CC BY
0
ISSN 1026-2237BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION NATURAL SCIENCE. 2024. No. 2
Научная статья
УДК 631.811.1:631.811.98
doi: 10.18522/1026-2237-2024-2-100-112
ВЛИЯНИЕ ГУМАТА КАЛИЯ И ГУМИНОВОГО ПРЕПАРАТА «BIO-ДОН» НА АЗОТНЫЙ РЕЖИМ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО ПОД ГОРОХОМ
Семён Сергеевич Карташев 1, Ольга Степановна Безуглова 22Я
1,2Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону, Россия 1semyonrus357@gmail. com 2lola314@mail. ruB
Аннотация. Представлены результаты краткосрочного полевого опыта за 2021-2023 гг. Опыт заложен на стационаре агрохимии и защиты растений ФГБНУ «ФРАНЦ». Было изучено влияние гумата калия и гуминового препарата «BIO-Дон» на содержание подвижных форм азота в черноземе обыкновенном карбонатном при возделывании гороха сорта Альянс (Pisum sativum L.). В схему опыта входили варианты с применением минерального удобрения (азофоска 40:40:40) и без него. Гуминовые препараты использовались в фазу формирования бобов фолиарно, как совместно с инсектицидом, так и без него.
Установлено, что использование гумата калия способствует накоплению нитратного азота в чернозёме обыкновенном карбонатном. Применение гуминового препарата «BIO-Дон» в год с повышенным количеством осадков привело к снижению содержания N-ЫОз, что может быть связано с миграцией этой формы азота вниз в подпахотный горизонт. На содержание доступных для растений форм аммонийного азота гуминовые стимуляторы практически не влияли.
Ключевые слова: чернозём обыкновенный карбонатный, гуминовые препараты, «BIO-Дон», гумат калия, горох, минеральное удобрение, нитратный азот, аммонийный азот
Для цитирования: Карташев С.С., Безуглова О.С. Влияние гумата калия и гуминового препарата «BIO-Дон» на азотный режим чернозема обыкновенного под горохом // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. 2024. № 2. С. 100-112.
Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Original article
THE EFFECT OF POTASSIUM HUMATE AND A HUMIC PREPARATION "BIO-DON" ON THE NITROGEN REGIME OF THE CALCIC CHERNOZEM
UNDER THE PEAS
Semyon S. Kartashev 1, Olga S. Bezuglova 2B
1,2Southern Federal University, Rostov-on-Don, Russia 1semyonrus357@gmail. com 2lola314@mail. ruB
Abstract. The article presents the results of short-term field experience for 2021-2023. Experience is laid down in the hospital of agricultural chemistry and plant protection FSBSI "FRARC". The effect of the use of potassium humate and the humic preparation "Bio-Don " on the content of mobile nitrogen forms in the Calcic
© Карташев С.С., Безуглова О.С., 2024
Chernozem in the cultivation of the pea Alliance (Pisum sativum L.) was studied. The experience scheme included options using mineral fertilizer (Azofoska 40:40:40) and without its use. Humic preparations were used in the phase of forming beans foliric, both together with insecticide and without it.
It was established that the use of potassium humate shows a positive tendency to accumulate nitrate nitrogen in the Calcic Chernozem. The use of the "BIO-Don" humic preparation per year with an increased amount of precipitation has led to a decrease in the N-NO3 content, which may be associated with the migration of this form of nitrogen down into the subsoil horizon. The use of humic stimulants affected by the forms of ammonium nitrogen, which is available to plants, practically did not affect.
Keywords: Calcic Chernozem, humic preparations, "BIO-Don ", potassium humate, peas, mineral fertilizer, nitrate nitrogen, ammonium nitrogen
For citation: Kartashev S.S., Bezuglova O.S. The Effect of Potassium Humate and a Humic Preparation "BioDon" on the Nitrogen Regime of the Calcic Chernozem under the Peas. Bulletin of Higher Educational Institutions. North Caucasus Region. Natural Science. 2024;(2):100-112. (In Russ.).
This is an open access article distributed under the terms of Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC-BY4.0).
Введение
Проблемы экологической и продовольственной безопасности, являясь приоритетными направлениями стратегического развития страны, привлекают пристальное внимание ученых. Увеличение использования удобрений при производстве продукции имеет важное значение для удовлетворения растущего спроса на продовольствие, так как их применение в сельском хозяйстве существенно повышает урожайность возделываемых культур [1]. В то же время чрезмерно высокие дозы минеральных удобрений в севооборотах интенсивных технологий приводят к серьезным экологическим проблемам [2, 3].
Органические удобрения, используемые в качестве альтернативы минеральным удобрениям и вкупе с ними, помогают решить эту проблему. Как показывают работы учёных из разных стран, их применение способствует улучшению основных микробиологических и физико-химических свойств, восстанавливает плодородие и экологическое состояние почв, что, в свою очередь, положительно влияет на усвоение элементов питания из минеральных удобрений [4-6]. Однако органические удобрения преимущественно относятся к местным удобрениям, и реалии таковы, что производство и применение органических удобрений во многих регионах страны недостаточны. Например, в Ростовской области максимальные объемы внесения органических удобрений не превышают 50 % от потребности для бездефицитного баланса гумуса [7]. А в целом по Российской Федерации средняя насыщенность 1 га пашни органическими удобрениями составляет менее 1 т/га при необходимой как минимум 5-6 т/га [8]. В такой ситуации применение физиологически активных гуминовых удобрений и препаратов способствует росту урожайности сельскохозяйственных культур, причем за счет не только активизации роста растений и усиления их адаптогенных возможностей, но и лучшей усвояемости элементов питания из почвы и минеральных удобрений [9].
Горох - однолетняя яровая культура. Однако есть зимующие формы, которые в южных районах высевают осенью. В нашей стране наибольшее значение имеет горох посевной (Pisum sativum L.), его выращивают как пищевую культуру. Горох полевой, или пелюшку, высевают для кормовых целей и в качестве зеленого удобрения. Горох является третьей по значимости сельскохозяйственной культурой в мире [10].
По данным Росстата за период 2018-2021 гг., посевная площадь гороха по России увеличивается с каждым годом, растет и валовый сбор гороха [11, 12]. Горох, вступая в симбиоз с клубеньковыми бактериями, обогащает почву доступными для растений формами азота, тем самым является хорошим предшественником.
В данной работе представлены результаты исследования влияния гуминового препарата «BIO-Дон» и гуминового удобрения «Гумат калия» на азотный режим почвы при внесении индивидуально и совместно с минеральным удобрением.
Методика. Объектами исследований являются горох сорта Альянс, оригинатор сорта ФГБНУ «Федеральный Ростовский аграрный научный центр» (ФРАНЦ), гуминовое удобрение «Гумат калия» производства группы компаний «Флексом» и гуминовый препарат ««BIO-Дон»», минеральное питание на черноземе обыкновенном карбонатном.
Проводился трёхлетний опыт с 2021 по 2023 г. на стационаре агрохимии и защиты растений ФРАНЦ на чернозёме обыкновенном карбонатном.
«BIO-Дон» - жидкий гуминовый препарат - получается путем щелочной экстракции из вер-микомпоста - продукта переработки навоза (крупного рогатого скота, конского) компостными червями вида Eisenia foetida. Этот препарат не может быть рассмотрен аналогом удобрений в связи с рядом его характеристик: низкая концентрация питательных элементов, щелочная реакция среды (табл. 1).
Таблица 1 / Table 1
Химический состав гуминового препарата «BIO-Дон» / The chemical composition of the humic preparation "BIO-Don"
N-NÛ3 N-NH4 P2O5 K2O Сгк Сфк Сгк+ Сфк
мг/л г/л
70-85 190-220 500-550 350-400 1,70-1,86 0,4-0,5 2,1- 2,3
Главной его особенностью является присутствие в составе гуминовых кислот (ГК) и фульво-кислот (ФК) в виде их натриевой соли. Благодаря наличию этих биологически активных веществ гуминовый препарат «BIO-Дон» является стимулятором роста и адаптогеном, увеличивая стрес-соустойчивость сельскохозяйственных растений к применению гербицидов, инсектицидов и неблагоприятных погодных условий [13-16]. Препарат разбавляли до оптимальной концентрации в нем ГК+ФК - 0,001 % - и производили обработку растений фолиарно совместно с гербицидом и инсектицидом в фазу формирования бобов.
Гумат калия получают из экологически чистого сырья (торфа), это жидкое гуминовое удобрение с высокой степенью очистки и гомогенизации. Содержание ГК+ФК в нем значительно более высокое, помимо этого, в его состав входят микроэлементы (табл. 2), поэтому позиционируется он как гуминовое удобрение. Имеет щелочную среду (не менее 9 ед. pH). Данный препарат увеличивает скорость созревания семян и повышает качество сельхозпродукции, улучшает плодородие почвы, укрепляет иммунную систему возделываемой культуры.
Для гербицидных обработок использовали препарат «Гезагард», КС (500 г/л прометрина), относящийся к классу триазинов и являющийся гербицидом широкого действия против и двудольных, и однодольных сорняков. В связи с чем рекомендуется его использование для зернобобовых культур до появления всходов.
В качестве инсектицида применяли «Би-58 Новый», который очень токсичен, его действующее вещество - диметоат - может сильно угнетать вегетирующие растения. Совместное использование гуминового препарата с пестицидами снижает стрессовую нагрузку, при этом прибавка к урожайности бобовых культур увеличивается до 30 % [17].
Таблица 2 / Table 2
Химический состав гуминового удобрения «Гумат калия» (группа компаний «Флексом») / The chemical composition of the humic fertilizer "Potassium Humate" (group of companies "Flexom")
N (общ.) P2O5 K2O Собщ. Сгк Сфк
мг/л г/л
2,66 280 11,18 27,23 25,50 1,73
Микроэлементы, мг/л
Zn Co Mn Mo Fe B
0,61 0,04 2,80 0,023 189,4 0,225
Схема полевого опыта включала 12 вариантов: 6 - на участке без удобрений; 6 - на удобренном фоне. Полевой опыт закладывали в трёх повторностях (табл. 3), горох выступал одной из культур севооборота. В качестве фона вносили минеральное удобрение азофоска NPK - 40:40:40 (в действующем веществе).
Таблица 3 / Table 3
Схема опыта / Experience scheme
Варианты
Контроль: без удобрений 1а. К 2а. «BIO-Дон» 3 а. Гумат калия
4а. ХСЗ 5а. ХСЗ + «BIO-Дон» 6а. ХСЗ + гумат калия
Фон: NPK 40:40:40 1б. К 2б. «BIO-Дон» 3б. Гумат калия
4б. ХСЗ 5б. ХСЗ + «BIO-Дон» 6б. ХСЗ+ гумат калия
Примечание. К - контроль без применения пестицидов; ХСЗ - химическая система защиты растений.
Среднесуточная температура за апрель в 2021-2023 гг. была 9,7; 18,5; 16,3 °С соответственно; в мае - 17,7; 22,9; 23,3 °С; в июне - 21,67; 20,7; 19,8 °С. На рис. 1 представлено распределение осадков по декадам в период вегетации гороха за 2021-2023 гг. Как видно, 2022 г. характеризовался засушливостью: начиная с третьей декады мая и по первую декаду июля включительно осадков практически не было. Два других года - 2021-й и 2023-й - характеризовались более благоприятным распределением осадков в течение вегетационного сезона.
Определение нитратов проводилось ионометрическим методом (ГОСТ 26951-86) [18]. Нитраты извлекали из почвы раствором алюмокалиевых квасцов с массовой долей 1 % и определяли нитраты в вытяжке с помощью ионоселективного электрода, обменный аммоний - по методу ЦИНАО ГОСТ 26489-85 [19].
Результаты и обсуждение
Деятельность микроорганизмов, выраженная в их способности усваивать азот из воздуха и переводить его в форму, доступную для растений, является основным источником пополнения азота в почве. Клубеньковые бактерии рода Rhizobium относятся к таким микроорганизмам, причем для каждого бобового характерен свой штамм бактерий, получающий название по своему хозяину, соответственно для гороха - это Rhizobium lehumicosarum [20]. Положительный эффект работы клубеньковых бактерий, а именно количество азота, связываемого ими, увеличивается при внесении органических и минеральных удобрений и зависит от вида растений, агротехнических мероприятий, типа почвы, её освоенности и других факторов. Бобовые растения не нуждаются в азоте, так как способны сами, благодаря клубеньковым бактериям, живущим на их корнях, накапливать значительное его количество. Как следствие, использование гороха как предшественника благоприятно отражается на азотном режиме почвы. Поэтому после бобовых культур дозы азотных удобрений рекомендуют значительно уменьшать [21], и даже без внесения азотных удобрений можно получать урожайность зерна озимой пшеницы порядка 21-26,5 ц/га [22].
Применение гуминовых препаратов и удобрений оказывает положительный эффект практически во всех случаях. Внесение гуматов совместно с минеральными удобрениями лишь незначительно увеличивает эффект. Положительная тенденция при использовании гуматов особенно выражена для нитратного азота. Первый отбор проб проводился после внесения минерального удобрения (азофоска), второй отбор - после сбора урожая гороха.
На рис. 2 представлены результаты определения содержания нитратного азота в чернозёме обыкновенном карбонатном при возделывании гороха за трехлетний период опыта. Табл. 4 содержит результаты статистической обработки данных.
Содержание нитратного азота в 2021 г. до внесения гуминовых препаратов на делянках без применения минерального удобрения составляет 1,40-2,27 мг/кг, что можно оценить как очень низкое. Сказались низкие температуры апреля: нетипично холодный апрель тормозил развитие клубеньков, и даже при внесении минеральных удобрений количество N-N03 увеличивается до значений 6,17-6,70 мг/кг, т.е. остается в той же градации - очень низкое [23].
ISSN 1026-2237BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2024. No. 2
Рис. 1. Распределение осадков по декадам в период вегетации гороха, 2021-2023 гг. / Fig. 1. Distribution of precipitation by decades during the growing season of peas, 2021-2023
ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2024. No. 2
2021
2021
8,00 7.00 6.00 5.00 4,00 3.00 2.00 1,00 0.00
Û
30.00 25,00 20,00 15,00 10.00 5.00 0.00
10.00
9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00
с
I
I
2 3 -1
1Цжл1гты
I I Весна Лето 2023
"X
Û. D
Û
D
2 3 4
Варианты
Весна Лето а/а
2 3 4 5
Варианты
Весна Лето 2022
8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3,00 2,00 1.00 0,00
30,00 25,00 20,00 % 15.00
Р,
10.00 5.00 0.00
I
10.00
9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00
Варианты Весна Лето
2022
Ä
2 3 I
Варианты
Весна Лето 2023
В
Варианты
есна Лето б/b
Рис. 2. Содержание нитратного азота в чернозёме обыкновенном карбонатном за 2021-2023 г.: а - без удобрения; б - на фоне минерального удобрения; 1 - контроль; 2 - контроль + «BIO-Дон»; 3 - контроль + гумат калия; 4 - ХСЗ; 5 - ХСЗ + «BIO-Дон»; 6 - ХСЗ + гумат калия / Fig. 2. The content of nitrate nitrogen in a Calcic Chernozem Pachic for 2021-2023: a - without fertilizer; b - against the background of mineral fertilizer; 1 - control; 2 - control + "BIO-Don"; 3 - control + potassium humate; 4 - CPS; 5 - CPS + "Bio-Don"; 6 - CPS + potassium humate
Таблица 4 / Table 4
Достоверность разницы (критерий Стьюдента) в содержании азота нитратов в черноземе обыкновенном карбонатном под горохом по вариантам опыта с гуматами (при P=0,95 крит. значение t=2,06) / The reliability of the difference (the criterion of the Student) in the nitrogen nitrate in the Calcic Chernozem under the peas according to the options for experience with the humates (at p = 0.95 critic, the value t = 2.06)
№ Вариант 2021 г. 2022 г. 2023 г.
С контролем С фоном Варианты с ХСЗ между собой С контролем С фоном Варианты с ХСЗ между собой С контролем С фоном Варианты с ХСЗ между собой
Контроль: без удобрений
1а Контроль(К) - - - - - - - - -
2а К + «BIO-Дон» 0,00 - - 1,25 - - 2,25 - -
3а К + гумат калия 0,44 - - 1,80 - - 4,41 - -
4а ХСЗ 1,29 - - 3,65 - - 1,35 - -
5а ХСЗ + «BIO-Дон» 2,77 - 1,54 1,48 - 0,30 1,91 - 1,29
6а ХСЗ + гумат калия 2,28 - 1,11 2,51 - 0,13 3,26 - 2,12
Фон: NPK 40:40:40
1б Фон (Ф) 2,82 - - 2,07 - - 2,10 - -
2б Ф + «BIO-Дон» 0,80 3,79 - 0,34 1,38 - 1,90 2,65 -
3б Ф + гумат калия 4,18 2,07 - 0,57 4,25 - 8,12 2,07 -
4б Ф+ ХСЗ 3,94 0,45 - 0,16 4,43 - 3,19 0,69 -
5б Ф+ ХСЗ + «BIO-Дон» 0,53 3,70 5,50 0,33 1,47 0,28 1,81 2,70 3,75
6б Ф + ХСЗ + гумат калия 5,58 3,40 3,39 0,49 1,71 0,47 5,63 2,20 1,54
Сумма выпавших осадков за май-июнь составляет 175 мм. Летние температуры в сочетании с благоприятным увлажнением способствовали развитию растений гороха, и активное потребление азота на формирование вегетативной массы привело к тому, что содержание азота нитратов на протяжении всего сезона оставалось очень низким. Однако в пределах такой низкой обеспеченности отмечено достоверное увеличение по сравнению с контролем на вариантах с гуматами при использовании ХСЗ (варианты 5 и 6) без удобрений. На удобренном фоне как без ХСЗ, так и с ними также отмечено достоверное увеличение содержания N-N03 при использовании гуматов по сравнению с фоном.
Второй отбор проб показывает (рис. 2) накопление нитратного азота на делянках без применения азофоски до 2,47-4,17 мг/кг, что связано с процессом нитрификации аммонийного азота. В делянках без применения химических средств защиты разницу между контролем и участками с применением гуминовых препаратов нельзя назвать статистически достоверной. Максимальное значение 4,17 мг/кг обнаруживается на делянке с применением препарата «В10-Дон» совместно с пестицидами.
На опыте с внесением азофоски Ж0Р40К40 содержание нитратного азота варьирует от 2,20 до 5,57 мг/кг. Наблюдается достоверное снижение N-N03 на делянках с внесением «В10-Дона». Это можно связать с характеристиками препарата, что в совокупности с обильными осадками активизировало процесс денитрификации, в ходе которого в анаэробных условиях нитратный азот восстановился до молекулярного. В свою очередь, применение биологического стимулятора гумата калия показывает достоверное увеличение N-N03 в почве на 2,33-3,10 мг/кг по сравнению с контрольным участком. Применение гумата калия в совокупности с минеральным удобрением показывает более выраженную тенденцию к накоплению нитратного азота (4,80 и 5,57 мг/кг).
Наиболее сильное накопление происходит на участке с внесением гумата калия совместно с инсектицидом (5,57 мг/кг).
В 2022 г. опыт был заложен на другом поле севооборота, содержание азота нитратов в почве изначально было выше - 12,71 мг/кг, но все равно характеризовалось как низкое. При внесении в почву минерального удобрения «Азофоска» содержание нитратного азота повышается до 19,29 мг/кг, обеспеченность оценивается как средняя. Сумма выпавших осадков за май-июнь составила 41 мм.
Отбор проб в летний период показал увеличение содержания нитратного азота на делянках с применением гуминовых препаратов до градации «высокая обеспеченность». На контрольных участках с внесением стимуляторов «BIO-Дон» и «Гумат калия» содержание N-NO3 увеличивается на 2,97 и 4,30 мг/кг соответственно. На участках с применением химических средств наблюдается большой размах колебаний, в связи с чем достоверно подтверждённого увеличения азота нитратов не получено.
На фоновых участках с внесением гуминового препарата «BIO-Дон», по сравнению с результатами 2021 г., наоборот, наблюдается накопление нитратного азота. Это можно объяснить сохранением аэробного дыхания в пересушенном пахотном слое почвы, так как осадков не было практически полтора месяца, что, в свою очередь, уменьшает интенсивность денитрификации. Максимальное значение N-NO3 наблюдается на участке с применением гумата калия совместно с пестицидом - 17,30 мг/кг, на сравнительном участке с внесением только азофоски - 11,90 мг/кг.
В 2023 г. горох опять был посеян на почве с очень низким содержанием нитратного азота -2,16 мг/кг. При внесении в почву азофоски среднее значение повышается до 7,82 мг/кг. Сумма выпавших осадков за май-июнь составляет 203 мм.
Отбор проб после сбора урожая гороха на участках без внесения минерального удобрения показывает статистически достоверное увеличение содержания нитратного азота при внесении гумата калия, но общее содержание остается в пределах градации «очень низкое». При фолиар-ной обработке препаратом «BIO-Дон» наблюдается лишь незначительное увеличение содержания N-NO3. На фоновом участке содержание нитратного азота составляет 2,80 мг/кг, что можно отнести к градации содержания нитратного азота по Гамзикову «очень низкое». После обработки гуматами содержание нитратного азота увеличивается, оставаясь в той же градации. Максимальное значение N-NO3 наблюдается на участке с внесением гумата калия (вариант 3) - 5,60 мг/кг.
На участках с внесением азофоски N40P40K40 наблюдается такая же тенденция, как и на аналогичных участках в 2021 г. При применении гуминового препарата в совокупности с минеральным удобрением проявляется негативное влияние на накопление нитратного азота. На делянках без применения химической системы защиты содержание N-NO3 снижается с 4,90 до 2,20 мг/кг. На участках с внесением «BIO-Дон» совместно с пестицидами снижается на 2,83 мг/кг по сравнению с фоновой делянкой с химической системой защиты.
Аммонийный азот почвы, благодаря процессам нитрификации, окисляется до нитратов и успешно усваивается растениями, поэтому очень важно изучать и его содержание.
На рис. 3 и в табл. 5 представлены результаты определения содержания аммонийного азота в чернозёме обыкновенном карбонатном при возделывании гороха за трехлетний период опыта и расчет достоверности разницы между вариантами. Как видно из рис. 3, в 2021 г. содержание N-NH4 в весенний период (колеблется от 24,73 до 29,07 мг/кг) сразу после внесения минерального удобрения увеличивается практически в 2 раза и его максимальное значение составляет 59,00 мг/кг.
В летний период на участках без применения минеральных удобрений при внесении гуминовых препаратов («BIO-Дон» и гумат калия) содержание аммонийного азота изменяется незначительно. Его значения колеблются от 17,50 на делянке с химическим средством защиты до 20,83 мг/кг на контрольном опыте с внесением гуминового препарата «BIO-Дон».
В этот же период на опыте с внесением минерального удобрения происходит статистически подтвержденное накопление аммонийного азота практически на всех делянках опыта по сравнению с контрольными, а суммарное содержание азота нитратов и аммонийного азота оценивается как высокое. Можно заметить, что на фоновых площадках применение препарата «BIO-Дон» совместно с пестицидами несколько негативно повлияло на накопление N-NH4 (19,50 мг/кг) по сравнению с фоновой площадкой без использования инсектицида (25,07 мг/кг). На делянках с применением гумата калия максимальное содержание N-NH4 зафиксировано именно на участке в варианте использования совместно с пестицидами и составляет 24,80 мг/кг против 17,07 мг/кг без ХСЗ.
ISSN 1026-2237BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2024. No. 2
В.
есна
Варианты
I I Лето
ВариакгЫ
П Весна Лето
Варианты
НИ Весна Лето
Варианты П Весна Лето
Варианты НИ Весна Лето
а/а
Bopiiairra НИ Весна Лето
б/b
Рис. 3. Содержание аммонийного азота в чернозёме обыкновенном карбонатном за 2021-2023 гг.: а - без удобрения; б - на фоне минерального удобрения; 1 - контроль; 2 - контроль + «BIO-Дон»; 3 - контроль + гумат калия; 4 - ХСЗ; 5 - ХСЗ + «BIO-Дон»; 6 - ХСЗ + гумат калия / Fig. 3. The content
of ammonium nitrogen in a Calcic Chernozem Pachic for 2021-2023: a - without fertilizer; b - against the background of mineral fertilizer; 1 - control; 2 - control + "BIO-Don"; 3 - control + potassium humate; 4 - CPS; 5 - CPS + "BIO-Don"; 6 - CPS + potassium humate
ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2024. No. 2
Таблица 5 / Table 5
Достоверность разницы (критерий Стьюдента) в содержании азота аммонийного в черноземе обыкновенном карбонатном под горохом по вариантам опыта с гуматами (при P=0,95 критическое значение t=2,06) / The reliability of the difference (the criterion of the Student) in the content of the ammonium nitrogen in the Calcic Chernozem under the peas by the options of experience with the humans (at p = 0.95 critical value t = 2.06)
№ Вариант 2021 г. 2022 г. 2023 г.
С контролем С фоном Варианты с ХСЗ между собой С контролем С фоном Варианты с ХСЗ между собой С контролем С фоном Варианты с ХСЗ между собой
Контроль: без удобрений
1а Контроль (К) - - - - - - - - -
2а К + «BIO-Дон» 3,85 - - 1,92 - - 0,22 - -
3а К + гумат калия 0,81 - - 1,86 - - 0,18 - -
4а ХСЗ 0,16 - - 2,41 - - 0,76 - -
5а ХСЗ + «BIO-Дон» 1,11 - 1,68 0,35 - 1,67 0,13 - 0,84
6а ХСЗ + гумат калия 3,52 - 4,87 3,52 - 5,32 0,57 - 0,47
Фон: NPK 40:40:40
1б Фон (Ф) 2,92 - - 1,72 - - 0,65 - -
2б Ф + «BIO-Дон» 3,84 2,79 - 0,77 1,59 - 0,85 0,41 -
3б Ф + гумат калия 0,41 2,27 - 0,36 1,47 - 0,00 1,73 -
4б Ф + ХСЗ 2,96 1,40 - 2,11 0,02 - 0,17 0,63 -
5б Ф+ ХСЗ + «BIO-Дон» 1,59 0,39 1,40 1,63 0,88 1,31 0,18 1,90 0,09
6б Ф + ХСЗ + гумат калия 8,75 8,20 2,57 1,03 1,04 1,36 0,20 0,99 0,03
Содержание аммонийного азота в опыте 2022 г., как и в предыдущий год после внесения минерального удобрения, который и является основным его источником, возрастает в разы. Среднее его содержание на контрольных делянках составляет 22,45 мг/кг, на фоновых же - 52,13 мг/кг.
Содержание аммонийного азота в пробах, отобранных в летний период на делянках без внесения азофоски, колеблется в интервале от 10,97 до 14,33 мг/кг. Наблюдается статистически достоверное накопление аммонийного азота в варианте с обработкой растений пестицидом и гума-том калия по сравнению с вариантом пестициды + «В10-Дон».
Обработка гуматами совместно с пестицидом на делянки с минеральным удобрением в большинстве своем не повлияла на накопление аммонийного азота. Среднее его содержание составило 12,50 мг/кг.
В опыте 2023 г. на делянках без обработок гуматами среднее содержание N-NH4 составляет 13,31 мг/кг, с внесением азофоски - 42,51 мг/кг.
Второй отбор проб не дает достоверной информации по накоплению или потере аммонийного азота и с внесением органических стимуляторов без пестицидов, и при их совместном использовании.
Содержание аммонийного азота на контрольных делянках без минерального удобрения колеблется от 6,30 до 7,70 мг/кг при среднем содержании 6,76 мг/кг. N-NH4 на фоновых делянках изменяется от 5,87 до 6,73 мг/кг. Статистически подтверждённых различий в содержании аммонийного азота в почве между делянками с разными гуматами не наблюдалось.
Заключение
Проведённые полевые испытания в период с 2021 по 2023 г. показали, что при возделывании посевного гороха (Pisum sativum L.) гуматы при их совместном применении с пестицидами на чернозёме обыкновенном карбонатном в Приазовской степи Ростовской области дают положительный эффект. Наблюдается достоверно подтверждённая тенденция к увеличению накопления нитратного азота при фолиарных обработках посевов гороха гуминовым удобрением «Гумат калия». При использовании гуминового препарата «BIO-Дон» наблюдается обратная тенденция. Содержание нитратного азота заметно снижается в 2021 и 2023 гг., что может быть связано с достаточно высоким количеством осадков, в силу чего нитраты могли уйти в нижележащие горизонты. Фолиарное использование гуминовых стимуляторов практически не влияет на изменение содержания доступных форм аммонийного азота. Положительную тенденцию наблюдали только в 2021 г. В 2022 и 2023 гг. каких-либо закономерностей отмечено не было, что может быть связано с особенностью поведения азотфиксирующих бактерий при возделывании гороха.
Список источников
1. Yao Z., Zheng X., Wang R., Liu C., Lin S., Butterbach-Bahl K. Benefits of integrated nutrient management on N2O and NO mitigations in water-saving ground cover rice production systems // Sci Total Environ. 2019. Vol. 646. P. 1155-1163.
2. Huang J., Duan Y.H., Xu M.G., Zhai L.M., Zhang X.B., Wang B.R., Zhang Y.Z., Gao S.D., Sun N. Nitrogen mobility, ammonia volatilization, and estimated leaching loss from long-term manure incorporation in red soil // J. Integr Agr. 2017. Vol. 16. P. 2082-2092.
3. Hou Q., Ni Y., Huang Sh., Zuo T., Wang J., Ni W. Effects of substituting chemical fertilizers with manure on rice yield and soil labile nitrogen in paddy fields of China: A meta-analysis // Pedosphere. 2022. Vol. 33(1). P. 172-184.
4. Ahanger M.A., Qi M., Huang Z., Xu X., Begum N., Qin C., Zhang Ch., AhmadN., Mustafa N.S., Ashraf M., Zhang L. Improving growth and photosynthetic performance of drought stressed tomato by application of nano-organic fertilizer involves up-regulation of nitrogen, antioxidant and osmolyte metabolism // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2021. Vol. 216. P. 112195.
5. Chen L., LiX., Peng Y., Xiang P., Zhou Y., Yao B., Zhou Y., Sun Ch. Co-application of biochar and organic fertilizer promotes the yield and quality of red pitaya (Hylocereus polyrhizus) by improving soil properties // Chemosphere. 2022. Vol. 294. P. 133619.
6. Kang Y.G., Lee J.-H., Chun J.-H., Yun Y.-U., Hatamleh A.A., Al-Dosary M.A., Al-Wasel Y.A., Lee K.-S., Oh T.-K. Influence of individual and co-application of organic and inorganic fertilizer on NH3 volatilization and soil quality // J. of King Saud University-Science. 2022. Vol. 34, № 5. P. 102068.
7. Денисов В.В., Васильев А.М. Анализ применения органических и минеральных удобрений на землях сельскохозяйственного назначения Ростовской области // Науч. журн. Рос. НИИ проблем мелиорации. 2013. № 1(09). С. 182-192.
8. Бондаренко А.М., Качанова Л.С. Ресурсосберегающая технология производства и применения жидких концентрированных органических удобрений в Ростовской области // Агроинженерия. 2016. № 2 (72). С. 19-28.
9. Безуглова О.С., Полиенко Е.А., Горовцов А.В., Лыхман В.А. Влияние гуминовых препаратов на почвы и растения. Ростов н/Д.; Таганрог: Изд-во ЮФУ, 2019. 154 с.
10. Poblaciones M.J., Rengel Z. Soil and foliar zinc biofortification in field pea (Pisum sativum L.): Grain accumulation and bioavailability in raw and cooked grains // Food Chemistry. 2016. Vol. 212. P. 427-433.
11. Единая межведомственная информационно-статистическая система. URL: https://fedstat.ru/indicator/ 30950 (дата обращения: 12.10.2023).
12. Единая межведомственная информационно-статистическая система URL: https://fedstat.ru/indicator/ 31328 (дата обращения: 12.10.2023).
13. ВахабовА., Тиркашев Л.Я., МухаммаджоновМ.М. Роль биогумуса в ускорении всхода семян сельскохозяйственных культур // Теоретические и прикладные аспекты современной науки. 2015. № 8-2. С. 18-20.
ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2024. No. 2
14. Шаповал О.А., Можарова И.П., Коршунов А.А. Регуляторы роста растений в агротехнологиях // Защита и карантин растений. 2014. № 6. С. 16-20.
15. Якименко О.С. Применение гуминовых продуктов в РФ: результаты полевых опытов (обзор литературы) // Живые и биокосные системы. 2016. № 18. С. 1-12.
16. Ilieva A., Vasileva V. Effect of liquid organic humate fertilizer Humustim on chemical composition of spring forage pea // Banat's J. of Biotechnology. 2013. Vol. 4, № 7. P. 74-79.
17. Полиенко Е.А., Безуглова О.С., Патрикеев Е.С., Горовцов А.В., Лыхман В.А., Наими О.И., Дубинина М.Н., Поволоцкая Ю.С. Влияние гуминовых веществ на динамику элементов питания при сочетании с системами защиты нута // Агрохим. вестн. 2020. № 5. С. 52-57. Doi: 10.24411/1029-2551-2020-10069.
18. ГОСТ 26951-86. Почвы. Определение нитратов ионометрическим методом. М., 1986. 7 с.
19. ГОСТ 26489-85. Почвы. Определение обменного аммония по методу ЦИНАО. М., 1985. 5 с.
20. Клещев Н.Ф. Агробиотехнология: биологическая фиксация молекулярного азота. Харьков: ХПИ, 2014. 168 с.
21. Гургель А., Шименц К. Роль бобовых в азотном балансе почвы. URL: https://www.german-seed-alliance.de/ru/news/news-detail/cktjk6/u/163/ (дата обращения: 05.01.2024).
22. Завалин А.А., Накаряков А.М. Эффективность применения биомодифицированных азотных удобрений под озимую пшеницу // Агрохим. вестн. 2021. № 1. С. 33-37. Doi: 10.24412/1029-2551-2021-1-006.
23. Гамзиков Г.П. Почвенная диагностика азотного питания растений и применение азотных удобрений в севооборотах // Плодородие. 2018. № 1. С. 8-14.
References
1. Yao Z., Zheng X., Wang R., Liu C., Lin S., Butterbach-Bahl K. Benefits of integrated nutrient management on N2O and NO mitigations in water-saving ground cover rice production systems. Sci. Total Environ. 2019;646:1155-1163.
2. Huang J., Duan Y.H., Xu M.G., Zhai L.M., Zhang X.B., Wang B.R., Zhang Y.Z., Gao S.D., Sun N. Nitrogen mobility, ammonia volatilization, and estimated leaching loss from long-term manure incorporation in red soil. J. Integr. Agr. 2017;16:2082-2092.
3. Hou Q., Ni Y., Huang Sh., Zuo T., Wang J., Ni W. Effects of substituting chemical fertilizers with manure on rice yield and soil labile nitrogen in paddy fields of China: A meta-analysis. Pedosphere. 2022;33(1):172-184.
4. Ahanger M.A., Qi M., Huang Z., Xu X., Begum N., Qin C., Zhang Ch., Ahmad N., Mustafa N.S., Ashraf M., Zhang L. Improving growth and photosynthetic performance of drought stressed tomato by application of nano-organic fertilizer involves up-regulation of nitrogen, antioxidant and osmolyte metabolism. Ecotoxicology and Environmental Safety. 2021;216:112195.
5. Chen L., Li X., Peng Y., Xiang P., Zhou Y., Yao B., Zhou Y., Sun Ch. Co-application of biochar and organic fertilizer promotes the yield and quality of red pitaya (Hylocereus polyrhizus) by improving soil properties. Chemosphere. 2022;294:133619.
6. Kang Y.G., Lee J.-H., Chun J.-H., Yun Y.-U., Hatamleh A.A., Al-Dosary M.A., Al-Wasel Y.A., Lee K.-S., Oh T.-K. Influence of individual and co-application of organic and inorganic fertilizer on NH3 volatilization and soil quality. J. of King Saud University-Science. 2022;34(5):102068.
7. Denisov V.V., Vasiliev A.M. Analysis of the use of organic and mineral fertilizers on agricultural lands in the Rostov region. Nauch. zhurn. Ros. NII problem melioratsii = Scientific Journal of the Russian Research Institute for Land Reclamation Problems. 2013;(1):182-192. (In Russ.).
8. Bondarenko A.M., Kachanova L.S. Resource-saving technology for the production and use of liquid concentrated organic fertilizers in the Rostov region. Agroinzheneriya = Agroengineering. 2016;(2):19-28. (In Russ.).
9. Bezuglova O.S., Polienko E.A., Gorovtsov A.V., Lykhman V.A. The influence of humic preparations on soils and plants. Rostov-on-Don; Taganrog: Southern Federal University Press; 2019. 154 p. (In Russ.).
10. Poblaciones M. J., Rengel Z. Soil and foliar zinc biofortification in field pea (Pisum sativum L.): Grain accumulation and bioavailability in raw and cooked grains. Food Chemistry. 2016;212:427-433.
11. Unified interdepartmental information and statistical system. Available from: https://fedstat.ru/indica-tor/30950 [Accessed 12th October 2023]. (In Russ.).
12. Unified interdepartmental information and statistical system. Available from: https://fedstat.ru/indica-tor/31328 [Accessed 12th October 2023]. (In Russ.).
13. Vakhabov A., Tirkashev L. Ya., Mukhammadzhonov M. M. The role of vermicompost in accelerating the germination of agricultural crop seeds. Teoreticheskie i prikladnye aspekty sovremennoi nauki = Theoretical and Applied Aspects of Modern Science. 2015;(8-2):18-20. (In Russ.).
14. Shapoval O. A., Mozharova I. P., Korshunov A. A. Plant growth regulators in agricultural technologies. Zashchita i karantin rastenii = Plant Protection and Quarantine. 2014;(6):16-20. (In Russ.).
15. Yakimenko O. S. Application of humic products in the Russian Federation: results of field experiments (literature review). Zhivye i biokosnye sistemy = Living and Bio-Inert Systems. 2016;(18):1-12. (In Russ.).
ISSN 1026-2237BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION NATURAL SCIENCE. 2024. No. 2
16. Ilieva A., Vasileva V. Effect of liquid organic humate fertilizer Humustim on chemical composition of spring forage pea. Banat's Journal of Biotechnology. 2013;4(7):74-79.
17. Polienko E.A., Bezuglova O.S., Patrikeev E.S., Gorovtsov A.V., Lykhman V.A., Naimi O.I., Dubinina M.N., Povolotskaya Yu.S. The influence of humic substances on the dynamics of nutrients when combined with chickpea protection systems. Agrokhim. vestn. = Agrochemical Bulletin. 2020;(5):52-57. Doi: 10.24411/10292551-2020-10069. (In Russ.).
18. GOST 26951-86. Soils. Determination of nitrates by ionometric method. Moscow, 1986. 7 p. (In Russ.).
19. GOST26489-85. Soils. Determination of exchangeable ammonium by CINAO method. Moscow, 1985. 5 p. (In Russ.).
20. Kleshchev N.F. Agricultural biotechnology: biological fixation of molecular nitrogen. Kharkov: Kharkov Polytechnic Institute Press, 2014. 168 p. (In Russ.).
21. Gurgel A., Schimenz K. The role of legumes in the nitrogen balance of the soil. Available from: https://www.german-seed-alliance.de/ru/news/news-detail/cktjk6/u/163/ [Accessed 5th January 2024]. (In Russ.).
22. Zavalin A.A., Nakaryakov A.M. Efficiency of using biomodified nitrogen fertilizers for winter wheat. Agrokhim. vestn. = Agrochemical Bulletin. 2021;(1):33-37. Doi: 10.24412/1029-2551-2021-1-006. (In Russ.).
23. Gamzikov G.P. Soil diagnostics of nitrogen nutrition of plants and the use of nitrogen fertilizers in crop rotations. Plodorodie = Fertility. 2018;(1):8-14. (In Russ.).
Информация об авторах
С.С. Карташев - аспирант, кафедра почвоведения и оценки земельных ресурсов, Академия биологии и биотехнологии им. Д.И. Ивановского.
О.С. Безуглова - доктор биологических наук, профессор, кафедра почвоведения и оценки земельных ресурсов, Академия биологии и биотехнологии им. Д.И. Ивановского.
Information about the authors
S.S. Kartashev - Postgraduate Student, Department of Soil Science and Assessment of Land Resources, Academy of Biology and Biotechnologies.
O.S. Bezuglova - Doctor of Science (Biology), Professor, Department of Soil Science and Assessment of Land Resources, Academy of Biology and Biotechnologies.
Статья поступила в редакцию 12.01.2024; одобрена после рецензирования 07.02.2024; принята к публикации 24.05.2024. The article was submitted 12.01.2024; approved after reviewing 07.02.2024; accepted for publication 24.05.2024.
