Влияние длительного внесения минеральных удобрений на продуктивность полевого севооборота в прямом действии и последействии Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

УДК 631.82:631.582:631.559

ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ВНЕСЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ПОЛЕВОГО СЕВООБОРОТА В ПРЯМОМ ДЕЙСТВИИ И ПОСЛЕДЕЙСТВИИ

Н.Н. ШАПОВАЛОВА, зав. лабораторией (e-mail: [email protected])

Е.П. ШУСТИКОВА, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник

А.А. ВОРОПАЕВА, аспирант

Ставропольский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, ул. Никонова, 49, Михайловск, Ставропольский край, 356241, Российская Федерация

Резюме. Цель работы - установление закономерностей среднегодового прироста продуктивности полевого севооборота в зависимости от доз внесения удобрений и агрохимического фона, как в прямом действии, так и в последействии; определение окупаемости «свежих» и остаточных соединений азота и фосфора. Исследования выполнены в 1975-2014гг. в условиях Центрального Предкавказья. При ежегодном применении минеральныхудобрений положительное влияние фосфора на урожай было выше эффекта от азота. Среднегодовой прирост продуктивности севооборота при использовании однихазотныхудобрений составил 0,06-0,12тыс. зерн. ед./га (2,6-5,1 % к контролю), а фосфорных - 0,23-0,45 тыс. зерн. ед./га (9,8-19,1 %). Наиболее высокая продуктивность 1 га севооборотной площади достигнута при внесении полного минерального удобрения. В среднем за 5 ротаций она составила 2,90-3,04 тыс. зерн. ед. (23,4-29,4 % кконтролю). При изучении последействия эффективность азотных удобрений не уступала фосфорным. Прирост сбора зерновых единиц с 1 га достигал 0,58-1,05 тыс., или 18-33 % к контролю. Длительное применение удобрений способствовало росту плодородия почвы, что привело к увеличению окупаемости единицы питательных веществ урожаем за счет последействия. В результате оплата урожаем 1 кг действующего вещества удобрений при внесении одного азота увеличилась в среднем в 4,3; одного фосфора - в 1,5 и полного минерального удобрения - в 1,4 раза. Наибольшая окупаемость единицы действующего вещества отмечена при использовании фосфорных удобрений на естественном фоне. С учетом последействия величина этого показателя в варианте P0 составил 17,35 зерн. ед. против 6,59 зерн. ед. при использовании азота в той же дозе. В качестве оптимальной дозы удобрения рекомендовано ежегодное внесение 60 кг фосфора отдельно и на фоне NK, а также 60 кг/га азота на фоне РК. Систематическое применение азотного удобрения без улучшения фосфатного режима почвы малоэффективно.

Ключевые слова: длительный стационарный опыт, минеральные удобрения, продуктивность севооборота, окупаемость удобрений урожаем.

Для цитирования: Шаповалова Н.Н., Шустикова Е.П., Воропаева А.А. Влияние длительного внесения минеральных удобрений на продуктивность полевого севооборота в прямом действии и последействии //Достижения науки и техники АПК. 2017. Т. 31. №2. С. 11-14.

Экологически и экономически обоснованное использование удобрений - одно из основных условий повышения продуктивности сельскохозяйственных культур. Результаты многолетних исследований свидетельствуют, что минеральные удобрения при систематическом применении даже в умеренных дозах не только увеличивают урожайность возделываемых культур, но и способствуют улучшению и сохранению агрохимических параметров на более высоком уровне, в сравнении с неудобренными почвами [1, 2].

На современном этапе повышение окупаемости удобрений урожаем, снижение затрат на их применение и эффективное использование достигнутого потенциала почвенного плодородия - основные требования к системе удобрения сельскохозяйственных культур [3]. При этом наиболее объективную исходную информацию можно получить по результатам обобщения данных дли-

тельных стационарных опытов, в которых учитывают не только взаимоотношения и взаимозависимость отдельных элементов питания, но и уровень последействия различных видов и доз удобрительных средств [4, 5].

Среди основных элементов питания наиболее длительный эффект последействия повсеместно имеют фосфорные удобрения. Количество исследований, связанных с выявлением уровня последействия азотсодержащих туков, значительно меньше, чем фосфорных, хотя в производстве объемы применения азота зачастую выше.

Цель работы заключалась в установлении закономерностей среднегодового прироста продуктивности полевого севооборота в зависимости отдоз внесения удобрений и агрохимического фона, как в прямом действии, так и в последействии, а также в определении окупаемости «свежих» и остаточных соединений азота и фосфора.

Условия, материалы и методы. Исследования выполнены в 1975-2014 гг. в условиях Центрального Предкавказья. Почва опытного участка - чернозем обыкновенный мощный малогумусный тяжелосуглинистый. Содержание гумуса в пахотном слое почвы перед закладкой опыта (1975-1977 гг.) составляло 4,31 %, подвижного фосфора - 10,4-15,7; подвижного калия -174-190 мг/кг почвы, рН водной суспензии - 7,2-7,3.

Схема опыта предусматривала ежегодное внесение возрастающих (от 30 до 180 кг/га д.в.) доз азотного, фосфорного и калийного удобрений отдельно и совместно с двумя другими элементами, используемыми в качестве фона по 120 кг/га д.в. каждого. Удобрения в виде аммиачной селитры, простого суперфосфата и 40-процентной калийной соли вносили под предпосевную культивацию. Первоначальная схема опыта, состоящая из 42 вариантов, была выдержана в течение первых трех ротаций севооборота. В 90-е годы в течение четырех лет удобрения не применяли, а после возобновления в 1997 г. их внесения перестали использовать калийные туки. Таким образом, было проведено 21-кратное наложение доз азотных и фосфорных удобрений и 15-кратное - калийных. В зависимости от дозы суммарное внесение азота и фосфора за пять ротаций составило 6303780 кг/га, калия - 450-2700 кг/га.

Удобрения, хотя и с небольшим перерывом, применяли в течение первых пяти ротаций шестипольного севооборота, а в шестой и седьмой ротациях анализировали отзывчивость культур на их последействие. На сегодня наблюдения за продуктивностью севооборота в седьмой ротации не завершены, поэтомув работе представлены только результаты исследований, полученные в шестой ротации.

В период изучения прямого действия удобрений (1^ ротация) культуры возделывали в шестипольном севообороте со следующим чередованием: чистый пар (в IV ротации - занятой пар); озимая пшеница; озимая пшеница; кукуруза на силос (1-111 ротация) или чистый пар (М^ ротация); озимая пшеница; овес (1-11 ротация) или яровой ячмень (Ш^ ротации). В силу объективных причин в IV и V ротациях (в конце девяностых - начале двухтысячных годов) произошли изменения в указанной ранее схеме, связанные с увеличением доли чистого пара с 16,7 до 33,3 % вместо кукурузы на силос. При этом насыщенность севооборота зерновыми колосовыми культурами осталась прежней - 66,7 %. В течение ротации в паровые поля удобрения не вносили.

Таблица 1. Влияние систематического внесения минеральных удобрений на среднегодовую продуктивность севооборота в прямом действии (среднее за пять ротаций, 1976-2007 гг.), тыс. зерн. ед. на 1 га севооборотной площади

Вариант

Продуктивность

Прибавка к контролю

на естественном фоне

Вариант

Про-дуктив ность

Прибавка

к контролю

^(контроль)

N.

Р0 (контроль) р

Р30 Р60 Р90 Р120

нер.

2,35 2,35 2,41 2,45 2,45 2,47

2,35 2,58 2,65 2,72 2,74 2,80

Блок азота

П-П Р120К120 (ф°н 1)

0,00 фон 1 + М30

0,06 фон 1 + М60

0,10 фон 1 + Ч,0

0,10 фон 1 + М120

0,12 Фон 1 + М.,20 Блок фосфора

" М12РК120 (фОн 2)

0,23 фон 2 + Р30 0,30 фон 2 + Р3600 0,37 фон 2 + Р6900 0,39 фон 2 + Р19200 0,45 фон 2 + Р112500 0,12 (Г = 35,8 при Г

_' 4 факт_' г т.

на удобренном фоне

к

фону

2,86 0,51 -

2,95 0,60 0,09

3,04 0,69 0,18

3,04 0,69 0,18

3,01 0,66 0,15

3,01 0,66 0,15

2,69 0,34 -

2,90 0,55 0,21

3,00 0,65 0,31

3,04 0,69 0,35

3,02 0,67 0,32

3,03 0,68 0,34

Исследования по последействию удобрительных средств (VI ротация) проведены в семипольном севообороте со следующим чередованием культур: чистый пар, озимая пшеница, озимый ячмень, соя, яровой ячмень, лен, озимая пшеница. В пространстве севооборот развернут тремя полями, повторность вариантов - четырехкратная. Первый урожай на фоне последействия получен в 2007 и 2009 гг. при возделывании озимой пшеницы после чистого пара. При этом в стационаре сохранилась только двукратная повторность во времени.

В начале весенней вегетации озимой пшеницы (второе поле севооборота) проводили отбор почвенных проб до глубины 1 м через 20 см для выявления различий в агрохимических свойствах почвы, созданных предшествующим внесением удобрений. В пробах определяли содержание подвижных форм основных элементов питания: нитратного азота - по Грандваль-Ляжу, подвижного фосфора и обменного калия - по Мачигину. Учет урожая осуществляли с помощью малогабаритного комбайна «Сампо-130».

В работе приведены обобщенные материалы по

24 вариантам опыта: N (контроль);

р120к120(фон 1); фон 1 фон 1 + N

N

60'

фон 1 + ^0

^20к120 (фон 2); фон 2 + Р30;

фон 1 + 1М60,

15(3, Р0(контроль); Р»;

фон 2 + Р

фон 1 + ; Р ; Р ;

60 90'

0; фон 2

Вариант

Про-дуктив-ность

на естественном фоне

Р ; Р

120' 150

+ Р90; фон 2 + Р120; фон 2 + Р15с

Результаты и обсуждение. При ежегодном исполь зовании азота и фосфора на естественном фоне во всехро-тациях полевого севооборота отмечено высокое преимущество фосфорныхудобрений. В сумме за севооборот общая его продуктивность в среднем за пять ротаций при внесении под каждую культуру 30 кг д.в. азота составила14,11 тыс. зерн. ед./га, а применение одного фосфора в той же дозе обеспечило сбор зерновых единиц в размере 15,45 тыс./ га. Разница составила около 10 % (табл. 1). Еще более отчетливо это преимущество проявилось на фоне использования повышенных и высоких доз удобрений. Так, в варианте суммарная

продуктивность севооборота в среднем за ротацию составила 14,82 тыс. зерн. ед./ га, а Р150- 16,81 тыс. зерн. ед./га, что выше на 13,4 %. Прирост производительной способности 1 га севооборотной площади, по сравнению с контролем, на фоне систематического внесения азота в среднем за пять ротаций составил 0,06-0,12 тыс. зерн. ед./га против 0,230,45 тыс./га при использовании одного фосфора.

При длительном применении азота и фосфора на фоне двух других элементов питания вне зависимости от дозы продуктивность севооборота во всех ротациях была наиболее высокой. В этом случае существенной разницы по сбору зерновых единиц между азотным и фосфорным блоками не отмечено. В среднем за пять ротаций ежегодный прирост продуктивности относительно контроля при использовании увеличивающихся доз азота на фоне РК составил 0,60-0,69 тыс. зерн. ед./га, или 25,5-29,4 %, а при внесении фосфора на фоне NK - 0,550,69 тыс. зерн. ед./га, или 23,4-29,4 %. Эффективность азотного удобрения при использовании на фосфорно-калийном фоне, в сравнении с естественным, увеличилась с 2,6-5,1 % до 3,1-6,3 %, а фосфорного на фоне NК, напротив, уменьшилась с 9,8-19,1 до 7,8-13,0 %.

В опубликованной ранее работе [1] отмечено, что за длительный период применения минеральных удобрений в вариантах опыта сформировались определенные уровни плодородия почвы. Повышение обеспеченности почвы питательными элементами происходило в основном благодаря внесению соответствующего удобрения.

К концу пятой ротации севооборота самые значительные изменения агрохимических свойств произошли под влиянием систематического применения фосфорных удобрений. В варианте Р30-60 запасы подвижных фосфатов в метровом профиле составили 246-329 кг/га, а после ежегодного использования Р120-150 - 457-517 кг/га при величине этого показателя в контроле - 142 кг/га. Накопленный потенциал почвенного плодородия по фосфору

Таблица 2. Среднегодовая продуктивность севооборота на фоне последействия различных доз минеральных удобрений (2007-2014 гг.), тыс. зерн. ед. на 1 га севооборотной площади

Прибавка к контролю

Вариант

Про-дуктив-ность

Прибавка

к контролю

^(контроль)

N30

М60 М90 М120

150

Р0 (контроль)

Р30

Р60

Р90 РР120

РН1е50Р

3,23 3,81 3,97 4,06

4.27

4.28

3,23 3,81 3,91 3,97 4,09 4,16

Блок азота

Р120К120 (ф°н 1) 0,58 Фон 1 + N

0,74 Фон 1 + N....

0,83 Фон 1 + N90

1.04 Фон 1 + N

1.05 Фон 1 + ^^ Блок фосфора

- Ч,0К120 (фон 2) 0,58 Фон 2 + Р30 0,68 Фон 2 + Р60 0,74 Фон 2 + Р90 0,86 Фон 2 + Р120 0,93 Фон 2 + Р

0,46 (Гфакт = 3,7 при Р,

на удобренном фоне

к

фону

3,81 0,58 -

4,08 0,85 0,27

4,12 0,89 0,31

4,28 1,05 0,47

4,34 1,11 0,53

4,39 1,16 0,58

4,09 0,86 -

4,22 0,99 0,13

4,28 1,05 0,19

4,36 1,13 0,27

4,32 1,09 0,23

4,42 1,19 0,33

= 1,8)

90

Таблица 3. Эффективность длительного внесения азотных удобрений в

прямом действии и последействии

Вариант

Внесено ЫРК, кг/га д.в.

Суммарная продуктивность, тыс. зерн. ед./га

действие

после-

действие

всего

1976-2014 гг.)

Суммарная прибавка, тыс. зерн. ед./га

действие

после-

действие

всего

Оплата 1 кг ЫРК урожаем, зерн. ед.

в прямом действии

с учетом последействия

N

0 630 1260 1890 2520 3150

4320 4950 5580 6210 6840 7470

70.40 70,56 72,26

73.41 73,61 74,10

85,90 88,45 91,13 91,17 90,22 90,39

На естественном фоне

22,63 93,03

26,62 27,81 28,45 29,86 29,94

26,69 28,56 28,85 29,94 30,39 30,74

97,18 100,07 101,86 103,47 104,04

0,16 1,86 3,01 3,21 3,70

На фоне Р .

112,59 15,50

К,.

117,01 119,98 121,11 120,61 121,13

18,05 20,73 20,77 19,82 19,99

3,99 5,18 5,82 7,23 7,31

20, „„ 4,06

5,93

6,22

7,31

7,76

8,11

4,15 7,04 8,83 10,44 11,01

19,56 23,98 26,95 28,08 27,58 28,10

0,25 1,48 1,59 1,27 1,17

3,59 3,65 3,72 3,34 2,90 2,68

6,59 5,59 4,67 4,14 3,50

4,53 4,84 4,83 4,52 4,03 3,76

имеет очень большое значение, поскольку для получения высоких урожаев он более важен, чем повышенные дозы фосфорных удобрений, внесенные непосредственно под культуру. Кроме того, оптимальный фосфатный уровень в почве позволяет применять повышенные дозы азотных и калийных удобрений, эффективность которых при высокой обеспеченности фосфором возрастает в 2,0-2,5 раза [6].

Согласно результатам исследований, в период последействия прирост продуктивности севооборота происходил после внесения не только фосфатов, но и азота (табл.2). В том и другом случае среднегодовые прибавки сбора зерновых единиц увеличивались в соответствии с ростом доз внесенных ранее туков и удобренностью фона. Прирост производительной способности 1 га севооборотной площади на фоне последействия одного азота составил 0,58-1,05 тыс. зерн. ед. (18,0-32,5 %), фосфора - 0,58-0,93 тыс. зерн. ед. (17,6-28,8 %), а при использовании полного минерального удобрения - 0,851,16 и 0,99-1,19 тыс. зерн. ед., или 26,3-35,9 и 30,7-36,8 % соответственно. Таким образом, эффект последействия как азотных, так и фосфорных туков, после прекращения внесения был заметно выше прямого действия. В последействии эффективность азотного удобрения, внесенного отдельно, увеличилась на 15,4-27,4 %, фосфорного - на 7,8-9,7 %, а полного минерального - на 0,8-6,5 и 7,3-7,4 % относительно неудобренного контроля.

В производственных условиях важное значение имеет не только повышение урожайности возделываемых культур, но и окупаемость удобрительных средств. В целом за пять ротаций применения только азотных удобрений суммарная прибавка продуктивности севооборота составила в среднем по дозам 2,39 тыс. зерн. ед./га (табл. 3), фосфорных удобрений -10,50 тыс. зерн. ед./га (табл. 4), что выше, чем от азота, в 4,4 раза.

Как было отмечено ранее, в последействии азотные удобрения не только не уступали фосфорным, но и даже несколько превосходили их. В шестой ротации после прекращения внесения азота,

суммарная прибавка продуктивности севооборотазасемь лет составила в среднем по дозам 5,91 тыс. зерн. ед./га, против 5,30 тыс. зерн. ед./га на фоне последействия одного фосфора.

Эффективность азота и фосфора в составе полного минерального удобрения, как в прямом действии, так и в последействии почти не различалась. В сумме за 30 лет действия и семь лет последействия прирост валового сбора зерновых единиц при внесении азотного удобрения на фоне РК был равен в среднем по дозам 26,94тыс. зерн. ед./га, фосфорного удобрения на фоне NK - 27,14 тыс. зерн. ед./га.

В целом по опыту при внесении полного минерального удобрения среднегодовой прирост продуктивности севооборота при прямом действии варьировал в пределах 0,55-0,69 тыс. зерн. ед./га, в последействии -0,85-1,19 тыс. зерн. ед./га. Небольшие различия между вариантами свидетельствуют о том, что в течение длительного периода применения N Р и К на обыкновенном черноземе был сформирован достаточно сбалансированный уровень плодородия, способный полностью обеспечивать потребности возделываемых культур.

В прямом действии окупаемость одного килограмма питательных веществ была обусловлена видом и дозой удобрения, а также агрохимическим фоном. Наименьшая оплата единицы действующего вещества удобрений приростом урожая выявлена при систематическом внесении одного азота. Минимальная в опыте величина этого показателя отмечена в варианте (0,25 зерн. ед.), самая высокая - в варианте (1,59 зерн. ед.). При ежегодном использовании фосфатов она была значительно выше и варьировала от 4,33 (Р150) до 10,9 зерн. ед. (Р30) на 1 кг Р205 Длительное использование азота и фосфора на фоне двух других элементов обеспечило оплату каждого килограмма NРК в пределах 2,68-3,72 зерн. ед. при увеличении сбора основной продукции, относительно контроля, на 25,7-28,0 %.

С учетом последействия различия в величине окупаемости единицы азота и фосфора, применяемых на

Таблица 4. Эффективность длительного внесения фосфорных удобрений в прямом действии и последействии (1976-2014 гг.)

Вариант Внесено ЫРК, кг/га д.в. Суммарная продуктивность, тыс. зерн. ед./га Суммарная прибавка, тыс. зерн. ед./га Оплата 1 кг ЫРК урожаем, зерн. ед.

действие после-действие всего действие после-действие всего в прямом действии с учетом последействия

На естественном фоне

0 70,40 22,63 93,03 - - - - -

630 77,27 26,69 103,96 6,87 4,06 10,93 10,90 17,35

1260 79,62 27,39 107,01 9,22 4,76 13,98 7,31 11,10

1890 81,47 27,78 109,25 11,07 5,15 16,22 5,85 8,58

2520 82,08 28,65 110,73 11,68 6,02 17,70 4,63 7,02

3150 84,06 29,15 113,21 13,66 6,52 20,18 4,33 6,41

На фоне М120К 20

4320 80,55 28,61 109,6 10,15 5,98 16,13 2,35 3,73

4950 86,98 29,55 116,53 16,58 6,92 23,50 3,35 4,75

5580 90,06 29,96 120,02 19,66 7,33 26,99 3,52 4,84

6210 91,10 30,54 121,64 20,70 7,91 28,61 3,33 4,61

6840 90,64 30,25 120,89 20,24 7,62 27,86 2,96 4,07

7470 90,84 30,92 121,76 20,44 8,29 28,73 2,74 3,85

0

30

60

90

120

150

0

30

60

90

естественном фоне, несколько сократились, а между одним азотом и полным минеральным удобрением почти полностью исчезли. Заметное преимущество окупаемости1 кг действующего вещества удобрения продукцией с учетом последействия, по сравнению как с чисто азотным удобрением, так и с полным минеральным удобрением,отмечено только после внесения одного фосфора. В этом случае оплата 1 кг Р205 в варианте Р150 составила 6,41 зерн. ед., Р30 - 17,35 зерн. ед. при увеличении продуктивности севооборота относительно контроля на 21,7 и 11,7 % соответственно.

При этом следует учесть, что по истечении семилетнего периода после прекращения внесения удобрений (VI ротация) их последействие не закончилось. Прибавка урожая в седьмой год наблюдений достигла 0,78-1,82 т/га, то есть потенциал плодородия обыкновенного чернозема, созданного предшествующим внесением удобрений, далеко не исчерпан. В начале седьмой ротации севооборота после длительного использования одних азотных удобрений прибавка урожая озимой пшеницы к контролю составила 2,9-12,8 %, только фосфорных - 20,9-28,1 %.

Выводы. В условиях неустойчивого увлажнения Центрального Предкавказья на черноземе обыкновенном эффективность прямого действия азотных удобрений оказалась ниже, чем фосфорных, в 3,8 раза. В последействии продуктивность полевого севооборота на азотном и фосфорном блоках различалась незначительно и возрастала с повышением дозы внесенных ранее удобрений. Среднегодовая прибавка относительно контроля в последействии отдельного внесения азота составила 0,58-1,05 тыс. зерн. ед./га; фосфора - 0,93-1,19 тыс. зерн. ед./га, а при использовании этих элементов на фоне двух других - 0,85-1,16 и 0,99-1,19 тыс. зерн. ед./га соответственно.

Наименьшая оплата единицы действующего вещества удобрений урожаем отмечена при отдельном использовании азотных удобрений - 0,25-1,59 зерн. ед. При ежегодном внесении одних фосфатов величина этого показателя варьировала от 10,9 (Р30) до 4,33 (Р150) зерн. ед.

С учетом последействия различия в величине окупаемости единицы действующего вещества азотных и фосфорных туков, применяемых на естественном фоне, несколько уменьшились, а между одним азотом и полным минеральным удобрением почти полностью исчезли. Самый высокий прирост оплаты единицы действующего вещества продукцией в результате последействия отмечен после внесения фосфорных удобрений. В варианте Р30 окупаемость каждого килограмма Р2О5 увеличилась относительно прямого действия на 6,45 зерн. ед., а при использовании Р150 на 2,08 зерн. ед.

Полученные результаты позволяют рекомендовать дозу 60 кг/га Р2О5 в качестве оптимальной при систематическом отдельном внесении фосфорного удобрения в севообороте, поскольку уже в период прямого действия окупаемость единицы фосфора превысила норматив (7 кг зерна) при существенном среднегодовом приросте продуктивности на 0,3 тыс. зерн. ед./га. Использование азотного удобрения без улучшения фосфатного режима чернозема обыкновенного агрономически и экономически малоэффективно.

При внесении полного минерального удобрения отмечена наиболее высокая продуктивность 1 га севооборотной площади и низкая окупаемость действующего вещества из-за несоответствия величины полученной прибавки количеству удобрений, внесенных, в основном, в виде фона (по 120 кг/га д.в.). В этом случае за оптимальную можно принять наименьшую из изученных доз, увеличение которой практически не влияло на среднегодовую продуктивность севооборота - N и Р на фоне Р120К и К К соответственно.

Литература.

1. Шустикова Е.П., Шаповалова Н.Н. Урожайность озимой пшеницы в зависимости от предшественника, минеральных удобрений и условий увлажнения в длительном полевом опыте на черноземе обыкновенном // Агрохимия. 2012. № 7. С. 48-56.

2. Шаповалова Н.Н., Годунова Е.И., Шустикова Е.П. Кислотно-основные свойства чернозема обыкновенного после длительного внесения минеральных удобрений // Плодородие. 2016. № 4 (91). С. 15-18.

3. Лукин С.М., Мерзлая Г.Е. Сравнительная эффективность различных систем удобрения при длительном их применении в севооборотах// Плодородие. 2016. № 5 (92). С. 42-47.

4. Кирпичников Н.А., Адрианов С.Н. Действие и последействие фосфорных удобрений на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве при различной степени известкования//Агрохимия. 2007. №10. С. 14-23.

5. Ефремов В.Ф. Действие и последействие систем удобрения в зерновом севообороте // Плодородие. 2004. № 4 (19). С. 10-11.

6. Комплекс технологических, агрохимических и биологических воздействий на фосфорный режим почв и продуктивность земледелия/А.Л. Иванов, В.Г. Сычев, Л.М. Державин, А.И. Карнухин, Д.В. Карпова//Плодородие. 2009. № 1 (46). С. 4-7.

INFLUENCE OF LONG-TERM APPLICATION OF MINERAL FERTILIZERS ON THE PRODUCTIVITY OF FIELD CROP ROTATION IN THE DIRECT ACTION AND THEIR AFTEREFFECT

N.N. Shapovalova, E.P. Shustikova, A.A. Voropaeva

Stavropol Agricultural Research Institute, ul. Nikonova, 49, Mikhailovsk, Stavropol'skii krai, 356241, Russian Federation

Abstract. The aim of the investigation was to determine the regularities of the average annual increase in the productivity of a field crop rotation depending on the doses of fertilizers and the agrochemical background both in the direct action and in the aftereffect. The other goal was to determine the recoupment of "new" and residual compounds of nitrogen and phosphorus. The investigation was carried out under conditions of the Central Pre-Caucasian region in 1975-2014. It is revealed that the positive effect of phosphorus on yield compared to nitrogen was higher in the case of annual application of fertilizers. The average annual growth of productivity with the application of nitrogen fertilizers only was 0.06-0.12 t/ha of grain units (2.6-5.1 % in comparison with a control), of phosphorus fertilizers only - 0.23-0.45 t/ha of grain units (9.8-19.1 %). The highest productivity per hectare of crop rotation area was achieved with the application of complete mineral fertilizer. On average over five rotations it was 2.90-3.04 t/ha of grain units (23.4-29.4 % in comparison with the control). In the study of the aftereffect, the efficiency of nitrogen fertilizers did not yield the efficiency of phosphorus ones. The increase in harvest of grain units per 1 ha reached 0.58-1.05 t/ha or plus 18-33 % compared to the control. Prolonged use of fertilizers contributed to the increase in soil fertility that led to the increase in recoupment of a unit of nutrients by the yield due to the aftereffect. As a result, the payment of 1 kg of N, P and K by the yield, when nitrogen only was applied, increased on average 4.3 times; in the case of phosphorus only - 1.5 times; complete fertilizer - 1.4 times. The highest recoupment of a unit of active substance was achieved at the application of phosphorus fertilizers against a natural background. Taking into account the aftereffect, this index in the variant P30 was 17.35 kg of grain units vs. 6.59 kg of grain units in the case of nitrogen application at the same dose. The annual application of 60 kg of phosphorus separately and against the background of NK, as well as 60 kg/ha of nitrogen against the background of PK, was recommended as the optimal doses of fertilizers. The systematic application of nitrogen fertilizer without improving the phosphorous regime of the soil is ineffective. Keywords: long-term stationary experiment, mineral fertilizers, productivity of crop rotation, recoupment of fertilizer by yield. Author Details: N.N. Shapovalova, head of laboratory (e-mail: [email protected]); E.P. Shustikova, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow; A.A. Voropaeva, post graduate student.

For citation: Shapovalova N.N., Shustikova E.P., Voropaeva A.A. Influence of Long-Term Application of Mineral Fertilizers on the Productivity of Field Crop Rotation in the Direct Action and Their Aftereffect. Dostizheniyanaukii tekhnikiAPK. 2017. V. 31. No. 2. Pp. 11-14 (in Russ.).