CC BY
17ОБЩИЕ ВОПРОСЫ АГРОХИМИИ
УДК 631.84; 633.521
ВЛИЯНИЕ АГРОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ
НА ЛЬНЕ-ДОЛГУНЦЕ
С.А. Шафран, д.с.-х.н., ВНИИА, А.Н. Налиухин, к.с.-х.н., ВГМХА
Изучено влияние агрохимических свойств дерново-подзолистых почв на эффективность азотных удобрений, внесенных под лён-долгунец в Северо-Западном федеральном округе. Установлено, что прибавка урожайности от азотных удобрений существенно зависит от предшественника, степени кислотности почвы, содержания в ней гумуса и подвижного калия.
Ключевые слова: агрохимические показатели почвы, азотные удобрения, лён-долгунец, урожайность, льносолома, окупаемость.
Основной массив пашни в льносеющих областях СевероЗападного федерального округа представлен дерново-подзолистыми почвами различной степени окультуренности. В связи с тем, что азот в них находится в первом минимуме, применение азотных удобрений высокоэффективно. Большинство авторов рекомендуют вносить под лён-долгунец от 10 до 45-60 кг N/ra в зависимости от предшественника (многолетние травы, зерновые) с учётом их урожайности и степени удобренности [1, 2, 6]. В то же время следует отметить, что на эффективность азотных удобрений большое влияние могут оказывать агрохимические свойства почвы. Этот вопрос изучен довольно подробно в отношении зерновых культур [5], тогда как по льну-долгунцу аналогичных исследований недостаточно для того, чтобы учитывать соответствующие показатели при разработке системы удобрения этой культуры.
Цель исследований - установить влияние агрохимических свойств почвы на величину прибавки урожайности льносоло-мы в зависимости от доз азотных удобрений.
Методика. Для учета всей сложной взаимосвязи в системе почва-растение-удобрение использовали концептуальный подход, основанный на математическом моделировании. Он позволяет получить количественную статистически достоверную оценку влияния различных факторов на формирование урожайности льна-долгунца [4, 5].
В качестве исходной информации были использованы результаты полевых опытов агрохимслужбы РФ, схема которых позволяет вычленить действие азотных удобрений на фоне контроля (без удобрений) и при внесении фосфорно-калийных удобрений. Проанализированы результаты более 250 наблюдений на льне-долгунце, возделываемом на дерново-подзолистых почвах, в которых содержание гумуса варьировало от 1,4 до 4,4%, pHKci - 4,1-7,7, содержание подвижного фосфора - 14-325 мг/кг, калия - 13-393 мг/кг (по Кирсанову). Дозы азота колебались от 20 до 80 кг N/ra. При анализе данных вся выборка была разбита на две группы в зависимости от предшественника льна-долгунца: многолетние травы и зерновые культуры. Это сделано для того, чтобы учесть влияние предшественника на урожайность льна-долгунца и ее прибавку от азотных удобрений. Для выявления связи между агрохимическими свойствами почвы, дозами азотных удобрений и величиной прибавки урожайности льна-долгунца был проведён корреляционный анализ с использованием таких статистических показателей как коэффициент корреляции (г), корреляционное отношение (f|), индекс детерминации (f|2) и критерий линейности корреляции (F), по которому оценивали форму корреляции для описания связи между признаками [3, 4].
Результаты и их обсуждение. Анализ полученных данных свидетельствует, что наибольшая теснота связи наблюдается
по дозам азотного удобрения, содержанию гумуса и подвижного калия в почве, а также по величине кислотности. В то же время, связь между содержанием подвижного фосфора и прибавкой урожайности льносоломы была несущественной. По всей вероятности это можно объяснить тем, что основной массив почв в рассматриваемой выборке характеризуется средней и повышенной обеспеченностью Р205, поэтому для дальнейших расчётов данный показатель не использовали. Во всех случаях связь между факторами системы имеет нелинейный характер и выражается уравнением У=ах2+Ьх+с. Расчёты, показывающие относительный и количественный вклад каждого фактора в формирование прибавки урожайности льна-долгунца, приведены в таблице 1.
1. Факторы модели и их вклад в формирование прибавки _урожайности льна-долгунца в СЗФО_
Фактор Л л2 Относительный вклад, % Прибавка урожайности, ц/га Количественный вклад, ц/га
Предшественник — зерновые
Гумус, % 0,62 0,38 26 6,7 1,7
РН 0,52 0,27 18 1,2
К20, мг/кг 0,50 0,25 17 1,1
Дозы азота, кг/га 0,77 0,59 40 2,7
I - 1,49 100 6,7
Предшественник — многолетние бобово-злаковые травы 2-го г. п.
Гумус, % 0,75 0,56 35 2,9 1,0
РН 0,49 0,24 15 0,4
К20, мг/кг 0,51 0,26 16 0,5
Дозы азота, кг/га 0,72 0,52 33 0,9
I - 1,58 100 2,9
При посеве льна после зерновых культур наибольший вклад в формирование прибавки урожайности внесли: дозы азота и содержание гумуса, кислотность и содержание подвижного калия в почве. Такая же закономерность наблюдалась и при посеве льна по пласту многолетних бобово-злаковых трав. При этом разница в прибавке урожайности в зависимости от предшественника была достаточно четкой - 6,7 (зерновые) и 2,9 (травы) ц/га. Это связано с накоплением азота в почве за счёт симбиотической азотфиксации бобовыми травами (клевера лугового), входящего в состав травосмесей, что в итоге уменьшило потребность льна-долгунца в азотных удобрениях. Приведённые результаты (табл. 2) подтверждают данное положение. При этом отмечается общая закономерность: с увеличением содержания гумуса прибавка урожайности от азотных удобрений снижается при одновременном росте урожайности в вариантах без внесения удобрений.
Возделывание льна-долгунца после зерновых предшественников (ячмень, овёс и др.), дозы азотного удобрения в интервале 0-60 кг Ы/га способствуют повышению прибавки урожайности льносоломы, а внесение Ы80 приводит к некоторому её снижению. Рассматривая влияние обменной кислотности почвы и содержания в ней подвижного калия, можно отметить, что максимальная эффективность азотных удобрений наблюдается при слабокислой и близкой к нейтральной реакции среды (рНКа 5,1-6,0) и средней или повышенной обеспеченности калием (81-170 мг/кг).
2. Прибавка урожайности льна-долгунца от азотных удобрений при посеве после различных предшественников в СЗФО
Гумус, %
_Дозы азота, кг д.в./га_
б/уд. | 20 | 40 | 60 | 80 | б/уд. | 20 | 40 | 60 | 80 | б/уд. | 20 | 40 | 60 | 80
Предшественник - зерновые
<4,5 <40 14,0 3,3 4,8 5,0 4,0 14,8 2,4 3,5 3,7 2,8 16,3 1,7 2,5 2,6 2,1
41-80 17,5 3,7 5,1 5,4 4,3 18,3 2,7 3,8 4,0 3,2 19,8 2,1 2,8 2,9 2,4
81-120 19,9 3,8 5,3 5,5 4,5 20,7 2,8 4,0 4,2 3,3 22,2 2,2 3,0 3,1 2,5
121-170 21,4 3,8 5,3 5,5 4,5 22,2 2,9 4,0 4,2 3,3 23,7 2,2 3,0 3,1 2,6
171-250 21,2 3,5 5,0 5,2 4,1 22,1 2,5 3,7 3,9 3,0 23,5 1,9 2,7 2,8 2,2
>250 21,0 3,0 4,5 4,7 3,6 21,8 2,0 3,2 3,3 2,5 23,3 1,4 2,2 2,3 1,7
4,6-5,0 <40 18,0 4,0 5,4 5,6 4,6 18,9 3,0 4,1 4,3 3,4 20,3 2,3 3,1 3,2 2,7
41-80 21,5 4,3 5,8 6,0 4,9 22,3 3,3 4,4 4,6 3,8 23,8 2,7 3,4 3,5 3,0
81-120 23,9 4,4 5,9 6,1 5,1 24,8 3,5 4,6 4,8 3,9 26,2 2,8 3,6 3,7 3,2
121-170 25,4 4,5 5,9 6,2 5,1 26,3 3,5 4,6 4,8 4,0 27,7 2,9 3,6 3,7 3,2
171-250 25,3 4,1 5,6 5,8 4,8 26,1 3,2 4,3 4,5 3,6 27,6 2,5 3,3 3,4 2,9
>250 25,0 3,6 5,1 5,3 4,2 25,9 2,6 3,8 3,9 3,1 27,3 2,0 2,8 2,9 2,3
5,1-5,5 <40 20,7 4,4 5,8 6,1 5,0 21,6 3,4 4,5 4,7 3,9 23,0 2,7 3,5 3,6 3,1
41-80 24,2 4,7 6,2 6,4 5,3 25,0 3,7 4,8 5,0 4,2 26,5 3,1 3,8 3,9 3,4
81-120 26,6 4,9 6,3 6,5 5,5 27,5 3,9 5,0 5,2 4,3 28,9 3,2 4,0 4,1 3,6
121-170 28,1 4,9 6,4 6,6 5,5 29,0 3,9 5,0 5,2 4,4 30,4 3,3 4,0 4,1 3,6
171-250 28,0 4,5 6,0 6,2 5,2 28,8 3,6 4,7 4,9 4,0 30,3 2,9 3,7 3,8 3,3
>250 27,7 4,0 5,5 5,7 4,6 28,6 3,0 4,2 4,4 3,5 30,0 2,4 3,2 3,3 2,7
5,6-6,0 <40 22,1 4,5 6,0 6,2 5,2 22,9 3,6 4,7 4,9 4,0 24,4 2,9 3,7 3,8 3,3
41-80 25,6 4,9 6,4 6,6 5,5 26,4 3,9 5,0 5,2 4,4 27,9 3,3 4,0 4,1 3,6
81-120 28,0 5,0 6,5 6,7 5,7 28,8 4,1 5,2 5,4 4,5 30,3 3,4 4,2 4,3 3,8
121-170 29,5 5,1 6,5 6,7 5,7 30,3 4,1 5,2 5,4 4,5 31,8 3,4 4,2 4,3 3,8
171-250 29,3 4,7 6,2 6,4 5,4 30,2 3,7 4,9 5,1 4,2 31,6 3,1 3,9 4,0 3,4
>250 29,1 4,2 5,7 5,9 4,8 29,9 3,2 4,4 4,5 3,7 31,4 2,6 3,4 3,5 2,9
>6,1 <40 20,8 4,2 5,7 5,9 4,8 21,6 3,2 4,4 4,5 3,7 23,1 2,6 3,4 3,5 2,9
41-80 24,2 4,5 6,0 6,2 5,2 25,1 3,6 4,7 4,9 4,0 26,5 2,9 3,7 3,8 3,2
81-120 26,7 4,7 6,2 6,4 5,3 27,5 3,7 4,9 5,0 4,2 29,0 3,1 3,9 4,0 3,4
121-170 28,2 4,7 6,2 6,4 5,3 29,0 3,7 4,9 5,1 4,2 30,5 3,1 3,9 4,0 3,4
171-250 28,0 4,4 5,9 6,1 5,0 28,9 3,4 4,6 4,7 3,9 30,3 2,8 3,6 3,7 3,1
>250 27,8 3,9 5,4 5,6 4,5 28,6 2,9 4,0 4,2 3,4 30,1 2,3 3,0 3,1 2,6
Предшественник - многолетние бобово-злаковые травы 2-го г.п.
<4,5 <40 16,0 2,2 2,1 1,8 1,0 20,4 2,0 2,0 1,6 0,9 28,2 1,5 1,5 1,1 0,4
41-80 18,0 2,4 2,4 2,0 1,3 22,4 2,3 2,3 1,9 1,1 30,2 1,8 1,8 1,4 0,6
81-120 18,9 2,6 2,6 2,2 1,4 23,4 2,4 2,4 2,0 1,3 31,2 1,9 1,9 1,5 0,8
121-170 18,8 2,6 2,6 2,2 1,4 23,3 2,4 2,4 2,0 1,3 31,0 1,9 1,9 1,5 0,8
171-250 16,3 2,3 2,3 1,9 1,2 20,8 2,2 2,2 1,8 1,0 28,6 1,7 1,7 1,3 0,5
>250 15,7 1,9 1,9 1,5 0,8 20,2 1,8 1,8 1,4 0,6 28,0 1,3 1,3 0,9 0,1
4,6-5,0 <40 18,4 2,5 2,5 2,1 1,4 22,8 2,4 2,3 2,0 1,2 30,6 1,9 1,8 1,5 0,7
41-80 20,4 2,8 2,8 2,4 1,6 24,8 2,6 2,6 2,2 1,5 32,6 2,1 2,1 1,7 1,0
81-120 21,3 2,9 2,9 2,5 1,8 25,8 2,8 2,8 2,4 1,6 33,6 2,3 2,3 1,9 1,1
121-170 21,2 2,9 2,9 2,5 1,8 25,7 2,8 2,8 2,4 1,6 33,5 2,3 2,3 1,9 1,1
171-250 18,7 2,7 2,7 2,3 1,5 23,2 2,5 2,5 2,1 1,4 31,0 2,0 2,0 1,6 0,9
>250 18,1 2,3 2,3 1,9 1,1 22,6 2,1 2,1 1,7 1,0 30,4 1,6 1,6 1,2 0,5
5,1-5,5 <40 19,8 2,6 2,5 2,2 1,4 24,2 2,4 2,4 2,0 1,3 32,0 1,9 1,9 1,5 0,8
41-80 21,8 2,8 2,8 2,4 1,7 26,2 2,7 2,7 2,3 1,5 34,0 2,2 2,2 1,8 1,0
81-120 22,8 3,0 3,0 2,6 1,8 27,2 2,8 2,8 2,4 1,7 35,0 2,3 2,3 1,9 1,2
121-170 22,6 3,0 3,0 2,6 1,8 27,1 2,8 2,8 2,4 1,7 34,9 2,3 2,3 1,9 1,2
171-250 20,2 2,7 2,7 2,3 1,6 24,6 2,6 2,6 2,2 1,4 32,4 2,1 2,1 1,7 0,9
>250 19,5 2,3 2,3 1,9 1,2 24,0 2,2 2,2 1,8 1,0 31,8 1,7 1,7 1,3 0,5
5,6-6,0 <40 20,2 2,4 2,4 2,0 1,3 24,6 2,3 2,3 1,9 1,1 32,4 1,8 1,8 1,4 0,6
41-80 22,2 2,7 2,7 2,3 1,5 26,6 2,5 2,5 2,1 1,4 34,4 2,0 2,0 1,6 0,9
81-120 23,2 2,8 2,8 2,4 1,7 27,6 2,7 2,7 2,3 1,5 35,4 2,2 2,2 1,8 1,0
121-170 23,0 2,9 2,8 2,5 1,7 27,5 2,7 2,7 2,3 1,5 35,3 2,2 2,2 1,8 1,0
171-250 20,6 2,6 2,6 2,2 1,5 25,0 2,5 2,4 2,1 1,3 32,8 2,0 1,9 1,6 0,8
>250 19,9 2,2 2,2 1,8 1,0 24,4 2,0 2,0 1,6 0,9 32,2 1,5 1,5 1,1 0,4
>6,1 <40 19,4 2,1 2,1 1,7 1,0 23,8 2,0 2,0 1,6 0,8 31,6 1,5 1,5 1,1 0,3
41-80 21,4 2,4 2,4 2,0 1,2 25,8 2,2 2,2 1,8 1,1 33,6 1,7 1,7 1,3 0,6
81-120 22,3 2,5 2,5 2,1 1,4 26,8 2,4 2,4 2,0 1,2 34,6 1,9 1,9 1,5 0,7
121-170 22,2 2,6 2,5 2,2 1,4 26,7 2,4 2,4 2,0 1,3 34,5 1,9 1,9 1,5 0,8
171-250 19,8 2,3 2,3 1,9 1,2 24,2 2,2 2,1 1,8 1,0 32,0 1,7 1,6 1,3 0,5
>250 19,1 1,9 1,9 1,5 0,8 23,6 1,8 1,7 1,4 0,6 31,4 1,3 1,2 0,9 0,1
Внесение N20 в таких условиях обеспечивало наибольшую окупаемость азотных удобрений, которая в зависимости от содержания гумуса в почве составляла 17-25 кг/кг. Изменение данных агрохимических показателей в сторону как увеличения, так и уменьшения снижает эффективность азотных удобрений. В вариантах без удобрений наибольшая урожайность льна-долгунца отмечена при pHKci 5,6-6,0 и содержании подвижного калия 121-170 мг/кг. Изменение агрохимических параметров (кислотности почвы и содержания калия) в ту или иную сторону приводило к снижению урожайности. При этом максимальная разница в урожайности льносоломы за счёт оптимизации почвенного плодородия составила 2,3 раза.
При возделывании льна-долгунца после многолетних бо-бово-злаковых трав улучшался азотный режим почвы и, как следствие, снижалась эффективность азотных удобрений по сравнению с зерновыми предшественниками в 2-2,3 раза. Внесение азотных удобрений в дозах 20 и 40 кг д.в/га на почвах со слабокислой реакцией среды, средней и повышенной обеспеченностью калием давало максимальную прибавку урожайности - 3,0 ц/га (при содержании гумуса менее 1,5%). Наибольшая окупаемость азота прибавкой урожая льносоломы составила 11,5-15,0 кг/кг при внесении удобрений в минимальной по азоту дозе - N20.
При содержании гумуса более 1,5% при таких же агрохимических показателях почвы и эквивалентных дозах азота эффективность азотных удобрений снижалась на 0,2-0,7 ц/га. При этом, расширялся оптимальный диапазон кислотности почвы (от среднекислой до близкой к нейтральной) при котором внесение азотных удобрений в дозах N20.40 обеспечивало примерно одинаковые прибавки урожайности льносоломы -2,7-2,8 и 2,2-2,37 ц/га при содержании гумуса 1,5-2,0 и более 2% соответственно. Использование под лён-долгунец более высоких доз азота - 60 и 80 кг д.в/га способствовало снижению урожайности.
Следует отметить, что при повышении гумусированности почвы снижалась эффективность азотных удобрений, а урожайность льна-долгунца увеличивалась в 1,5-2 раза. При кислой и нейтральной реакции почвенной среды значительно уменьшалась прибавка урожайности от азота.
При возделывании льна по обоим предшественникам наблюдалась общая закономерность: снижение урожайности и прибавки от азотных удобрений, как при низком, так и при высоком содержании подвижного калия в почве. Первое вполне объяснимо, так как лён-долгунец является калиелюби-вой культурой и с повышением содержания калия в почве вплоть до 170 мг/кг растёт урожайность культуры, повышается эффективность азотных удобрений. Причина снижения урожайности и прибавки её при высокой и очень высокой обеспеченности почвы калием связана с нарушением поступления в растения Ca, Mg и Na вследствие антагонистического
действия К20 при усвоении этих элементов растениями [7]. Выявленные закономерности подтверждаются также результатами длительного стационарного опыта ВНИИ льна [4].
Таким образом, полученные данные позволяют выбрать оптимальные дозы азота в зависимости от агрохимических свойств почвы и предшественников.
Выводы. Наибольшая прибавка урожайности льна-долгунца от азотных удобрений - 6,7 ц/га отмечена при возделывании его после зерновых культур, что в 2,3 раза выше чем после многолетних бобово-злаковых трав.
С повышением доз азота снижалась его окупаемость прибавкой урожая, что характерно при возделывании льна-долгунца по обоим предшественникам. Самая высокая отдача от азотных удобрений наблюдалась при их внесении в дозе N20 - 11,5-15,0 (предшественники - травы 2-го г.п.) и 17,025,0 (зерновые культуры) кг/кг.
В связи с тем, что лён-долгунец возделывают в севооборотах с многолетними травами и ячменём - культурами, чувствительными к кислой реакции, оптимальным интервалом кислотности почвы в льняных севооборотах (в зависимости от гранулометрического состава и содержания гумуса) следует считать рНКа 5,1-6,0.
Оптимальный интервал содержания подвижного калия (по Кирсанову), при котором обеспечивается наибольшая эффективность азотных удобрений и достигается наибольшая урожайность в вариантах без удобрений, составляет от 80 до 170 мг/кг.
Во всех опытах отмечается, что с увеличением содержания гумуса в почве снижается прибавка урожайности от азотных удобрений при одновременном росте урожайности в вариантах без внесения удобрений.
Литература
1. Небольсин А.Н., Небольсина З.П., Поляков В.А., Покровская Г.П., Шулегина М.В., Рысев М.Н. Научно-методические основы оптимизации доз удобрений под основные сельскохозяйственные культуры по агрономическим, экономическим и экологическим параметрам / Под ред. А.Н. Небольсина. - С-Пб.: ЛНИИСХ, 2003. - 75 с. 2. Державин Л.М. Применение минеральных удобрений в интенсивном земледелии. - М.: Колос, 1992. - С. 202-214. 3. Лакин Г.Ф. Биометрия: Учеб. пособие для биол. спец. вузов. - М.: Высш. шк., 1990. - 352 с. 4. Сычёв В.Г., Завалин А.А., Шафран С.А., Прошкин В.А., Духанина Т.М., Чернова Л.С., Листова М.П., Романенков В.А., Козеичева Е.С. Методика разработки нормативов окупаемости минеральных удобрений прибавкой урожая сельскохозяйственных культур. - М.: ВНИИА, 2009. - 48 с. 5. Сычёв В.Г., Шафран С.А. Влияние агрохимических свойств почв на эффективность минеральных удобрений. - М.: ВНИИА, 2012. -200 с. 6. Тихомирова В.Я., Сорокина О.Ю. Лен-долгунец. Биологические особенности. Управление формированием урожая и его качества. - Тверь: Твер. гос. ун-т, 2011. - С. 65. 7. Тихомирова В.Я., Сорокина О.Ю. Взаимодействие магния, кальция и калия при поступлении в молодые растения льна-долгунца // Агрохимия. - 2007. - № 3. - С. 28-33.
EFFECT OF AGROCHEMICAL PROPERTIES OF SODDY-PODZOLIC SOILS ON THE EFFICIENCY OF NITROGEN FERTILIZERS ON FIBER FLAX IN THE NORTHWESTERN FEDERAL DISTRICT
S.A. Shafran1, A.N. Naliukhin2
'Pryanishnikov All-Russian Research Institute of Agricultural Chemistry, Russian Academy of Agricultural Sciences,
ul. Pryanishnikova 31a, Moscow, 127550 Russia 2Vereshchagin Vologda State Dairy Farming Academy, ul. Shmidta2, Molochnoe, Vologda, 160555, Russia, E-mail: naliuhin@vologda.ru
The effect of agrochemical soil properties on the efficiency of nitrogen fertilizers applied for fiber flax grown on soddy-podzolic soils of the Northwest Federal District has been studied. It has been found that the increase in the yielding capacity of nitrogen fertilizer strongly depends on precursor, soil acidity, humus, and available potassium.
Keywords: agro-chemical parameters of soil, nitrogen fertilizers, fiber flax, yielding capacity, flax straw, payback.
