CC BY
0
ВЕСТНИК МОСКОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. СЕРИЯ 17. ПОЧВОВЕДЕНИЕ. 2024. Т. 79. № 1 LOMONOSOV SOIL SCIENCE JOURNAL. 2024. Vol. 79. No. 1
УДК 634.11:631.454:631.83 [(g
DOI: 10.55959/MSU0137-0944-17-2024-79-1-70-83
ВЛИЯНИЕ ПОЧВЕННОГО ПИТАНИЯ И НЕКОРНЕВЫХ ПОДКОРМОК НА КАЛИЙНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВЫ И ОБЕСПЕЧЕННОСТЬ КАЛИЕМ ДЕРЕВЬЕВ ЯБЛОНИ В НЕОРОШАЕМОМ САДУ
Е. В. Леоничева1*, М. Е. Столяров2, Т. А. Роева1, Л. И. Леонтьева1
1 Всероссийский научно-исследовательский институт селекции плодовых культур, 302530, Россия, Орловская обл., Орловский р-н, д. Жилина, д. 1
2 Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева, 302026, Россия, Орёл, ул. Комсомольская, д. 95
* E-mail: leonicheva@orel.vniispk.ru
Целью исследований было изучение годичной и сезонной динамики подвижного калия в почве сада и оценка обеспеченности калием деревьев яблони при использовании почвенных и листовых удобрений. Исследования проводились в периоды вегетации 2016-2020 гг. в почвенно-климатических условиях лесостепной зоны Среднерусской возвышенности (Орловская область). Полевой опыт по изучению эффективности азотных и калийных удобрений проводится с деревьями яблони сорта Веньяминовское. Почва экспериментального сада — агросерая среднесуглинистая. В качестве почвенных удобрений использовали аммиачную селитру и хлорид калия в дозах Ю0К40, N6000 и N90020. Для некорневых подкормок применяли растворы мочевины (1%) и сульфата калия (0,3%). Содержание подвижного калия определяли в пробах почвы, отбиравшихся с глубины 0-20, 20-40 и 40-60 см ежемесячно с мая по сентябрь. Уровень подвижного калия в корнеобитаемом слое почвы неудобренных делянок был относительно стабильным в течение пяти лет. В то же время регулярное внесение удобрений привело к постепенному накоплению калия в верхнем слое почвы, скорость которого зависела от доз удобрений. Когда содержание калия в почве достигало 150 мг-кг-1, усиливались сезонные колебания показателя и происходила вертикальная миграция элемента в почвенном профиле. Основными факторами, влияющими на калийный режим деревьев яблони, были: метеоусловия, нагрузка деревьев урожаем и дозы удобрений. Сопряженная почвенная и растительная диагностика показала, что негативный эффект от снижения доступности почвенного калия проявляется и в последующем периоде вегетации, при этом его можно ослабить, внося удобрения в почву и применяя листовые подкормки. Наибольшая продуктивность яблони в первые четыре года плодоношения отмечена при удобрении почвы N6000 в сочетании с некорневыми подкормками.
Ключевые слова: азотные и калийные удобрения, динамика почвенного калия, содержание калия в листьях и плодах, урожайность.
Введение
Сады являются особыми агроэкосистемами, существующими на одном земельном участке в течение десятилетий. Взаимодействие многолетних растений с компонентами окружающей среды — почвой, атмосферой и живыми организмами — носит длительный характер, связанный с непрерывным процессом роста и развития деревьев и многократно повторяемыми агротехническими операциями (проездом техники, обработкой почвы, применением агрохимикатов, орошением и пр.). Другим характерным аспектом взаимодействия растений, человека и окружающей среды в агро-экосистеме сада является цикличность, связанная с
чередованием сезонов в конкретных климатических условиях.
Всестороннее понимание движения и доступности минеральных питательных веществ в ризосфере, динамики их поглощения корнями и последующего распределения минеральных элементов внутри привоя важно для создания эффективных методов выращивания и управления питанием многолетних плодовых растений [Трунов, 2013; КаквИв е! а1., 2020]. Главной особенностью минерального питания плодовых деревьев является их способность запасать элементы в корнях, ветвях и стволе. В дальнейшем происходит их реутилизация из пулов хранения путем транслокации в другие ткани, что обеспечивает весеннее возобновление
© Леоничева Е.В., Столяров М.Е., Роева Т.А., Леонтьева Л.И., 2024
роста [Cheng, Raba, 2009; Kalcsits et al., 2020; Kuzin, Solovchenko, 2021]. Также внутренние запасы ну-триентов могут использоваться как дополнение или замена корневого питания в течение периода вегетации.
Благодаря реутилизации многолетние растения отчасти могут скомпенсировать негативное воздействие кратковременного дефицита минеральных элементов, возникающего из-за неблагоприятных гидротермических условий. Однако постоянный дефицит какого-либо компонента минерального питания может иметь накопительный эффект, который будет сложно исправить разовыми агротехническими мероприятиями. Перечисленные особенности являются причиной «отсроченного» влияния изменения условий минерального питания (в том числе применения удобрений) на величину урожая и качество плодов. Чтобы выявить этот «запаздывающий» эффект, необходимо проводить исследования, охватывающие ряд последовательных периодов вегетации, с оценкой взаимосвязи показателей, полученных в разные годы.
Из-за методических сложностей, возникающих при проведении экспериментов с деревьями, режим минерального питания растений в плодовых насаждениях изучен недостаточно, что затрудняет разработку высокоточных программ применения удобрений, в том числе калийных.
Калий является одним из наиболее важных макроэлементов для плодовых культур, т. к. участвует в большинстве ключевых физиологических процессов в растениях — фотосинтезе, транспирации, транспорте ассимилятов и регулировании турго-ра растительных тканей [Zorb et al., 2014; Trankner et al., 2018; Kuzin, Solovchenko, 2021]. Оптимизация калийного питания яблони способствует повышению продуктивности деревьев, улучшает окраску, аромат и вкусовые качества плодов, положительно влияет на устойчивость растений к неблагоприятным метеоусловиям [Кузин, Трунов, 2016; Neilsen, Neilsen, 2011; Wang et al., 2015; Li et al., 2017].
Калийные удобрения в садах вносят разбросным способом либо при помощи фертигации, а также применяют в виде листовых подкормок. При этом дозы удобрений сильно варьируют, и нередки сообщения о переудобренных почвах садов в стра-
нах с интенсивным развитием садоводства [Ge et al., 2018; Tang et al., 2021; Zhao et al., 2023].
Для создания программ калийного питания яблони в почвенно-климатических условиях различных зон плодоводства РФ требуются систематические исследования, позволяющие оценить возможности различных способов применения удобрений. Целью настоящей работы было изучить калийный режим агросерой почвы и деревьев яблони в неорошаемом среднерослом саду в связи с плодовой нагрузкой деревьев, дозами и способами применения минеральных удобрений, а также метеоусловиями периода вегетации.
Материалы и методы
Исследования проводили в среднерослом неорошаемом яблоневом саду 2013 года посадки, расположенном в садовом массиве Всероссийского научно-исследовательского института селекции плодовых культур (ФГБНУ ВНИИСПК, Орловская область, Орловский район). Схема размещения деревьев — 6x3 м.
Начиная c 2015 г. в саду проводится полевой опыт по оценке эффективности почвенного и фо-лиарного применения азотных и калийных удобрений. Для проведения опыта были выбраны деревья сорта Веньяминовское на полукарликовых подвоях 54-118. Этот иммунный к парше сорт районирован в областях Центрально-Черноземного региона РФ и пользуется популярностью в промышленном садоводстве [Помология..., 2005].
Почва опытного участка — агросерая (Haplic Luvisol), сформированная на покровном суглинке среднего гранулометрического состава, подстилаемом доломитовыми известняками. Агрохимические показатели почвы представлены в табл. 1.
Согласно градации почв по обеспеченности элементами минерального питания, разработанной для плодовых культур [Кондаков, 2007; Попова и др., 2016], почва опытного участка имеет низкое содержание легкогидролизуемого азота и подвижного калия, тогда как содержание подвижного фосфора — высокое. Поскольку в среднерослых садах яблони, имеющих высокое содержание подвижного фосфора в почве, установлены высокая эффективность азотных и калийных удобрений и низкая —
Таблица 1
Агрохимическая характеристика почвы опытного участка
Глубина, см PHKCl Сорг., % Нобщ • смол(+)-кг-1 Содержание
N щг Р2О5 К2О Са2+ Mg2+
мг^кг-1 смол(+)^кг-1
0-20 5,39 2,25 3,94 98,70 169,52 75,68 14,98 4,39
20-40 5,16 1,89 4,22 107,80 139,51 47,81 15,59 4,58
40-60 6,36 1,25 2,86 67,20 135,56 49,68 14,76 4,77
фосфорных [Трунов, 2013], в эксперименте изучается почвенное и некорневое удобрение деревьев азотом и калием по схеме, показанной в табл. 4 и 6. Схема опыта была разработана на основе средних зональных доз азота и калия, а также концентраций листовых удобрений, рекомендуемых для яблони в ЦЧЗ [Кондаков, 2007; Трунов, 2013].
В изучаемом опыте удобрения вносят ежегодно весной в форме гранулированных NH4NO3 и KCl на глубину 10-15 см. Некорневые подкормки проводятся три раза за сезон по схеме: 1) 1% раствором мочевины CO(NH2)2 в фазу «розовый бутон»; 2) 1% раствором мочевины и 0,3% раствором сульфата калия K2SO4 в фазу «грецкий орех»; 3) 0,3% раствором сульфата калия за 30 дней до съема плодов. Обработки проводятся в утренние часы при температуре воздуха не более 20°С при помощи ручного опрыскивателя. Расход рабочего раствора — 2 л на дерево.
Опыт заложен в четырехкратной повторно-сти, расположение делянок — систематическое, на каждой опытной делянке находится пять деревьев.
В первые годы после посадки деревьев (20132017) почва сада содержалась под черным паром. В 2018 г. было начато залужение междурядий, а почву в подкронной зоне обрабатывали гербицидами.
Для изучения сезонной динамики почвенного калия в течение пяти периодов вегетации (20162020 гг.) ежемесячно с мая по сентябрь отбирали почвенные пробы, в которых определяли содержание подвижного калия по методу Кирсанова [ГОСТ Р 54650-2011]. Метод был выбран, поскольку градация почв по обеспеченности элементами минерального питания, разработанная для плодовых культур [Кондаков, 2007; Попова и др., 2016], базируется на определении стандартных агрохимических показателей, используемых в системе региональных Центров химизации и сельскохозяйственной радиологии. Отбор проб проводили в подкронной зоне деревьев на расстоянии 1,0-1,5 м от штамба послойно с глубин 0-20, 20-40 и 40-60 см. Определение остальных агрохимических показателей проводилось по стандартным методикам [Практикум..., 2001], для подвижных соединений фосфора был использован метод Кирсанова, щелочногидро-лизуемый азот определяли по методу Корнфилда.
Образцы листьев отбирали ежегодно в фазу затухания роста (последняя декада июля) из средней части однолетних приростов.
Товарное плодоношение деревьев началось в 2017 г. Образцы плодов съемной зрелости отбирали ежегодно при учете урожая, который проводили весовым методом, учитывая массу плодов с каждого дерева.
Содержание калия в плодах и листьях определяли после сухого озоления образцов при температуре 450°С и растворения золы в 20% HCl методом
пламенной фотометрии, используя фотометр М 410 производства Sherwood Scientific. Этот же прибор был использован при определении почвенного калия.
Для статистической обработки полученных данных применяли одно- и двухфакторный дисперсионный анализ [Шеуджен, Бондарева, 2015]. Для оценки взаимосвязей между изучаемыми показателями использовали корреляционный анализ Пирсона. Статистическую значимость коэффициентов корреляции оценивали по критерию Стью-дента. В тексте статьи приведены и обсуждаются только статистически значимые коэффициенты корреляции.
Годы, в которые проводились исследования, существенно различались по метеорологическим условиям (табл. 2). Температура в летние месяцы не достигала экстремально высоких значений, однако в течение трех лет (2016, 2017 и 2020 гг.) вёсны были холодными, что приводило к достаточно позднему весеннему возобновлению вегетации растений и смещению сроков прохождения фенофаз. 2018 и 2019 годы, напротив, отличались достаточно теплым маем и ранним возобновлением вегетации.
Таблица 2 Метеоусловия периода исследований
Показатели Год май июнь июль август сентябрь
Среднемесячная t воздуха, °С 2016 13,1 17,4 20,3 18,0 11,1
2017 12,3 16,0 18,6 19,2 13,0
2018 16,4 17,0 19,9 18,4 14,9
2019 15,6 20,5 17,4 17,1 12,5
2020 11,3 19,9 19,6 18,2 15,2
Среднемноголетняя t воздуха, °С 13,0 16,9 18,5 17,1 11,7
Сумма осадков, мм 2016 46,5 46,5 66,5 64,3 14,0
2017 56,3 59,6 75,0 100,8 13,7
2018 31,4 18,2 119,9 11,2 45,5
2019 85,0 20,7 49,8 54,7 50,2
2020 59,1 46,4 111,9 26,0 23,5
Среднемноголетняя сумма осадков, мм 36,4 65,1 88,0 65,7 43,2
Условия увлажнения в изучаемые годы также существенно различались. Наибольшее количество осадков в период с мая по сентябрь выпало в 2017 г., наименьшее — в 2018 г. 2016 и 2017 годы характеризовались равномерным выпадением осадков с мая по август, тогда как сентябрь был засушливым. Особенностью 2018 и 2019 годов были контрастные условия увлажнения. Вегетационный период 2020 г. характеризовался обильными осадками с мая по июль.
Результаты
Годичная и сезонная динамика подвижного калия в почве сада. Для суглинистых некарбонатных почв Русской равнины предложена следующая градация уровней доступного растениям калия в почвах плодовых насаждений: низкая обеспеченность деревьев — содержание калия менее 100 мг-кг-1, средняя обеспеченность — 100— 200 мг-кг-1, высокая — более 200 мг-кг-1[Кондаков, 2007]. Согласно этой группировке, запасы подвижного калия в почве экспериментального сада изначально были низкими. В неудобренной почве под садом в течение периодов вегетации 2016-2020 гг. содержание подвижного калия в слое почвы 0-20 см варьировало в пределах 75,68±3,52 мг-кг-1, в слое 20-40см — 58,00±6,89 мг-кг-1, в слое 40-60 см — 56,12±6,47 мг-кг-1. Несмотря на разницу гидротер-
мических условий, содержание калия во всех слоях неудобренной почвы было достаточно стабильным в течение изучаемого пятилетнего периода. Только в слое 40-60 см во влажном 2020 г. отмечено статистически значимое увеличение показателя по сравнению с уровнем 2016 г. (табл. 3). Следовательно, потребление калия растущими и вступающими в плодоношение среднерослыми деревьями яблони в первые восемь лет после посадки сада еще не стало значимым фактором, влияющим на калийное состояние почвы.
Ежегодное внесение возрастающих доз калийных удобрений (в сочетании с пропорционально возрастающими дозами азота) способствовало постепенному насыщению почвенного поглощающего комплекса калием, в результате чего на удобряемых делянках к 2020 г. существенно увеличились запасы
Таблица 3
Средние за период вегетации уровни содержания подвижного калия (мг-кг-1) в почве полевого опыта при внесении азотных и калийных удобрений, 2016-2020 гг.
Фактор А (дозы удобрений) Фактор В (годы исследований) Средние А
2016 2017 2018 2019 2020
0.20 см
Контроль (без удобрений) 68,37 75,30 80,83 74,91 79,20 75,72
Ю0К40 83,95 108,71 114,16 92,83 141,32** 108,19**
N6000 107,95 125,31* 128,01* 149,72** 196,14** 141,42**
N90020 142,78** 196,90** 179,27** 159,23** 265,61** 188,76**
Средние В 100,50 126,55 125,57 119,17 170,57
НСР05А =18,27 НСР05В =20,43 НСР05АВ =40,85 НСР01А =24,05 НСР01В =26,89 НСР01АВ =53,77
20.40 см
Контроль (без удобрений) 37,40 51,98 48,27 45,41 55,98 47,81
Ю0К40 46,75 54,43 62,16 54,83 60,98 55,83
N6000 53,10 61,90 60,78 96,43 94,15 73,27**
N90020 56,70 71,55 71,19 70,88 76,53 69,37**
Средние В 48,49 59,96 60,60 66,89 71,91
НСР05А =9,07 НСР05В =10,14 по АВ05 Бф< Бт НСР01А =11,94 НСР01В =13,34 по АВ01 Бф< Бт
40.60 см
Контроль (без удобрений) 38,48 54,55 49,62 46,82 58,87 49,67
Ю0К40 41,10 54,55 57,94 51,32 65,24 54,03
N6000 46,63 61,85 68,57* 87,81* 89,20* 70,81**
N90020 50,15 66,20 74,02* 66,35* 72,25 65,79**
Средние В 44,09 59,29 62,54 63,08 71,39
НСР05А =7,93 НСР05В =8,87 НСР05АВ =17,73 НСР01А =10,44 НСР01В =11,67 по АВ01 Бф< Бт
Примечание: * — различия с контролем достоверны при уровне значимости 5%; ** — различия с контролем достоверны при уровне значимости 1%.
подвижных форм элемента в слое почвы 0-20 см — в 2-3,5 раза в зависимости от вносимой дозы калия.
Скорость накопления калия в разных вариантах опыта зависела от доз удобрений (табл. 3). В 2016 г. (на второй год внесения удобрений) только в варианте с внесением максимальной дозы N90020 содержание подвижного калия в почве достоверно превысило контроль. На следующий год достоверное увеличение показателя отмечено и в варианте N6000. Статистически значимое увеличение запасов калия в варианте с самой малой дозой Ю0К40
отмечено только после шести лет внесения удобрений.
Накопление подвижного калия при внесении удобрений происходило не только в верхнем слое почвы, но и в нижележащих горизонтах 20-40 и 40-60 см. В среднем за 5 лет проведения исследований содержание калия в этих слоях почвы достоверно превышало контроль, когда удобрения применялись в дозах N6000 и N90020 (табл. 3).
Сезонная динамика подвижного калия в слое почвы 0-20 см представлена на рис. 1. В почве
300 250 200
а
| 150 100 50 О
2016 г. НСР05=39,93
2017 г. НСР05=54,90
Май Июнь Июль Август Сентябрь
Май Июнь Июль Август Сентябрь
300 250 200 £ 150 100 50 О
• 2018 г.
\ НСР05=80,89
\\ • \
— «
V
2019 г. НСР05=23,73
Май Июнь Июль Август Сентябрь
Май Июнь Июль Август Сентябрь
350 300 250 200
+■ 150
2020 г.
100 50 О
НСР05=53,00 /
V......./ ...............Z
Ч-/ V ——•-----*---•
• Контроль --•■- N30K40 —• - N60K80 —N90K120
Май
Июнь
Июль
Август Сентябрь
Рис. 1. Сезонная динамика подвижного калия в слое 0-20 см агросерой почвы яблоневого сада при внесении возрастающих доз удобрений, 2016-2020 гг.
неудобренных делянок содержание калия в течение периода вегетации находилось на достаточно стабильном уровне. В варианте с небольшой дозой удобрений N3000 сезонная динамика показателя мало отличалась от контроля, тогда как внесение N6000 и N90020 способствовало усилению сезонных колебаний уровня подвижного калия.
Значимым фактором, оказывавшим влияние на динамику калия при отсутствии удобрений, была влажность почвы. На контроле была установлена достоверная положительная корреляция между содержанием подвижных форм элемента и влажностью почвы в слое почвы 0-20 см (г=0,61; Р<0,01). В почве удобренных делянок такая отчетливая связь между уровнем калия и влажностью уже не прослеживалась, а количество подвижных форм элемента в разные месяцы вегетационного периода в значительной мере определялось количеством внесенных удобрений. Особенно это заметно в первые годы проведения эксперимента — 2016 и 2017, когда осадки выпадали в течение лета достаточно равномерно, а потребление калия было незначительным, т. к. в 2016 г. деревья еще не плодоносили, а в 2017 г. их продуктивность в среднем по опыту была 2,34±0,38 кг с дерева. В последующие годы влияние погодных условий на изучаемый показатель было более заметным.
В 2018 г., отличавшемся наиболее контрастными метеоусловиями (два засушливых периода, а между ними интенсивные ливни), достоверное уменьшение уровня подвижного калия в почве во время июньской и августовской засухи отмечено в вариантах N6000 и N90020 (рис. 1), что может быть связано с повышенной интенсивностью процессов необменной фиксации калия при переменном смачивании и высушивании почвы.
При более благоприятных погодных условиях 2019 г., когда лишь в июне наблюдался недостаток осадков, в августе во всех вариантах отмечена тенденция к снижению уровня подвижного калия, что можно связать с повышенным его потреблением деревьями в период интенсивного роста и созревания плодов. Этот эффект был кратковременным, и к сентябрю содержание калия в почве снова возросло.
В 2020 г. мы наблюдали благоприятные условия увлажнения в мае и июне, в июле сумма осадков превысила среднемноголетний уровень. Такое количество осадков способствовало увеличению подвижности почвенного калия в вариантах с N6000 и N90020, где благодаря регулярному внесению удобрений был достигнут соответственно средний либо высокий уровень обеспеченности элементом. В этих вариантах содержание подвижного калия в разные месяцы вегетационного периода различалось на 100 мг-кг-1 и более (рис. 1), тогда как на контроле и при внесении N3000 таких резких колебаний показателя не отмечено. В 2020 г. продуктивность деревьев в среднем по опыту составила уже 37,72±3,12 кг с дерева, однако потребление калия деревьями нельзя считать причиной сезонных колебаний почвенного калия, т. к. динамика показателя существенно различалась в разных вариантах. Вероятно, в изучаемой почве при содержании подвижного калия 150-200 мг-кг-1 динамическое равновесие между разными формами калия в почвенном поглощающем комплексе сдвигается в сторону увеличения доли более мобильных соединений, способных к вертикальной миграции в почвенном профиле.
Содержание калия в листьях при почвенном и фолиарном применении удобрений. Оптималь-
Содержание калия в листьях яблони сорта Веньяминовское, 2016-2020 гг., % сух. в-ва
Таблица 4
Фактор А (вариант опыта) Фактор В (годы исследований) Средние А
2016 2017 2018 2019 2020
Контроль (без удобрений) 0,92 0,89 0,58 0,36 0,60 0,67
Ю0К40 1,13* 1,00 0,61 0,43 0,65 0,76*
N6000 1,09* 1,05* 0,62 0,50* 0,67 0,79*
N90020 1,06* 1,11* 0,66 0,49* 0,70 0,80*
Подкормки** 1,03 1,03 0,64 0,51* 0,74* 0,79*
№0К40+подкормки** 1,05* 1,00 0,64 0,46 0,64 0,76*
Ш0К80+подкормки** 1,06* 1,15* 0,74* 0,61* 0,82* 0,88*
№0К120+подкормки** 1,16* 1,21* 0,76* 0,69* 0,75* 0,91*
Средние В 1,06 1,05 0,66 0,50 0,70
НСР05А =0,06 НСР05В =0,05 НСР05АВ =0,13
Примечание: * — различия с контролем достоверны при уровне значимости 5%; ** — некорневые обработки СО^Н2)2 и К^О4.
ное содержание калия в листьях яблони по данным разных авторов находится в пределах 1,2-2,5% [Кондаков, 2007; Трунов, 2013; Stiles, Reid, 1991] и зависит от возраста деревьев и зоны выращивания. В нашем эксперименте в течение пяти периодов вегетации содержание элемента в листьях изучаемого сорта было ниже оптимума, причем с 2016 по 2019 г. уровень калия в листьях ежегодно снижался. В 2020 г. произошло статистически достоверное увеличение содержания калия в листьях по сравнению с уровнем предшествующего года (табл. 4), но значения показателя изменялись в пределах 0,60-0,82% сух. в-ва.
Дополнительное почвенное и фолиарное питание калием способствовало увеличению содержания калия в листьях, но оптимальный уровень показателя, свидетельствующий о достаточном калийном питании деревьев, не был достигнут (табл. 4). Наряду с применением удобрений на содержание калия в листьях оказывали влияние метеоусловия и плодовая нагрузка деревьев.
Самое высокое содержание калия в листьях было у неплодоносящих деревьев (2016 г.) и в год первого плодоношения (2017). В оба года внесение удобрений в почву способствовало увеличению калийного статуса листьев, а некорневые подкормки не приводили к дополнительному росту показателя.
В 2018 г. продуктивность деревьев увеличилась более чем в десять раз (с 2,34 до 29,24 кг с дерева в среднем по опыту). Соответственно увеличилась и потребность в калии для формирования плодов. Однако, как было показано выше, условия почвенного питания калием в 2018 г. были не вполне благоприятными из-за двух длительных засушливых периодов. В результате в этом сезоне влияние почвенных удобрений на уровень калия в листьях было статистически незначимым, а достоверный положительный эффект отмечен только в вариантах, сочетающих почвенные удобрения в дозах N60K80 и N90K120 с некорневыми подкормками (табл. 4).
Вероятно, в 2018 г. для формирования урожая в значительной мере были использованы внутренние калийные резервы деревьев, которые не были впоследствии восстановлены из-за неблагоприятных почвенных условий (снижение доступности калия при засухе). Поэтому в 2019 г. содержание калия в листьях продолжало снижаться, и на контроле оно было в три раза меньше нижней границы оптимума. Положительное влияние как почвенных, так и листовых удобрений было в этот год весьма заметным. Эффект от фолиарных и почвенных удобрений, применяемых раздельно, был аналогичным, а сочетание дозы N90K120 с некорневыми подкормками дополнительно увеличивало уровень калия в листьях (табл. 4). В 2019 г. продуктивность деревьев была низкой, поэтому они смогли пополнить внутренние резервы калия, что проявилось в увели-
чении содержания калия в листьях в следующем сезоне.
Особенностью метеоусловий периода вегетации 2020 г. были частые дожди с мая по июнь и интенсивные ливни в июле. Поскольку калий вымывается из растительных тканей при длительных обильных осадках, а для восстановления его концентрации в периферийных частях деревьев требуется некоторое время, уровень калия в растущих плодах может восстанавливаться за счет перемещения элемента из старых листьев. В июле 2020 г. во всех вариантах опыта наблюдали краевой некроз старых листьев на плодоносящих побегах (рис. 2), что является диагностическим признаком дефицита калия ^огЬ et а1., 2014].
Рис. 2. Краевой некроз старых листьев на плодоносящих побегах сорта Веньяминовское, июль 2020 г.
В этом сезоне при самой высокой продуктивности деревьев проведенная в конце июля (согласно схеме опыта) некорневая подкормка сульфатом калия способствовала достоверному увеличению калийного статуса листьев, а в вариантах без фо-лиарной обработки показатель был на уровне контроля (табл. 4).
Продуктивность яблони и содержание калия в плодах. Изучаемые деревья сорта Веньяминовское дали первый товарный урожай в 2017 г., на четвертый год после посадки сада. Статистически значимое положительное влияние почвенных удобрений на продуктивность отмечено в 2017 и 2020 гг., увеличение продуктивности под действием некорневых подкормок — только в 2020 г. (табл. 5).
По мнению Ю.В. Трунова [2013], «использование при анализе многолетнего плодоношения яблони показателей суммарного урожая за ряд лет позволяет избавиться от ежегодного влияния на урожайность погодных условий отдельных лет и
Таблица 5
Влияние почвенного и некорневого питания на продуктивность и суммарный урожай
яблони сорта Веньяминовское
Дозы удобрений (фактор А) Некорневые подкормки (фактор В) Средние А
Без подкормок Некорневые обработки СО^Н2)2 и К^О4
Продуктивность, кг с дерева, 2017 г.
Контроль (без удобрений) 1,8 0,7 1,25
Ю0К40 2,91 1,92 2,44
N6000 2,89 2,21 2,55*
N90020 2,86 3,41* 3,14*
Средние В 2,61 2,07
НСР05А =1,26; НСР05В =0,89; НСР05АВ = 1,79
Продуктивность, кг с дерева, 2018 г.
Контроль (без удобрений) 27,43 28,54 27,99
Ю0К40 28,11 25,82 26,97
N6000 31,37 30,33 30,85
N90020 28,06 34,24 31,15
Средние В 28,75 29,73
НСР05А =5,56; НСР05В =3,93; НСР05АВ = 7,87
Продуктивность, кг с дерева, 2019 г.
Контроль (без удобрений) 5,85 5,93 5,891
Ю0К40 5,49 5,22 5,359
N6000 6,02 7,53 6,778
N90020 6,04 6,63 6,332
Средние В 5,85 6,33
НСР05А =3,54; НСР05В =2,50; НСР05АВ =5,00
Продуктивность, кг с дерева, 2020 г.
Контроль (без удобрений) 29,96 34,33 32,14
Ю0К40 32,70 38,52 35,61
N6000 42,00 43,11 42,55*
N90020 33,73 39,48 36,60
Средние В 34,60 38,86
НСР05А =6,05; НСР05В =4,25; по АВ Бф< Бт
Суммарный урожай за 2017-2020 гг, т^га-1
Контроль (без удобрений) 36,10 38,57 37,33
Ю0К40 38,41 39,69 39,05
N60K80 45,66* 46,16* 46,41*
N90K120 39,23 46,48* 42,85
Средние В 39,85 42,73
НСР05А =5,55; НСР05В =3,92; НСР05АВ =7,84
Примечание: * — различия с контролем достоверны при уровне значимости 5%.
Таблица 6
Содержание калия в плодах яблони сорта Веньяминовское, 2017-2020 гг., г^кг-1 сырой массы
Фактор А (вариант опыта) Фактор В (годы исследований) Средние А
2017 2018 2019 2020
Контроль (без удобрений) 0,85 0,87 0,62 0,86 0,80
Ю0К40 0,87 0,81 0,69 0,82 0,80
N6000 0,96 0,83 0,70 0,90 0,85
N90020 0,98* 0,88 0,79* 0,89 0,88*
Подкормки** 0,92 0,86 0,79* 0,83 0,85
№0К40+подкормки** 0,97 0,84 0,68 0,83 0,83
N6000+ подкормки** 1,05* 0,92 0,88* 0,84 0,92*
Ш0К120+подкормки** 1,09* 0,97 0,79* 0,99* 0,96*
Средние В 0,96 0,87 0,74 0,87
НСР05А =0,06 НСР05В =0,04 НСР05АВ =0,13
Примечание: * — различия с контролем достоверны при уровне значимости 5%; ** — некорневые обработки СО^Н2)2 и К^О4.
акцентировать разницу именно между вариантами». Суммарный за четыре года урожай яблок был в пределах 36,10-46,48 т-га-1 в зависимости от вариантов опыта. Достоверное положительное влияние на урожайность оказало внесение в почву аммиачной селитры и сульфата калия в дозе N6000. Прибавка урожая составила 28,5% (табл. 5). Влияние некорневых подкормок на суммарный урожай за первые четыре года плодоношения было на уровне тенденции.
Содержание калия в плодах в нашем эксперименте было более стабильным показателем, чем его содержание в листьях. На контроле этот показатель в 2017, 2018 и 2020 гг. варьировал в пределах 0,850,87 г-кг-1. Только в 2019 г. уровень калия в плодах неудобренных деревьев был достоверно ниже, чем в остальные годы (табл. 6). Поскольку содержание калия в листьях в 2019 г. было самым низким, представляется более обоснованным предположение о снижении внутренних резервов калия у деревьев после периода вегетации 2018 г., когда неблагоприятные метеоусловия сочетались с большим урожаем.
Применение удобрений оказывало статистически значимое положительное влияние на содержание калия в плодах преимущественно в годы с низким урожаем — 2017 и 2019. Влияние удобрений на уровень калия в плодах в эти годы было аналогично их влиянию на содержание калия в листьях, за исключением отсутствия достоверного положительного эффекта от почвенных удобрений в дозе N6000, не сочетающихся с листовыми подкормками. В 2017 г. содержание калия в плодах увеличивалось при использовании почвенных удобрений, а в 2019 г. эффект от применения только фолиарных удобрений был таким же, как и эффект от внесе-
ния в почву N90K120. При высокой потребности деревьев в калии в урожайном 2020 г. статистически значимое увеличение содержания калия в плодах отмечено только при внесении самой большой дозы удобрений в сочетании с некорневыми подкормками (табл. 6).
Обсуждение
К настоящему времени калийный режим почв под садами изучен недостаточно. В большинстве научных публикаций, затрагивающих проблемы калийного питания семечковых культур, отражены результаты испытания различных видов удобрений и способов их применения, проводившихся в течение двух-трех периодов вегетации. Показано, что эффект от применения калийсодержащих удобрений в значительной мере различается в разные годы, а также зависит от почвенных условий и биологических особенностей выращиваемых сортов [Кузин, Трунов, 2016; Neilsen, Neilsen, 2011; Brunetto et al., 2015; Wang et al., 2015]. Имеются работы, в которых авторы сопоставляют агрохимические параметры садовых почв (включая уровень доступного растениям калия) в начале и конце достаточно длительного периода — от шести до тридцати лет [Сергеева и др., 2021; Ge et al., 2018; Zhao et al., 2023], однако нет данных о ежегодных изменениях показателей.
В России проведено небольшое количество исследований, рассматривающих динамику доступных растениям форм калия в профиле садовых почв, и объектами изучения в них были преимущественно черноземы. Ю.В. Трунов, ежегодно оценивая уровень подвижного калия в тяжелосуглинистом выщелоченном черноземе под неорошаемым садом, наблюдал дву-трехкратное уменьшение по-
казателя в неудобренной почве за 11 лет. Регулярное (раз в два года) внесение калийной соли в дозе 180 кг-га-1 д. в. по всей площади сада способствовало поддержанию стабильного уровня калия в почве подкронной зоны и увеличению запасов калия в междурядьях в 1,7 раз [Трунов, 2013].
Изучение в течение 20 лет изменения агрохимических характеристик черноземов под яблоневыми садами Краснодарского края и Тамбовской области показало, что в неудобряемой почве в период наращивания урожаев (первые 10 лет жизни сада) происходит снижение уровня подвижного калия, а в дальнейшем значения показателя стабилизируются [Сергеева и др., 2018]. В этом же исследовании выявлена корреляция между уровнем почвенного калия и изменением климатического водного баланса, что согласуется с нашими данными об ухудшении условий калийного питания яблони в засушливый период вегетации.
Результаты изучения годичной динамики подвижного калия в агросерой почве яблоневого сада (табл. 3) отличаются от данных, полученных на черноземах. Уровень подвижного калия в неудобренной почве оставался стабильным на протяжении первых шести лет опыта, а при внесении удобрений происходило увеличение запасов калия в подкронной зоне деревьев, причем не только в поверхностном слое, но и на глубине до 60 см. Сведения о перемещении в более глубокие слои почвы калия из поверхностно внесенных удобрений имеются в ряде публикаций [№1кеп, №1кеп, 2011; ВгапеИо е! а1., 2015], причем глубина и скорость миграции зависят от гранулометрического состава почвы под садом.
Сезонная динамика подвижного калия в луго-во-черноземных почвах плодоносящих яблоневых садов при фертигации показана в работах [Фоменко и др., 2022] и [Кигт е! а1., 2020]. Авторы первого исследования установили, что в садах Закубанской равнины Краснодарского края под действием удобрений происходит увеличение уровня калия под капельницами в июне-июле, а затем значения показателя уменьшаются, что может быть обусловлено перемещением калия в более глубокие слои почвы при интенсивном капельном орошении.
Исследование А.И. Кузина и др. [Кигт е! а1., 2020] проводилось в Тамбовской области в 20162017 гг., т.е. частично совпадает по времени с нашим опытом. Кроме того, ввиду относительной географической близости опытных участков оно проводилось при сходных метеоусловиях. При этом содержание калия в неудобренной лугово-черно-земной почве было в два раза выше, а дозы калия, вносимые при помощи фертигации, были сопоставимы с наименьшей дозой калийных удобрений в нашем опыте. Сезонная динамика калия в этих двух экспериментах имеет сходные черты: на контроле уровень подвижного калия значительно слабее ва-
рьирует в течение сезона, чем в вариантах с внесением удобрений; кроме того, в обоих экспериментах наблюдалась тенденция к снижению показателя в августе — периоде наиболее интенсивного роста и созревания плодов. Т. к. наше исследование продолжалось дольше и включало варианты с более высокими дозами удобрений, удалось проследить, как постепенное увеличение запасов доступного калия сопровождается увеличением его мобильности. Поскольку корневая система яблони на подвое 54-118 достаточно полно охватывает слой почвы 0-60 см, перемещение калия в этих пределах не ухудшит питания деревьев. Однако в дальнейшем, при увеличении запасов элемента во всем 60-сантиметровом слое свыше 150 мг-кг-1, внесение высоких доз удобрений может способствовать непродуктивным потерям калия.
Содержание макроэлементов (в т.ч. калия) в листьях определяют в большинстве исследований, связанных с минеральным питанием плодовых культур. Публикаций, в которых сопоставлены результаты почвенной и листовой диагностики калийного питания яблони, намного меньше. При этом коэффициенты корреляции между содержанием калия в почве и листьях, как правило, невысоки и не подтверждают однозначную положительную взаимосвязь между показателями [Трунов, 2013; Кузин и Трунов, 2016; Wang et al., 2015]. В нашем эксперименте также не было значимой корреляции между этими показателями. Уровень калия в почве опытных делянок определялся прежде всего дозами удобрений (табл. 3), тогда как содержание калия в листьях гораздо заметнее различалось по годам, чем по вариантам опыта (табл. 4).
Однако дополнительное почвенное и некорневое питание калием все же повлияло на калий в листьях, причем эффект почвенных удобрений наблюдался ежегодно, а некорневые подкормки срабатывали в годы с высоким урожаем либо при недостатке почвенного питания в предшествующем сезоне (табл. 4). Следует отметить, что дву- и трёхкратное увеличение дозы калийных удобрений не приводило к пропорциональному увеличению содержания калия в листьях.
По сведениям оригинатора сорта Веньяминов-ское, 8-11-летние деревья дают урожай 15 т-га-1 [Помология..., 2005]. По нашим данным, на восьмой год после посадки урожайность на контроле была 16 т-га-1, а в вариантах с сочетанием почвенных и фолиарных удобрений превысила 20 т-га-1. Таким образом, применение удобрений способствовало реализации потенциальной продуктивности сорта.
Средняя зональная доза азота и калия, рекомендуемая для плодоносящих неорошаемых садов Центрально-Черноземной зоны РФ (ЦЧЗ), — N90K120 [Кондаков, 2007; Трунов, 2013]. В странах, применяющих в садоводстве интенсивные
технологии, ежегодно вносимые дозы азота и калия могут превышать 200 кг-га"1 д. в. [Neilsen, Neilsen, 2011; Li et al., 2017; Ge et al., 2018; Tang et al., 2021]. В нашем эксперименте увеличение доз азота и калия с N60K80 до N90K120 не давало существенного увеличения продуктивности (табл. 5). Оценивая как ежегодную продуктивность, так и суммарный урожай за первые четыре года плодоношения, можно сделать вывод о неэффективности превышения дозы N60K80 в первое десятилетие после посадки сада.
Ранее в аналогичных почвенно-климатиче-ских условиях было показано увеличение урожая 30-летних деревьев сорта Имрус при опрыскивании сульфатом калия в годы с продуктивностью более 50 кг с дерева [Леоничева и др., 2018]. В изучаемом саду в год самого высокого урожая (2020 г.) некорневые подкормки мочевиной и сульфатом калия способствовали дополнительному увеличению продуктивности в среднем на 12% (табл. 5).
Согласно схеме опыта, калийные удобрения применялись в сочетании с азотными, поэтому сложно определить вклад каждого из двух элементов в увеличение продуктивности. Изучение азотного режима данного сада показало, что даже в отсутствие азотных удобрений почва обеспечивала достаточный уровень азотного питания молодых и вступающих в плодоношение деревьев яблони [Леоничева и др., 2020]. Но, как показано выше (табл. 3 и 4), условия калийного питания контрольных деревьев нельзя считать удовлетворительными. Следовательно, положительный вклад дополнительного почвенного и некорневого питания калием в увеличение урожая не вызывает сомнений.
Калий является важным минеральным компонентом плодов. В пересчете на сухую массу, плоды и листья яблони имеют соразмерную концентрацию элемента [Kuzin, Solovchenko, 2021]. При этом содержание калия в листьях достаточно стабильно на протяжении периода вегетации, а содержание элемента в тканях зрелых плодов в четыре-пять раз ниже, чем в завязи [Cheng, Raba, 2009], что легко объяснить эффектом разбавления, происходящего при накоплении ассимилятов в растущих плодах. В нашем эксперименте изменения концентрации калия в плодах и листьях происходили под действием одних и тех же факторов, но изменение калийного статуса плодов было выражено слабее (табл. 4, 6). Положительное влияние удобрений на уровень калия в яблоках было статистически значимым преимущественно в малоурожайные годы, что согласуется с результатами, полученными ранее для 30-летних деревьев сорта Имрус [Леоничева и др., 2018], а также 7-8 летних деревьев сорта Синап Орловский [Столяров и др., 2020]. В среднем за первые четыре года плодоношения содержание калия в плодах было достоверно выше
контроля при внесении в почву N90020. Некорневые подкормки способствовали дополнительному увеличению показателя, когда сочетались с почвенными удобрениями в дозах N6000 и N90020 (табл. 6).
Поскольку калий требуется для осуществления большинства жизненных функций растительного организма, он легко перемещается между органами и тканями ^огЬ е! а1., 2014; Кигт, So1ovchenko, 2021]. Такая мобильность элемента усложняет выявление взаимосвязей между показателями, характеризующими состояние калия в системе «почва-деревья яблони». В нашем эксперименте была ожидаемо высокая корреляция между содержанием калия в плодах и листьях (г=0,72; Р<0,01), но статистически значимая связь между запасами подвижного калия в почве и содержанием калия в растениях не выявлена. Продуктивность деревьев коррелировала с содержанием калия в листьях в 2017 и 2020 гг., но коэффициенты корреляции были невысокими — 0,38 и 0,37 соответственно (Р<0,05). В вариантах опыта без некорневых подкормок продуктивность деревьев коррелировала со средним уровнем подвижного калия в слое почвы 20-40 см, установленным в предшествующем периоде вегетации (г=0,49; Р<0,05).
Заключение
Изучение калийного режима агросерой почвы под неорошаемым среднерослым садом яблони в первые годы плодоношения деревьев позволило выявить стабильность уровня подвижного калия в неудобренной почве и рост запасов элемента при внесении возрастающих доз калийных удобрений. При достижении уровня подвижного калия 150 мг-кг-1 и более наблюдались усиление сезонных колебаний показателя и повышение содержания элемента в более глубоких горизонтах почвы, что свидетельствует о слабой фиксации в почве избыточных количеств калия.
Сопряженная почвенная и растительная диагностика калийного питания яблони, проводившаяся в течение пяти лет, помогла выявить, что негативный эффект от ухудшения почвенного питания калием проявляется в виде снижения концентрации калия в листьях не только в текущем, но и в последующем периоде вегетации. Однако этот эффект можно ослабить, внося удобрения в почву и применяя листовые подкормки.
Анализ влияния удобрений на продуктивность среднерослых деревьев яблони в первые восемь лет после посадки сада показывает, что для почвенных удобрений наиболее эффективна была доза N6000, которая на 1/3 ниже средней зональной дозы, рекомендуемой для плодоносящих садов в ЦЧЗ.
Эффективность некорневых подкормок калием как элемента системы удобрений яблони проявилась в годы неблагоприятных метеоусловий (засуха,
интенсивные ливни) и при высокой продуктивности. Опрыскивания повышали содержание калия в листьях, а в высокоурожайный год способствовали увеличению урожая на 10-14%.
Таким образом, для оптимизации калийного питания среднерослых деревьев яблони, выращиваемых в неорошаемом саду на агросерых почвах Среднерусской возвышенности, в первое десятилетие жизни сада достаточно вносить в почву калийные удобрения в дозе 60 кг д. в.-га-1 и сочетать их с некорневыми подкормками калием, проводимыми во второй половине периода вегетации. Следует иметь в виду, что при дальнейшем увеличении продуктивности деревьев вынос калия с урожаем может возрасти и предложенная схема потребует корректировки.
Информация о финансировании работы
Работа выполнена в рамках Государственного задания НИР FGZS-2022-0008 «Создание новых конкурентоспособных сортов семечковых культур с использованием инновационных методов селекции и разработка экологически безопасных элементов технологии выращивания и переработки».
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ГОСТ Р 54650-2011. Национальный стандарт Российской Федерации. Почвы. Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО.
2. Кондаков А.К. Удобрение плодовых деревьев, ягодников, питомников и цветочных культур. Мичуринск, 2007.
3. Кузин А.И., Трунов Ю.В. Особенности почвен-но-листовой диагностики калийного питания яблони // Вестн. российской сельскохозяйственной науки. 2016. № 1.
4. Леоничева Е.В., Роева Т.А., Леоньтева Л.И. и др. Влияние некорневых подкормок на содержание калия, кальция и магния в плодах двух сортов яблони // Агрохимия. 2018. № 8. https://doi.org/10.1134/S0002188118080094
5. Леоничева Е.В., Роева Т.А., Леоньтева Л.И. и др. Сезонная динамика минерального азота в агросерой почве яблоневого сада // Вестн. КрасГАУ 2020. № 11(164). https://doi.org/10.36718/1819-4036-2020-11-87-97
6. Помология: В 5 томах. Том I. Яблоня / Под ред. Е.Н. Седова. Орёл, 2005.
7. Попова В.П., Сергеева Н.Н., Фоменко Т.Г. и др. Совершенствование методов оценки плодородия почв садовых ценозов // Научные труды СКЗНИИСиВ. 2016. № 9.
8. Практикум по агрохимии / Под ред. В.Г. Минеева. М., 2001.
9. Сергеева Н.Н., Савин И.Ю., Трунов Ю.В., Драгав-цева И.А. и др. Многолетняя динамика агрохимических свойств черноземов под яблоневыми садами // Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2018. № 93. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2018-93-21-39
10. Сергеева Н.Н., Ярошенко О.В., Черников Ю.А. Агрохимические показатели чернозема выщелоченного при применении биомодифицированного удобрения пролонгированного действия в плодовом саду // Плодоводство и виноградарство Юга России. 2021. № 70(4). https://doi. org/10.30679/2219-5335-2021-4-70-159-177
11. Столяров М.Е., Леоничева Е.В., Роева Т.А. и др. Влияние корневого и некорневого удобрения на качество плодов яблони двух сортов // Агрохимический вестн. 2020. № 6. https://doi.org/10.24411/1029-2551-2020-10087
12. Трунов Ю.В. Биологические основы минерального питания яблони. Воронеж, 2013.
13. Фоменко Т.Г., Попова В.П., Ярошенко О.В. и др. Сезонная динамика свойств лугово-черноземных карбонатных почв при фертигации плодоносящих насаждений яблони // Агрохимический вестн. 2022. № 3. https://doi. org/10.24412/1029-2551-2022-3-008
14. Шеуджен А.Х., Бондарева Т.Н. Методика агрохимических исследований и статистическая оценка их результатов. Майкоп, 2015.
15. Brunetto G., Nava G., Ambrosini V.G. et al. The pear tree response to phosphorus and potassium fertilization // Revista Brasileira de Fruticultura. 2015. Vol. 37(2). https:// doi.org/10.1590/0100-2945-027/14
16. Cheng L., Raba R. Accumulation of Macro- and Micronutrients and Nitrogen Demand-supply Relationship of 'Gala'/'Malling 26' Apple Trees Grown in Sand Culture // Journal of the American Society for Horticultural Science. 2009. Vol. 134(1). https://doi.org/10.21273/JASHS.134.L3
17. Ge S., Zhu Z., Jiang Yu. Long-term impact of fertilization on soil pH and fertility in apple production system // Journal of Soil Science and Plant Nutrition. 2018. Vol. 18(1). https://doi.org/10.4067/S0718-95162018005001002
18. Kalcsits L., Lotze E., Tagliavini M. et al. Recent Achievements and New Research Opportunities for Optimizing Macronutrient Availability, Acquisition, and Distribution for Perennial Fruit Crops // Agronomy. 2020. Vol. 10(11). https://doi.org/10.3390/agronomy10111738
19. Kuzin A.I., Kashirskaya N.Y., Kochkina A.M. et al. Correction of potassium fertigation rate of apple tree (Malus domestica Borkh.) in Central Russia during the growing season // Plants. 2020. Vol. 9, № 10. https://doi.org/10.3390/ plants9101366
20. Kuzin A.I., Solovchenko A.E. Essential role of potassium in apple and its implications for management of orchard fertilization // Plants. 2021. Vol. 10., № 12. https://doi. org/10.3390/plants10122624
21. Li B.Sh, Tong Y., Cui R., WangR. 4R Potassium Management in Apple Production in North China // Better Crops. 2017. Vol. 101(1).
22. Neilsen G.H., Neilsen D. Consequences of potassium, magnesium sulphate fertilization of high density Fuji apple orchards // Can. J. Soil Sci. 2011. Vol. 91(6). https://doi. org/10.4141/CJSS2011-023
23. Stiles W.C., Reid W.S. Orchard Nutrition Management // Cornell Cooperative Extension Information Bulletin. 1991. № 219 (Ju^).
24. Tang W., Wang W., Chen D. et al. Evaluation of the Regional-Scale Optimal K Rate Based on Sustaiable Apple Yield and High-Efficiency K Use in Loess Plateau and Bohai Bay of China: A Meta-Analysis // Agronomy. 2021. Vol.11. https://doi.org/10.3390/agronomy11071368
25. Tränkner M., Tavakol E., Jákli B. Functioning of potassium and magnesium in photosynthesis, photosynthate
translocation and photoprotection // Physiologia Plantarum. 2018. Vol. 163. https://doi.org/10.1111/ppl.12747
26. Wang G., Zhang X., Wang Yi. Et al. Key minerals influencing apple quality in Chinese orchard identified by nutritional diagnosis of leaf and soil analysis // Journal of Integrative Agriculture. 2015. Vol. 14(5). https://doi.org/10.1016/ S2095-3119(14)60877-7
27. Zhao J., Liu Z., Zhai B. et al. Long term changes in soil chemical properties with cropland-to-orchard conversion on the Loess Plateau, China: Regulatory factors and rela-
tions with apple yield // Agricultural systems. 2023. Vol. 204. https://doi.org/10.1016/j.agsy.2022.103562
28. Zorb C., Senbayram M., Peiter E. Potassium in agriculture — Status and perspectives // Journal of Plant Physiology. 2014. Vol. 171, № 9. https://doi.org/10.1016/j. jplph.2013.08.008
Поступила в редакцию 09.06.2023 После доработки 10.11.2023 Принята к публикации 15.12.2023
ВЕСТНИК МОСКОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. СЕРИЯ 17. ПОЧВОВЕДЕНИЕ. 2024. Т. 79. № 1 LOMONOSOV SOIL SCIENCE JOURNAL. 2024. Vol. 79. No. 1
THE EFFECT OF SOIL NUTRITION AND FOLIAR FERTILIZERS ON SOIL POTASSIUM REGIME AND POTASSIUM STATUS OF APPLE TREES IN RAINFED ORCHARD
E. V. Leonicheva, M. E. Stolyarov, T. A. Roeva, L. I. Leonteva
The purpose of the research was to study interannual and seasonal dynamics of mobile potassium compounds in orchard soil and potassium status of apple trees affected by foliar and ground fertilization with potassium and nitrogen. The investigation was carried out in 2016-2020 growing seasons in soil-climatic conditions of forest-steppe zone of the Central Russian Upland (Orel region). The experiment studying mineral fertilizers' efficiency has been running since 2015 in the apple orchard with cv.'Ven'yaminovskoe'. The soil of the experimental orchard is loamy Haplic Luvisol. Ammonium nitrate and potassium chloride were used as soil fertilizers with doses N30K40, N60K80 and N90K120. Urea (1%) and potassium sulfate (0,3%) solutions were used for foliar fertilizing. The content of mobile potassium compounds was determined in soil samples taken from a depth of 0-20, 20-40 and 40-60 cm monthly from May to September. The level of mobile potassium in root zone of unfertilized plots was relatively constant during five years. At the same time the regular ground fertilization led to gradual accumulation of potassium in the topsoil. The accumulation rate depended on the doses of fertilizers. When the soil potassium content reached a range 150 mg-kgT the seasonal fluctuations of index have intensified and vertical migration of potassium occurred. The main factors affecting potassium regime of apple trees were: weather conditions, yield and fertilization rates. Conjugate soil and plant diagnostics showed that the negative effect of a decrease in the availability of soil potassium persists in the subsequent growing season, while can be weakened by applying soil and foliar fertilizers. The highest yield of apple trees in first four years of fruiting observed with soil fertilization by N60K80 in combination with foliar sprays.
Keywords: Malusxdomestica Borkh, potassium and nitrogen fertilizers, dynamics of soil potassium, potassium status of leaves and fruits, yield.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Леоничева Елена Вячеславовна, канд. биол. наук, вед. науч. сотр. лаборатории агрохимии ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт селекции плодовых культур», e-mail: leonicheva@orel.vniispk.ru
Столяров Максим Евгеньевич, мл. науч. сотр. кафедры почвоведения и прикладной биологии ФГБОУ ВО «Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева», e-mail: maxstolyarow@yandex.ru
Роева Татьяна Александровна, канд. с.-х. наук, вед. науч. сотр. лаборатории агрохимии ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт селекции плодовых культур», e-mail: roeva@orel.vniispk.ru
Леонтьева Лариса Ивановна, канд. с.-х. наук, ст. науч. сотр. лаборатории агрохимии ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт селекции плодовых культур», e-mail: leonteva@orel.vniispk.ru
© Leonicheva E.V., Stolyarov M.E., Roeva T.A., Leonteva L.I., 2024
