент использования общих размеров формирования нитратного азота на вынос азота основной продукцией; КИ2 - зерном и соломой; КИ3 - зерном, соломой и пожнивно-корневыми остатками (ПКО).
8. Влияние удобрений на коэффициенты использования (КИ) общих запасов нитратного азота, накапливаемых за период вегетации, на вынос азота элементами урожая яровой пшеницы за 2019 год, %
Доза последействия навоза, т/га Минеральные удобрения Средний КИ по навозу Изменение
0 РК NPK 2 NPK
Коэффициент использования на вынос азота зерном (КИ1)
- 40,8 40,8 37,0 34,1 38,2 -
40 36,4 36,5 39,8 35,4 37,0 -1,2
60 38,1 37,5 38,6 38,1 38,1 -0,1
80 36,3 38,0 38,1 35,4 37,0 -1,2
Средний по минеральным удобрениям 37,9 38,2 38,4 35,8 - -
Коэффициент использования на вынос азота зерном и соломой (КИ2)
- 62,5 61,3 56,6 54,4 58,7 -
40 58,7 56,3 60,5 57,0 58,1 -0,6
60 59,2 58,8 61,8 61,2 60,2 1,5
80 56,4 57,8 62,2 56,6 58,2 -0,5
Средний по минеральным удобрениям 59,2 58,6 60,3 57,3 - -
Коэффициент использования на вынос азота зерном, соломой и пожнивно-корневыми остатками (КИ3)
- 76,0 74,0 69,4 66,6 71,5 -
40 72,3 68,9 73,7 69,5 71,1 -0,4
60 72,7 70,8 75,0 74,2 73,0 1,5
80 69,5 69,3 75,5 68,6 70,7 -0,8
Средний по минеральным удобрениям 72,6 70,8 73,4 69,7 - -
Примечание. Коэффициент использования общих размеров накопления N-NО3 за период вегетации в абсолютном контроле составлял на вынос азота зерном 40,7%, зерном и соломой - 59,2, зерном, соломой и пожнивно-корневыми остатками - 71,4%.
приросте часть нитратного азота, накопившегося до всходов, потреблялась растениями; другую часть вынесенного до колошения азота растения потребляли из вновь образовавшихся нитратов. На основании этих данных были рассчитаны размеры образовавшегося N-NО3 от всходов до колошения. Они варьировали от 62 до 134 кг/га. Были более высокими в вариантах последействия органических удобрений (около 118 кг/га), сочетания их с РК удобрениями (126-134 кг/га), действия одинарной и двойной доз NPK (115 и 125 кг/га). Более низкими - в вариантах 1-3 (78,9-88,0 кг/га) и вариантах сочетания последействия доз навоза КРС 40-60 т/га с NPK (74,0-93,0).
В период от колошения до уборки нитрификационные процессы более активно протекали в вариантах без применения азотных удобрений (вар. 1-3), последействия органических удобрений и сочетания их с РК. Резкое снижение их наблюдали в вариантах с применением NPK и сочетания последних с навозом КРС. В этих случаях процессы нитрификации более активно протекали в предыдущие сроки, особенно до фазы всходов.
Следовательно, в 2019 г. процессы нитрификации весьма активно протекали в течение всей вегетации культуры в вариантах без удобрений и последействия навоза КРС. Использование минеральных азотных удобрений ускоряло их в ранние сроки вегетации культуры (до колошения), но резко снижало - от колошения до уборки.
В таблице 7 представлены размеры выноса азота элементами урожая яровой пшеницы и коэффициенты использования общих размеров образования азота нитратов за вегетацию на его вынос зерном (КИ1); зерном и соломой (КИ2); зерном, соломой и пожнивно-корневыми остатками (КИ3).
Установлено (табл. 8), что наиболее высокое использование формирующегося за вегетацию N-NО3 наблюдали при действии дозы N40P40K40 (в среднем по 4-м уровням последействия органических удобрений -0, 40, 60 и 80 т/га). Использование дозы N80P80K80 по сравнению с N40P40K40 снижало КИ1 на 7,2%, КИ2 - на 5,2, КИ3 - 5,3%.
В среднем по 4-м уровням применения минеральных
9. Размеры формирования N-N0, в слое почвы 0-40 см по периодам вегетации яровой пшеницы за 2020 год, кг/га
Вариант опыта Вынос N урожаем Запасы в уборку Общие размеры формирования Запасы в фазу всходов Прирост запасов от всходов до колошения Вынос N до колошения Образование от всходов до колош. Образование до колошения Образование от колошения до уборки
зерно и солома пожнив-но-кор-невые остатки
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1. 77,5 12,5 38,1 128 75,7 -66,8 54,2 -12,6 75,7 52,3
2. 74,1 10,6 40,5 125 66,8 -52,6 51,9 -0,7 66,8 58,2
3. 81,8 12,2 32,8 127 74,4 -57,8 57,3 -0,5 74,4 52,6
4. 112 14,8 38,1 165 129 -98,7 78,4 -20,3 129 36,0
5. 126 17,6 64,0 208 199 -169 88,2 -80,8 199 9,0
6. 91,3 13,3 54,0 159 90,3 -78,5 63,9 -14,6 90,3 58,7
7. 101 13,9 41,3 156 113 -92,3 70,7 -21,6 113 43,0
8. 96,9 13,3 52,4 163 115 -99,8 67,8 -32,0 115 48,0
9. 93,4 11,4 44,3 149 111 -95,7 65,4 -30,3 111 38,0
10. 121 16,8 49,4 187 161 -130 84,7 -45,3 161 26,0
11. 134 19,2 65,1 218 206 -170 93,8 -76,2 206 12,0
12. 108 15,9 34,5 158 109 -95 75,6 -19,4 109 49,0
13. 124 16,4 60,0 200 162 -135 86,8 -48,2 162 38,0
14. 145 21,6 79,2 246 185 -152 102 -50,0 185 61,0
15. 110 17,5 30,6 158 134 -108 77,0 -31,0 134 14,0
16. 122 15,2 59,9 197 181 -148 85,4 -62,6 181 16,0
17 138 19,3 70,8 228 205 -173 96,6 -76,4 205 23,0
10. Влияние удобрений на коэффициенты использования (КИ) общих запасов нитратного азота, накапливаемых за период вегетации, на вынос азота элементами урожая яровой пшеницы за 2020 год, %__
Доза последействия навоза, т/га Минеральные удобрения Средний КИ по навозу Изменение
0 РК NPK 2 NPK
Коэффициент использования на вынос азота зерном (КИ^
- 46,2 49,8 49,8 42,0 47,0 -
40 43,4 49,6 45,3 41,6 45,0 -2,0
60 49,6 50,6 44,0 38,9 45,8 -1,2
80 45,5 48,6 44,2 41,2 44,9 -2,1
Средний по минеральным удобрениям 46,2 49,6 45,8 40,9
Коэффициент использования на вынос азота зерном и соломой (КИ2)
- 59,3 64,4 67,9 60,6 63,0 -
40 57,4 62,7 64,7 61,5 61,6 -1,4
60 64,7 68,4 62,0 58,9 63,5 0,5
80 59,4 69,6 61,9 60,5 62,8 -0,2
Средний по минеральным удобрениям 60,2 66,3 64,1 60,4 - -
Коэффициент использования на вынос азота зерном, соломой и пожнивно-корневыми остатками КИ3)
- 67,8 74,0 77,0 68,8 71,9 -
40 66,0 70,5 73,8 70,2 70,1 -1,8
60 73,7 78,5 70,5 67,5 72,6 0,7
80 67,5 80,4 69,5 68,8 71,6 -0,3
Средний по минеральным удобрениям 68,8 75,8 72,7 68,8 - -
Примечание. Коэффициент использования общих размеров накопления N-NО3 за период вегетации в абсолютном контроле составлял на вынос азота зерном 45,7%; зерном и соломой - 60,5; зерном, соломой и пожнивно-корневыми остатками - 70,3%.
11. Размеры формирования N-N03 в слое почвы 0-40 см по периодам вегетации яровой пшеницы за 2021 год, кг/га
Вариант опыта Вынос N урожаем Запасы в уборку Общие размеры формирования Запасы в фазу всходов Прирост запасов от всходов до колошения Вынос N до колошения Образование от всходов до колош. Образование до колошения Образование от колошения до уборки
зерно и солома пожнив-но-кор-невые остатки
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1. 67,6 10,0 80,4 158 47,6 -25,2 47,3 22,1 69,7 88,3
2. 62,7 7,2 79,8 150 45,8 -26,8 43,9 17,1 62,9 87,1
3. 68,3 8,7 96,8 174 54,3 -34,1 47,8 13,7 68,0 106
4. 86,4 11,7 136 234 137 -94,8 60,5 -34,3 137 97,0
5. 98,9 13,9 222 335 248 -125 69,3 -55,7 248 87,0
6. 70,3 9,4 72,3 152 56,2 -38,6 49,2 10,6 66,8 85,2
7. 78,4 11,3 104 194 66,9 -48,0 54,9 6,9 73,8 120
8. 81,0 13,0 109 203 54,5 -33,0 56,7 23,7 78,2 125
9. 70,1 7,3 92,2 170 48,8 -34,7 49,1 14,4 63,2 107
10. 85,1 11,7 116 213 121 -73,9 59,6 -14,3 121 92,0
11. 93,4 14,5 215 323 244 -140 65,4 -74,6 244 79,0
12. 75,6 9,1 103 188 73,8 -55,0 52,9 -2,1 73,8 114
13. 89,7 13,8 119 222 130 -82,7 62,8 -19,9 130 92,0
14. 92,9 14,1 187 294 248 -136 65,0 -71,0 248 46,0
15. 76,0 8,9 97,3 182 57,8 -39,9 53,2 13,3 71,1 111
16. 90,6 13,6 119 223 116 -72,0 63,4 -8,6 116 107
17 91,9 12,5 236 340 258 -137 64,3 -72,7 258 82,0
удобрений (0, РК, NPK и 2 NPK) наиболее высокие коэффициенты использования формируемого за вегетацию N-NО3 элементами урожая установлены по последействию 60 т/га навоза КРС. Наиболее низкие значения КИ3 были в вариантах с двойной дозой NPK (66,6%) и её сочетания с последействием 80 т/га навоза КРС (68,6%). В этих вариантах размеры неиспользованных (биологически непоглощенных) наиболее высокие (табл. 3), а, следовательно, будут максимальными и их потери за счет вымывания и денитрификации.
В 2020 году общие размеры образования N-NО3 за вегетацию яровой пшеницы в вариантах опыта были более низкими (128-228 кг/га), чем в 2019 (табл. 7 и 9). В вариантах 1-3 (без азотных удобрений) к периоду всходов формировалось от 53,4 до 59,1% от их суммарного количества, а от применения одинарной и двойной доз NPK - 78,1 и 95,6% соответственно. По последействию доз навоза этот параметр варьировал от 56,7 до 72,4%, их сочетанию с фосфорно-калийными - 68,9 до 84,8%, сочетанию с полным минеральным удобрением - 81,094,4%. Как и в 2019 г. использование полного минерального удобрения в этот срок способствовало резкому росту нитрификационной способности серых лесных почв Ополья.
К периоду колошения по сравнению со всходами запасы нитратного азота резко снижались во всех вариантах опыта. Уменьшение изменялось от 52,6 до 173 кг/га, возрастая
с уровнем интенсификации. Оно превышало размеры выноса азота яровой пшеницей до фазы колошения, величины которого для яровых зерновых культур представлены авторами [5, 6]. Причиной снижения нитрификационной способности почвы явился недостаток влаги в почве. За 3-ю декаду июня их выпало всего 1,3 мм от 23 мм по среднемноголетним данным. Лишь после выпадения интенсивных дождей в июле запасы N-NО3 в почве вновь существенно возросли. Их образование от колошения до уборки было более высоким в вариантах без применения азотных минеральных удобрений, последействия доз навоза КРС и сочетания его с РК удобрениями. Следовательно, другой причиной недобора урожая пшеницы в 2020 году явился недостаток влаги от всходов до колошения, который приводил и к резкому снижению процессов нитрификации от всходов до колошения.
Как показали исследования (табл. 10), в среднем по 4-м уровням применения органических удобрений (0, 40, 60 и 80 т/га) коэффициенты использования накапливаемых за вегетацию запасов N-NO3 на вынос азота элементами её урожая были наиболее высокими при применении фосфорно-калийных удобрений. Несколько снижались они при использовании N40P40K40 и более заметно -от двойной дозы NPK. Но так как РК удобрения слабо повышали урожайность культуры (табл. 1), то оптимальной дозой является одинарная.
12. Влияние удобрений на коэффициенты использования (КИ) общих запасов нитратного азота, накапливаемых за период вегетации, на вынос азота элементами урожая яровой пшеницы за 2021 год, %
Доза последействия навоза, т/га Минеральные удобрения Средний КИ по навозу Изменение
0 РК NPK 2 NPK
Коэффициент использования на вынос азота зерном (КИ1)
- 35,8 32,7 31,1 24,3 31,0 -
40 38,2 35,7 33,0 23,3 32,6 1,6
60 33,3 33,7 32,3 25,5 31,2 0,2
80 32,1 34,9 32,4 22,1 30,4 -0,6
Средний по минеральным удобрениям 34,8 34,2 32,2 23,8 - -
Коэффициент использования на вынос азота зерном и соломой (КИ2)
- 41,8 39,2 36,9 29,5 36,8 -
40 46,2 41,2 40,0 28,9 39,1 2,3
60 40,4 40,2 40,4 31,6 38,2 1,4
80 39,9 41,8 40,6 27,0 37,3 0,5
Средний по минеральным удобрениям 42,1 40,6 39,5 29,2 - -
Коэффициент использования на вынос азота зерном, соломой и пожнивно-корневыми остатками (КИ3)
- 46,6 44,2 41,9 33,7 41,6 -
40 52,4 45,5 45,4 33,4 44,2 2,6
60 46,2 45,0 46,8 36,4 43,6 2,0
80 46,3 46,6 46,6 30,6 42,5 0,9
Средний по минеральным удобрениям 47,9 45,3 45,2 33,5 - -
Примечание. Коэффициент использования общих размеров накопления М-МО3 за период вегетации в абсолютном контроле составлял на вынос азота зерном 34,7%; зерном и соломой - 42,8; зерном, соломой и пожнивно-корневыми остатками - 49,1%.
В среднем по 4-м уровням применения минеральных удобрений более высокий коэффициент использования накапливаемых за вегетацию запасов N-NO3 на вынос азота элементами урожая наблюдали по последействию 60 т/га органических удобрений, минимальный - по последействию 80 т/га (на вынос азота зерном, соломой и пожнивно-корневыми остатками).
Наиболее высокие запасы N-NO3 в почве после уборки яровой пшеницы остаются в вариантах с двойной дозой NPK и сочетания её с последействием доз навоза 60 и 80 т/га (табл. 3). Важно, что они являются биологически не поглощенными. Коэффициенты использования образовавшегося N-NO3 в указанных вариантах на вынос азота зерном, соломой и ПКО являются более низкими, чем в соответствующих вариантах с одинарной дозой N40P40K40 (табл. 10). В них возможны наиболее высокие потери нитратов за счет вымывания и денитрификации.
В 2021 году размеры формирования N-NO3 за вегетационный период яровой пшеницы варьировали от 150 до 340 кг/га, возрастали с уровнем интенсификации (табл. 11). В вариантах применения азотных удобрений
в фазу всходов формировалась большая часть нитратного азота (52,0-75,8%). В вариантах без азотных удобрений, последействия доз навоза КРС и их сочетания с РК удобрениями небольшое количество N-N03 формировалось и от всходов до колошения (6,9-23,7 кг/га), что связано с низким выпадением осадков за 3-ю декаду июня и весь июль. После уборки урожая в связи с выпадением большого количества осадков резко возросла нитрификационная активность почвы во всех вариантах опыта: размеры образования N-N03 варьировали от 46,0 (вар. 14) до 125 (вар. 8) кг/га. Максимальное количество его формировалось по последействию доз органических удобрений 60 и 80 т/га (120-125 кг/га) и сочетанию их с фосфорно-калийными удобрениями (107-114 кг/га).
При близкой урожайности яровой пшеницы в 20192020 гг. (табл. 1), но при отсутствии образования N-N03 в фазу колошения в 2020 г. произошло достоверное снижение содержания сырого белка в зерне яровой пшеницы [2]. В 2021 г. из-за более низкой урожайности яровой пшеницы слабая нитрификационная активность почвы в фазу колошения не вела к снижению этого
№ 3 (105) 2023
Владимгрскш ЗешеШецТз
параметра по сравнению с 2019 годом. Высокое содержание сырого белка в зерне культуры в 2021 г. обеспечивалось запасами N-N0^ образовавшимися до фазы всходов и сохранившимися в фазу колошения (табл.3). Таким образом, для повышения качества зерна важно обеспечить высокие запасы нитратного азота к фазе колошения.
В засушливых условиях 2021 года коэффициенты использования образовавшихся за вегетацию культуры запасов нитратного азота на вынос азота элементами урожая яровой пшеницы существенно ниже, чем в 2019 и 2020 гг. (табл. 8, 10 и 12). Как и в 2020 г. в среднем по 4-м уровням последействия навоза наиболее низкие коэффициенты использования суммарных количеств N-N03 установлены при применении N80P80K80, особенно в варианте сочетания этой дозы с последействием 80 т/га навоза КРС. В этом варианте оставались наиболее высокие величины биологически непоглощенного нитратного азота (236 кг/га, табл. 3). Это предопределяет высокую возможность вымывания их в нижние слои почвы и денитрификации. По влиянию на урожайность возделываемой культуры и снижению потерь нитратного азота наиболее эффективно сочетание одинарной дозы NPK с последействием доз навоза КРС 40-80 т/га.
Выводы.
1. Урожайность яровой пшеницы Ладья, идущей по пласту многолетних трав 2-го года пользования (6-я культура 7-польного севооборота), в более увлажненные годы (2019-2020) в вариантах без удобрений варьировала от 31,2 до 36,8 ц/га зерна, при применении полного минерального удобрения в дозе Ш0Р40К40 возросла до 40,0-40,9 ц/га, Ш0Р80К80 - до 41,6-43,1, при сочетании последействия 40-80 т/га навоза КРС с Ш0Р80К80 - до 42,6-44,8 ц/га. В засушливом 2021 году она снижалась в 1,51,6 раз. На урожайность зерна этой культуры в среднем за 3 года определяющее влияние оказало внесение минерального азота в составе ^К, в меньшей мере -последействие навоза КРС, внесенного после уборки занятого пара; наименее эффективными оказались РК удобрения.
2. Изучена динамика запасов N-NO3 в слое почвы 0-40 см в фазы всходов, колошения и уборку. Взаимосвязь
их запасов в фазу всходов с урожайностью зерна яровой пшеницы во все годы исследований была на уровне высокой (0,935>И2 >0,610). Данные по отношению содержания N-NO3 в почве к содержанию N-NH4 в водной вытяжке (1:1) подтвердили главенствующую роль нитратного азота в питании растений азотом.
3. Проведена оценка формирования N-NO3 в слое почвы 0-40 см по периодам вегетации яровой пшеницы за 2019-2021 гг. За эти годы размеры образования нитратного азота за вегетацию варьировали от 128 до 340 кг/га. Применение азотных минеральных удобрений ускоряло процессы нитрификации и способствовало максимальному образованию N-NO3 до всходов яровой пшеницы. В вариантах без азотных удобрений и по последействию навоза КРС максимальные размеры образования N-NO3 сдвигались на более поздние фазы роста и развития яровой пшеницы.
4. Установлено, что для повышения содержания сырого белка в зерне яровой пшеницы Ладья с 10,6-12,3 до 13,5-15,4% на серых лесных почвах Ополья необходимо обеспечивать запасы нитратного азота в слое почвы 0-40 см к фазе колошения выше 40-60 кг/га.
5. Определены коэффициенты использования накапливаемого за вегетацию N-NO3 на вынос азота зерном (22,1-50,0%); зерном и соломой (27,0-69,6%); зерном, соломой и пожнивно-корневыми остатками (30,6-80,4%). Они зависели от погодных условий и уровня применения удобрений. За годы исследований наиболее благоприятные величины этих параметров установлены при применении одинарной дозы Ш0Р40К40 и последействию навоза 60 т/га при достаточном обеспечении влагой. Наиболее низкие величины коэффициентов использования накапливаемого за вегетацию N-NO3 на вынос азота зерном, соломой и пожнивно-корневыми остатками установлены при применении Ш0Р80К80 и сочетании этой дозы с последействием 60 и 80 т/га навоза КРС. В этих вариантах создается возможность увеличения потерь нитратного азота за счет вымывания и денитрификации.
Литература.
1. Окорков В.В., Фенова О.А., Окоркова Л.А. Серые лесные почвы Владимирского ополья и эффективность использования их ресурсного потенциала. Иваново: ПресСто, 2021.188 с.
2. Окорков В.В., Окоркова Л.А. Удобрения и питание азотом яровой пшеницы на серых лесных почвах //Агрохимический вестник. 2023. № 1. С. 35-42.
3. Практикум по агрохимии/под ред. Б.А. Ягодина. М.: Агропромиздат, 1987.512 с.
4. Окорков В.В. К вопросу о равноценности питания растений нитратным и аммонийным азотом //Агрохимия. 2021. № 12. С. 3-14.
5. Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия. М.: Мир, 2003.584 с.
6. Агрохимия: Классический университетский учебник для стран СНГ/под ред. В.Г. Минеева. М.: Изд-во ВНИИА, 2017. 854 с.
7. Клостер Н.И., Азаров В.Б., Лоткова В.В., Гребенникова Т.В., Визирская М.М. Эффективность серосодержащих удобрений на озимой пшенице в Центрально-черноземной зоне России //Агрохимический вестник. 2023. № 1. С. 19-22.
8. Салина Ю.Б., Шантасов А.М., Горленко М.В., Костина Н.В. Изучение эффективности применения биоугля для
повышения плодородия почв Астраханской области //Агрохимический вестник. 2023. № 1. С. 50-55.
9. Органические удобрения: Справочник/П.Д. Попов, В.И. Хохлов, А.А. Егоров и др. М.: Агропромиздат, 1988. 207 с.
10. Ефимов В.Н., Донских И.Н., Царенко В.П. Система удобрения. М.: КолосС, 2003.320 с.
11. Окорков В.В. Модели продуктивности зернового севооборота на серых лесных почвах Верхневолжья // Российская сельскохозяйственная наука. № 1. 2018. С. 3-14.
References.
1. Okorkov V. V., Fenova O. A., Okorkova L. A. Grey forest soil of the Vladimir Opole and the efficiency of using its resource potential. Ivanovo: PresSto, 2021.188 p.
2. Okorkov V.V., Okorkova L.A. Fertilizers and nitrogen nutrition of spring wheat on grey forest soil // Agrochemical bulletin. 2023. No. 1. pp. 35-42.
3. Practical course on agrochemistry /Edited by B.A. Yagodin. M.: Agropromizdat, 1987.512 p.
4. Okorkov V.V. On the issue of the equivalence of plant nutrition with nitrate and ammonium nitrogen //Agrochemistry. 2021. No. 12. pp. 3-14.
5. Yagodin B. A., Zhukov Yu.P., Kobzarenko V. I. Agrochemistry/ ed.by B. A. Yagodin. Moscow: Mir publ., 2003, 584 p. (in Russian).
6. Agrochemistry: A classical university textbook for the CIS countries/ Edited by V.G. Mineev. - M.: VNIIA Publishing House, 2017. 854 p.
7. Kloster N.I., Azarov V.B., Lotkova V.V., Grebennikova T.V., Vizirskaya M.M. Efficiency of sulfur-containing fertilizers to cultivate winter wheat in the Central Black Earth zone of Russia //Agrochemical Bulletin. 2023. No. 1. pp. 19-22.
8. Salina Yu.B., Shantasov A.M., Gorlenko M.V., Kostina N.V. Study of the effectiveness of using biochar to increase soil fertility in the Astrakhan region //Agrochemical Bulletin. 2023. No. 1. pp. 50-55.
9. Organic fertilizers: Handbook / P.D. Popov, V.I. Khokhlov, A.A. Egorov, et al. M.: Agropromizdat, 1988. 207p.
10. Efimov V.N., Donskikh I.N., Tsarenko VP. Fertilizer system / Edited by V.N. Efimov. M.: KolosS, 2003. 320 p.
11. Okorkov V.V. Models of productivity of grain crop rotation on grey forest soil of the Upper Volga region //Russian agricultural science. No. 1. 2018. pp. 3-14.
FERTILIZATION OF SPRING WHEAT OVER A LAYER OF PERENNIAL GRASSES ON GREY FOREST SOIL
V.V. OKORKOV, L.A. OKORKOVA, A.E. LEBEDEVA
Upper Volga Federal Agrarian Research Center ul. Tsentralnaya 3, poselok Noviy, Suzdalskiy rayon, Vladimir Oblast, 601261, Russian Federation
Abstract. This research was carried out on grey forest soil of the Vladimir Opole in a long-term experiment using spring wheat. It was cultivated on the bases on the grass 2nd year of use on the 6th crop after seeded fallow of a 7-field crop rotation. The purpose was to evaluate the impact of fertilizers on yielding capacity and the role of N-NO3 in nitrogen nutrition of spring wheat, nitrification level in different periods of the growing season depending on weather conditions. In more humid years, the grain yield of spring wheat varied from 31.2 to 44.8 dt/ha, in drier years it decreased by 1.3-1.6 times. A single dose of N40P40K40 and a combination with aftereffect of cattle manure of 40-80 t/ha resulted in the highest cost recovery of 1 kg active fraction of a fertilizer. In 2019 it was an aftereffect of manure with PK fertilizers. This study also confirmed the importance of nitrogen and aftereffect of organic fertilizer, to a lesser extent of phosphorus-potassium fertilizers, which determine the yielding capacity. The highest reserves of N-NO3 in the 0-40 cm soil layer were observed during the sprouting phase of spring wheat and when full mineral fertilizer was applied. Crop yield was highly conditional on N-NO3 reserves during this phase. The decisive role of N-NO3 in nitrogen nutrition of spring wheat was also confirmed by the high values of the ratio of the N-NO3 content in the soil to the N-NH4 content in the water extract (1:1). The study highlighted the level of N-NO3 formation over vegetation and the main phases of wheat growth and development. It presented the level of N-NO3 formed during vegetation to balance the nitrogen yield by wheat for various weather conditions. In terms of the effect on yield and reduction of N-NO3 losses, the combination of a single dose of N40P40K40 with the aftereffect of manure of 40-80 t/ha is the most effective.
Keywords: grey forest soil, Vladimir Opole, spring wheat, complete mineral fertilizer, cattle manure, yielding capacity, nitrate nitrogen, growth and development phases, utilization rate.
Author details: V.V. Okorkov, Doctor of Sciences (agriculture), chief research fellow (e-mail: [email protected]); L.A. Okorkova, senior research fellow; A.E. Lebedeva, junior research fellow.
For citation: Okorkov V.V., Okorkova L.A., Lebedeva A.E. Fertilization of spring wheat over a layer of perennial grasses on grey forest soil // Vladimir agricolist. 2023. №3. pp. 26-38. DOI:10.24412/2225-2584-2023-3105-26-38.
