电邮这篇文章 Dynamics of the content of mineral elements and effective fertility of alluvial meadow soil in vegetable crop rotation
- 作者: Vasyuchkov I.Y.1, Uspenskaya O.N.1, Kolomiets A.A.1
-
隶属关系:
- The All-Russian Scientific Research Institute of Vegetable Growing, the Branch branch of the Federal Scientific Center of Vegetable Growing
- 期: 编号 12 (2024)
- 页面: 5-15
- 栏目: Soil Fertility
- URL: https://bakhtiniada.ru/0002-1881/article/view/273565
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0002188124120016
- EDN: https://elibrary.ru/vwnzne
- ID: 273565
如何引用文章
全文:
详细
In vegetable crop rotation with different fertilization systems of vegetable crops, the dynamics of the content of mineral elements of plant nutrition was determined, effective soil fertility was evaluated in comparison with potential under experimental conditions, and the most effective fertilizer system was identified not only to obtain the highest yields, but also to preserve and reproduce the potential fertility of alluvial meadow soil. The study was conducted in 2015–2019 in the Ramensky district of the Moscow region on the alluvial meadow medium loamy soil of the central floodplain of the Moscow River. The seasonal dynamics of the content of 3 elements of plant mineral nutrition (nitrate nitrogen, mobile phosphorus and potassium) in the carrot – beet – cabbage crop rotation was studied, using 3 main fertilization systems for vegetable crops (mineral, organic, organo-mineral). It was found that the maximum content of nitrate nitrogen (on average in crop rotation 47.4 mg/kg) and mobile potassium (on average 156 mg/kg) occurred in the third decade of June. The content of mobile phosphorus in the soil was high (>200 mg/kg) at all accounting periods. A close correlation was determined between the yield of root crops and cabbage with the average content of nitrate nitrogen in the soil during the growing season (r = 0.735–0.934), mobile phosphorus (r = 0.539–0.972) and potassium (r = 0.532–0.976). The effective soil fertility of the site under 3 crops per crop rotation had the following characteristics: when using a mineral fertilizer system, the content of nitrate nitrogen was 21.3, organic – 10.1, organo-mineral – 22.1 mg/kg, the content of mobile phosphorus when using a mineral system – 40.4, organic – 34.1, organo-mineral – 47.9 mg/kg, the content of mobile potassium is 44.4, 20.6, 50.8 mg/kg, respectively. It was found that under crops of carrots and beets, the potential fertility of the soil during crop rotation was reproduced with the use of mineral (recommended dose of NPK) and organo-mineral fertilization systems of these crops, and the yield of carrots (67–69 t/ha) and beets (67–68 t/ ha) under these systems was high, more than expected estimated 60 t/ha. Under cabbage, late soil depletion also did not occur when using the recommended mineral and organo-mineral fertilizer systems, yields of 78 and 81 t/ha were close to the expected estimated yield of 80 t/ha. At the same time, the organo-mineral system had an advantage: during crop rotation, it retained 13% more nitrate nitrogen in the soil, 8% more mobile phosphorus and 40% more mobile potassium than the mineral one. One and a half and double doses of mineral fertilizers for late cabbage led to a significant increase in its yield (85–90 t/ha), but at the same time a significant part of nitrogen (on average for the season 33–41 mg/kg) was irretrievably lost in the soil.
全文:
ВВЕДЕНИЕ
Морковь, свекла столовая и капуста поздняя являются важными овощными культурами, имеющими большую питательную и пищевую ценность. В условиях центральных районов Нечерноземной зоны России, на орошаемых пойменных и торфяных почвах имеются наиболее благоприятные условия для получения высоких урожаев данных культур.
Продовольственная безопасность и экологическая устойчивость сельскохозяйственных систем требует комплексного подхода к управлению плодородием почв. При увеличении объемов производства сельскохозяйственной продукции необходимо сводить к минимуму извлечение запасов питательных веществ из почвы, не допускать ухудшения ее физических и химических свойств, деградации земель и в том числе эрозии почв.
Плодородие почвы – это ее базовая способность обеспечивать для растений «среду обитания», удовлетворять их потребности в воде, воздухе, тепле, питательных веществах в нужных количествах в течение длительного периода времени и в конечном счете определять получение устойчивых и стабильных урожаев высокого качества.
Различают естественное, потенциальное и эффективное плодородие почвы. Естественное плодородие присуще каждой почве, оно обусловлено процессами почвообразования, минерализации и иммобилизации питательных элементов в ней и определяется мощностью гумусового горизонта, содержанием гумуса, запасами питательных веществ, интенсивностью микробиологических процессов, а также естественным водным, воздушным и тепловым режимами. Потенциальное плодородие определяется суммой свойств, приобретенных почвой в процессе почвообразования и свойств, созданных человеком в процессе ее окультуривания. Эффективное плодородие почвы, использование элементов плодородия растениями в данном году, зависит от способа использования почвы (обработки, применения удобрений, мелиорации, возделываемых растений и др.) и оценивается получаемой продуктивностью сельскохозяйственных культур. При большом потенциальном плодородии почвы эффективное может быть небольшим и, наоборот, при соответствующем уровне агротехники можно обеспечить высокое эффективное плодородие – высокий урожай на почвах с невысоким естественным плодородием. В то же время, чем выше естественное плодородие почв, тем меньше риск снижения урожая при экстремальных погодных условиях и неблагоприятном антропогенном воздействии и больше эффективность всех систем земледелия.
Урожайность сельскохозяйственных культур зависит от свойств почвы примерно на 1/3. Другими определяющими урожай факторами являются климатические условия и системы земледелия, главным образом внесение минеральных и органических удобрений. Антропогенное воздействие на почвы должно быть сбалансированным по агроэкологическим параметрам и способствовать не истощению их, а, как минимум, воспроизводству плодородия [1, 2]. При сложившейся системе землепользования длительное воздействие комплекса агротехнических мероприятий (определенной системы удобрения, обработки почвы, орошения и т. п.) может оказывать стабильное (устойчивое) влияние на агрохимический статус почв (т. е. на ее потенциальные свойства поддерживать определенный уровень и соотношение питательных веществ).
Цель работы – определение динамики содержания минеральных элементов питания растений (азота, фосфора и калия) в течение вегетационного периода в овощном севообороте морковь – свекла столовая –капуста белокочанная при разных системах удобрения культур (минеральной, органической, органо-минеральной) и оценить эффективное плодородие почвы в сравнении с потенциальным в условиях опыта, а также определить наиболее эффективную систему удобрения не только для получения наивысших урожаев, но и для сохранения и приумножения потенциального плодородия аллювиальной луговой почвы.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование проводили в 2015–2019 гг. в Раменском р-не Московской обл. на аллювиальной луговой почве центральной поймы р. Москвы. Среднесуглинистая почва участка благоприятна для выращивания столовых корнеплодов и белокочанной капусты по агрохимическим показателям: рНKCl 6.2–6.5, содержание гумуса – 2.9–3.1%, гидролизуемого азота – 80–110 (по Корнфилду), подвижного фосфора – 220–280 (по Чирикову), подвижного калия – 100–140 мг/кг (по Чирикову).
Погодные условия вегетационного периода (май–сентябрь) ряда лет исследования характеризовались значительными различиями в количестве осадков и температуры воздуха (табл. 1).
Таблица 1. Погодные условия вегетационных периодов при выращивании столовых корнеплодов и капусты поздней (2015–2019 гг.)
Месяц | Среднемноголетняя норма | Годы | Среднее за годы выращивания | ||||||
2015 г. | 2016 г. | 2017 г. | 2018 г. | 2019 г. | моркови | свеклы столовой | капусты поздней | ||
Осадки, мм | |||||||||
Май | 50.0 | 57.5 | 76.3 | 84.2 | 52.0 | 56.0 | 72.7 | 70.8 | 64.1 |
Июнь | 65.0 | 50.5 | 55.3 | 139.5 | 26.0 | 56.0 | 81.8 | 73.6 | 73.8 |
Июль | 80.0 | 54.5 | 67.8 | 105.3 | 66.0 | 91.0 | 75.9 | 79.7 | 87.4 |
Август | 70.0 | 3.0 | 145.0 | 67.9 | 29.0 | 51.0 | 72.0 | 80.6 | 49.3 |
Сентябрь | 55.0 | 45.0 | 45.5 | 38.0 | 31.0 | 44.0 | 42.8 | 38.2 | 37.7 |
В сумме за сезон | 320.0 | 210.5 | 389.9 | 434.9 | 204.0 | 298.0 | 345.1 | 342.9 | 312.3 |
% от средней многолетней | 100.0 | 65.8 | 121.8 | 135.9 | 63.8 | 93.1 | 107.8 | 107.2 | 97.6 |
Среднесуточная температура воздуха, оC | |||||||||
Май | 11.7 | 14.5 | 15.0 | 10.6 | 16.6 | 16.5 | 13.4 | 14.1 | 14.6 |
Июнь | 15.4 | 18.5 | 18.6 | 14.5 | 18.4 | 20.4 | 17.2 | 17.2 | 17.8 |
Июль | 17.6 | 18.9 | 21.6 | 17.6 | 20.9 | 17.2 | 19.4 | 20.0 | 18.6 |
Август | 15.8 | 18.6 | 20.3 | 18.7 | 20.0 | 16.7 | 19.2 | 19.7 | 18.5 |
Сентябрь | 10.5 | 14.1 | 11.9 | 12.8 | 15.0 | 12.7 | 12.9 | 13.2 | 13.5 |
В среднем за сезон | 14.2 | 16.9 | 17.5 | 14.8 | 18.2 | 16.7 | 16.4 | 16.8 | 16.6 |
Сумма температур | 2175.1 | 2590.0 | 2678.9 | 2272.9 | 2784.5 | 2555.4 | 2513.9 | 2578.8 | 2537.6 |
Отклонение от средней многолетней | 0.0 | 414.9 | 503.8 | 97.8 | 609.4 | 380.3 | 338.8 | 403.7 | 362.5 |
ГТК | 1.47 | 0.81 | 1.46 | 1.91 | 0.73 | 1.17 | – | – | – |
2015 и 2018 гг. можно охарактеризовать как сухие (ГТК = 0.73–0.81), 2016, 2017 и 2019 гг. – как влажные (ГТК = 1.17–1.91). В среднем за годы исследования сумма температур вегетационного периода (май–сентябрь) превышала среднемноголетнюю норму при выращивании столовых корнеплодов и капусты поздней на 339–404 оC (с изменениями по годам от 97.8 до 609.4 °C), а количество осадков было на уровне среднемноголетней нормы (97.6 – 108%).
Агротехника – общепринятая. Посев столовых корнеплодов осуществляли в 3-й декаде мая в гребни высотой 15 см с нормой 900 тыс. шт./га для моркови и 450 тыс. шт./га для свеклы. Высадку 40-суточной рассады капусты поздней проводили в 1-й декаде июня по схеме 70 × 40 см с расчетной густотой 35–36 тыс. шт./га. В течение вегетации проводили 2–3 междурядные обработки культиватором и 3–4 ручные прополки. Полив дождеванием применяли только при выращивании капусты (7–10 раз в сезон нормой 200–300 м3/га). Учет урожая осуществляли в 3-й декаде сентября, с разделением продукции на стандартную и нестандартную фракции.
Исследования вели в овощном севообороте с чередованием культур: морковь (2015–2017 гг.) – свекла столовая (2016–2018 гг.) – капуста поздняя (2017–2019 гг.) с применением минеральной, органической и органо-минеральной систем удобрения.
В качестве факторов почвенного плодородия изучали следующие элементы минерального питания: содержание нитратного азота, подвижных фосфора и калия. Контролем служили варианты без внесения удобрений, характеризующие потенциальное плодородие почвы в опыте.
Минеральная система удобрения включала в себя следующие варианты:
1 – рекомендованная доза NPK на получение урожая корнеплодов 60 т/га (N90P60K180 для моркови и N150P60K210 для свеклы) и 80 т/га для капусты поздней (N140P60K220). В основное внесение использовали азофоску – 16% д. в., аммиачную селитру – 34% N, хлористый калий – 60% K2О; 2–1/2 рекомендованной дозы (½ NPK); 3–1/2 рекомендованной дозы (½ NPK) + корневая подкормка растений в зависимости от анализа почвы в фазе начала образования корнеплодов и кочанов капусты; 4–1/2 рекомендованной дозы (½ NPK) + корневая подкормка растений в зависимости от анализа черешка листа; 5–1½ рекомендованной дозы (1½ NPK) для капусты поздней; 6 – двойная рекомендованная доза (2 NPK) для капусты поздней.
Органическая система удобрения была представлена вариантами с внесением биокомпоста дозой 3 т/га под морковь и 5 т/га под свеклу и капусту; доза его была выровнена по азоту, внесенному в почву на делянках с рекомендованной дозой NPK. Учитывая среднее содержание в биокомпосте N – 3, P2O5–2, K2O – 2%, было внесено: под морковь – 90 кг азота, по 60 кг/га фосфора и калия; под свеклу и капусту – по 150 кг азота и по 100 кг фосфора и калия.
Органо-минеральная система была представлена вариантами с внесением рекомендованных доз NPK совместно с биокомпостом. Биокомпост должен был обогатить почву органическим веществом (содержал ≈30% органического углерода) и полезной микрофлорой, а NPK – компенсировать нехватку питательных веществ для роста и развития растений.
Основное внесение минеральных и органических удобрений осуществляли весной (2-я декада мая) под фрезерование с одновременной нарезкой гребней культиватором-гребнеобразователем. Корневые подкормки проводили в период начала образования корнеплодов и кочанов (1–2-я декады июля) в междурядья. Суммарная в севообороте доза подкормки в зависимости от анализа черешка листа составила N65K20, анализа почвы – N135K125. Исследования, анализы и обработка результатов опытов проведены в соответствии с общепринятыми методиками [3–5].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Почвы Нечерноземной зоны существенно отличаются между собой по содержанию и динамике питательных элементов [6]. Многочисленные исследования показали, что аллювиальные луговые среднесуглинистые почвы обладают хорошим потенциальным плодородием, а системы удобрения по-разному воздействуют на их питательный режим [7–9].
В течение вегетационного периода, ежемесячно в пахотном горизонте почвы (0–25 см) опытного участка определяли содержание нитратного азота, подвижных фосфора и калия (табл. 2–4).
Таблица 2. Потенциальное и эффективное плодородие почвы (слой 0–25 см) в зависимости от содержания нитратного азота при применении систем удобрения в овощном севообороте (2015–2019 гг.)
Система удобрения | Внесено азота, кг д. в./га | Потенциальное плодородие, мг/кг (май, 2-я декада) | Эффективное плодородие по содержанию N-NO3 | ||||||
июнь, 3-я декада | июль, 2-я декада | август, 2-я декада | сентябрь, 3-я декада | среднее за сезон | |||||
мг/кг | % от контроля | ± к потенциальному, мг/кг | |||||||
мг/кг | |||||||||
Морковь, 2015–2017 гг. | |||||||||
Контроль без удобрений | 0 | 11.1 | 21.2 | 6.6 | 5.0 | 3.1 | 9.4 | 100 | –1.7 |
½ NPK | 45 | 12.7 | 31.3 | 21.2 | 11.0 | 6.2 | 16.5 | 175 | 3.8 |
½ NPK + подкормка (анализ листа) | 65 | 13.4 | 33.3 | 30.8 | 18.2 | 9.2 | 21.0 | 223 | 7.6 |
½ NPK + подкормка (анализ почвы) | 55 | 14.7 | 48.4 | 28.7 | 12.3 | 6.3 | 22.1 | 235 | 7.4 |
Среднее с подкормками | 60 | 14.1 | 40.9 | 29.8 | 15.3 | 7.8 | 21.5 | 229 | 7.5 |
Система удобрения | Внесено азота, кг д. в./га | Потенциальное плодородие, мг/кг (май, 2-я декада) | Эффективное плодородие по содержанию N-NO3 | ||||||
июнь, 3-я декада | июль, 2-я декада | август, 2-я декада | сентябрь, 3-я декада | среднее за сезон | |||||
мг/кг | % от контроля | ± к потенци-альному, мг/кг | |||||||
мг/кг | |||||||||
Морковь, 2015–2017 гг. | |||||||||
Полная минеральная | 90 | 17.6 | 67.3 | 32.2 | 19.3 | 8.9 | 29.1 | 309 | 11.5 |
Органическая | 90 | 16.8 | 25.6 | 14.5 | 11.0 | 5.0 | 14.6 | 155 | –2.2 |
Органо-минеральная | 180 | 17.0 | 63.2 | 34.4 | 15.6 | 8.8 | 27.8 | 296 | 10.8 |
Среднее на дату | – | 14.7 | 41.4 | 24.8 | 13.5 | 6.9 | |||
Свекла столовая, 2016–2018 гг. | |||||||||
Контроль без удобрений | 0 | 12.7 | 18 | 6.6 | 3.2 | 1.6 | 8.4 | 100 | –4.3 |
½ NPK | 75 | 16.7 | 42.9 | 22.7 | 9.5 | 3.6 | 19.1 | 227 | 2.4 |
½ NPK + подкормка (анализ листа) | 80 | 16.1 | 44.6 | 25.4 | 10.3 | 4.3 | 20.1 | 239 | 4.0 |
½ NPK + подкормка (анализ почвы) | 125 | 17.3 | 46.0 | 26.6 | 21.3 | 9.2 | 24.1 | 286 | 6.8 |
Среднее с подкормками | 103 | 16.7 | 45.3 | 26.0 | 15.8 | 6.8 | 22.1 | 263 | 5.4 |
Полная минеральная | 150 | 19.9 | 81.1 | 38.2 | 22.8 | 10.9 | 34.6 | 411 | 14.7 |
Органическая | 150 | 17.0 | 42.3 | 32.1 | 22.7 | 5.3 | 23.9 | 284 | 6.9 |
Органо-минеральная | 300 | 18.6 | 99.3 | 39.5 | 18.7 | 9.1 | 37.0 | 440 | 18.4 |
Среднее на дату | – | 16.9 | 52.4 | 27.1 | 15.5 | 6.3 | |||
Капуста поздняя, 2017–2019 гг. | |||||||||
Контроль без удобрений | 0 | 11.4 | 7.6 | 3.3 | 2.3 | 2.8 | 5.5 | 100 | –5.9 |
½ NPK | 70 | 13.1 | 18.4 | 4.2 | 2.6 | 3.4 | 8.3 | 152 | –4.8 |
½ NPK + подкормка (анализ листа) | 110 | 15.1 | 17.8 | 4.7 | 3.8 | 4.4 | 9.2 | 167 | –5.9 |
½ NPK + подкормка (анализ почвы) | 145 | 12.8 | 27.4 | 11.1 | 5.9 | 4.5 | 12.3 | 225 | –0.5 |
Среднее с подкормками | 128 | 14.0 | 22.6 | 7.9 | 4.9 | 4.5 | 10.8 | 196 | –3.2 |
Полная минеральная | 140 | 15.2 | 73.3 | 20.8 | 4.7 | 4.2 | 23.6 | 431 | 8.4 |
1½ NPK | 210 | 13.7 | 101 | 74.7 | 36.5 | 8.7 | 47.0 | 857 | 33.3 |
2 NPK | 280 | 13.3 | 117 | 82.6 | 47.5 | 11.9 | 54.4 | 993 | 41.1 |
Органическая | 150 | 13.9 | 30.7 | 25.8 | 3.3 | 2.4 | 15.2 | 278 | 1.3 |
Органо-минеральная | 290 | 15.0 | 68.4 | 27.8 | 9.1 | 3.6 | 24.8 | 452 | 9.8 |
Среднее на дату | – | 13.7 | 48.4 | 26.3 | 12.1 | 5.0 | – | – | – |
Среднее на дату в севообороте | – | 15.1 | 47.4 | 26.1 | 13.7 | 6.1 | – | – | – |
Таблица 3. Потенциальное и эффективное плодородие почвы (слой 0–25 см) в зависимости от содержания подвижного фосфора (по методу Чирикова) при применении систем удобрения в овощном севообороте (2015–2019 гг.)
Система удобрения | Внесено фосфора, кг д. в./га | Потенциальное плодородие, мг/кг (май, 2-я декада) | Эффективное плодородие по содержанию Р2О5 | ||||||
июнь, 3-я декада | июль, 2-я декада | август, 2-я декада | сентябрь, 3-я декада | среднее за сезон | |||||
мг/кг | % контроля | ± к потенциальному, мг/кг | |||||||
мг/кг | |||||||||
Морковь, 2015–2017 гг. | |||||||||
Контроль без удобрений | 0 | 238 | 236 | 225 | 220 | 218 | 227 | 100 | –10.6 |
½ NPK | 30 | 245 | 260 | 257 | 243 | 238 | 249 | 109 | 3.6 |
½ NPK + подкормка (анализ листа) | 30 | 247 | 265 | 259 | 243 | 236 | 250 | 110 | 3.0 |
½ NPK + подкормка (анализ почвы) | 30 | 251 | 269 | 255 | 248 | 240 | 253 | 111 | 1.6 |
Среднее с подкормками | 30 | 249 | 267 | 257 | 246 | 238 | 251 | 111 | 2.3 |
Полная минеральная | 60 | 256 | 280 | 280 | 276 | 269 | 272 | 120 | 16.2 |
Органическая | 60 | 249 | 260 | 262 | 284 | 277 | 266 | 117 | 17.4 |
Органо-минеральная | 120 | 265 | 282 | 294 | 297 | 288 | 285 | 125 | 20.2 |
Среднее на дату | – | 250 | 265 | 261 | 257 | 251 | |||
Свекла столовая, 2016–2018 гг. | |||||||||
Контроль без удобрений | 0 | 225 | 220 | 226 | 217 | 210 | 220 | 100 | –5.4 |
½ NPK | 30 | 231 | 240 | 238 | 231 | 228 | 234 | 106 | 2.6 |
½ NPK + подкормка (анализ листа) | 30 | 234 | 244 | 236 | 230 | 226 | 234 | 107 | 0.0 |
½ NPK + подкормка (анализ почвы) | 30 | 235 | 247 | 236 | 232 | 230 | 236 | 108 | 1.0 |
Среднее с подкормками | 30 | 235 | 246 | 236 | 231 | 228 | 235 | 107 | 0.5 |
Полная минеральная | 60 | 241 | 262 | 250 | 248 | 250 | 250 | 114 | 9.2 |
Органическая | 100 | 251 | 273 | 263 | 256 | 261 | 261 | 119 | 9.8 |
Органо-минеральная | 160 | 256 | 280 | 275 | 260 | 268 | 267 | 122 | 11.8 |
Среднее на дату | – | 238 | 251 | 245 | 238 | 238 | |||
Капуста поздняя, 2017–2019 гг. | |||||||||
Контроль без удобрений | 0 | 229 | 236 | 232 | 220 | 207 | 225 | 100 | –4.2 |
½ NPK | 30 | 240 | 247 | 243 | 235 | 224 | 238 | 106 | –2.2 |
½ NPK + подкормка (анализ листа) | 30 | 238 | 241 | 245 | 236 | 226 | 237 | 106 | –0.8 |
½ NPK + подкормка (анализ почвы) | 30 | 237 | 240 | 248 | 243 | 235 | 241 | 107 | 3.6 |
Среднее с подкормками | 30 | 238 | 241 | 247 | 240 | 231 | 239 | 106 | 1.4 |
Полная минеральная | 60 | 261 | 277 | 279 | 271 | 264 | 270 | 120 | 9.4 |
1½ NPK | 90 | 273 | 288 | 277 | 276 | 267 | 276 | 123 | 3.2 |
2 NPK | 120 | 275 | 289 | 278 | 283 | 271 | 279 | 124 | 4.2 |
Органическая | 100 | 242 | 250 | 252 | 250 | 240 | 247 | 110 | 4.8 |
Органо-минеральная | 160 | 257 | 265 | 269 | 263 | 258 | 262 | 117 | 5.4 |
Среднее на дату | – | 249 | 257 | 257 | 252 | 242 | |||
Среднее на дату в севообороте | – | 246 | 258 | 254 | 249 | 244 | |||
Таблица 4. Потенциальное и эффективное плодородие почвы (слой 0–25 см) в зависимости от содержания подвижного калия (по методу Чирикова) при применении систем удобрения в овощном севообороте (2015–2019 гг.)
Система удобрения | Внесено калия, кг д. в./га | Потенциальное плодородие, мг/кг (май, 2-я декада) | Эффективное плодородие по содержанию K2О |
| ||||||
июнь, 3-я декада | июль, 2-я декада | август, 2-я декада | сентябрь, 3-я декада | среднее за сезон |
| |||||
мг/кг | % контроля | ± к потенциальному, мг/кг | ||||||||
мг/кг | ||||||||||
Морковь, 2015–2017 гг. |
| |||||||||
Контроль без удобрений | 0 | 109 | 119 | 111 | 82.0 | 79.0 | 100 | 100 | –9.0 |
|
½ NPK | 90 | 123 | 160 | 124 | 106 | 86.0 | 120 | 120 | –3.2 |
|
½ NPK + подкормка (анализ листа) | 100 | 125 | 160 | 124 | 101 | 83.0 | 119 | 119 | –6.4 |
|
½ NPK + подкормка (анализ почвы) | 130 | 122 | 168 | 133 | 112 | 91.0 | 125 | 125 | 3.2 |
|
Среднее с подкормками | 115 | 124 | 164 | 129 | 107 | 87.0 | 122 | 122 | –1.6 |
|
Полная минеральная | 180 | 136 | 195 | 146 | 133 | 118 | 146 | 146 | 9.6 |
|
Органическая | 60 | 127 | 142 | 128 | 101 | 93.0 | 118 | 118 | –8.8 |
|
Органо-минеральная | 240 | 140 | 205 | 167 | 156 | 137 | 161 | 161 | 21.0 |
|
Среднее на дату | – | 126 | 164 | 133 | 112 | 96.8 |
| |||
Свекла столовая, 2016–2018 гг. |
| |||||||||
Контроль без удобрений | 0 | 107 | 121 | 97.0 | 71.0 | 66.0 | 92.4 | 100 | –14.6 |
|
½ NPK | 105 | 112 | 151 | 94.0 | 79.0 | 72.0 | 102 | 110 | –10.4 |
|
½ NPK + подкормка (анализ листа) | 115 | 112 | 147 | 93.0 | 78.0 | 68.0 | 99.6 | 108 | –12.4 |
|
½ NPK + подкормка (анализ почвы) | 130 | 110 | 152 | 98.0 | 86.0 | 77.0 | 105 | 113 | –5.4 |
|
Среднее с подкормками | 123 | 111 | 150 | 95.5 | 82.0 | 72.5 | 102 | 111 | –8.9 |
|
Полная минеральная | 210 | 125 | 186 | 156 | 135 | 111 | 143 | 154 | 17.6 |
|
Органическая | 100 | 120 | 168 | 100 | 92.0 | 80.0 | 112 | 121 | –8.0 |
|
Органо-минеральная | 310 | 132 | 195 | 159 | 135 | 99.0 | 144 | 156 | 12.0 |
|
Среднее на дату | – | 116 | 159 | 112 | 94.8 | 80.7 |
| |||
Капуста поздняя, 2017–2019 гг. |
| |||||||||
Контроль без удобрений | 0 | 96.0 | 87.0 | 85.0 | 76.0 | 69.0 | 82.6 | 100 | –13.4 |
|
½ NPK | 110 | 103 | 123 | 91.0 | 77.0 | 77.0 | 94.2 | 114 | –8.8 |
|
½ NPK + подкормка (анализ листа) | 110 | 100 | 119 | 84.0 | 85.0 | 81.0 | 93.8 | 114 | –6.2 |
|
½ NPK + подкормка (анализ почвы) | 170 | 102 | 119 | 90.0 | 88.0 | 85.0 | 96.8 | 117 | –5.2 |
|
Среднее с подкормками | 140 | 101 | 119 | 87.0 | 86.5 | 83.0 | 95.3 | 115 | –5.7 |
|
Полная минеральная | 220 | 118 | 176 | 114 | 105 | 88.0 | 120 | 146 | 2.2 |
|
1½ NPK | 330 | 110 | 192 | 147 | 130 | 104 | 137 | 165 | 26.6 |
|
2 NPK | 440 | 111 | 206 | 150 | 139 | 105 | 142 | 172 | 31.2 |
|
Органическая | 100 | 109 | 134 | 119 | 93.0 | 78.0 | 107 | 129 | –2.4 |
|
Органо-минеральная | 320 | 114 | 169 | 120 | 112 | 97.0 | 122 | 148 | 8.4 |
|
Среднее на дату | – | 106 | 144 | 109 | 99.2 | 86.7 |
| |||
Среднее на дату в севообороте | – | 116 | 156 | 118 | 102 | 88.1 |
| |||
Наличие различий питательного режима почвы в различных вариантах опыта были обусловлены величиной доз удобрений в основное внесение и в подкормки, а также особенностями поглощения элементов культурой, однако общие тренды прослежены для всех культур. После внесения удобрений их количество значительно возрастало, достигая максимума в 3-й декаде июня, а затем от месяца к месяцу снижалось до минимума к окончанию вегетации. Например, в среднем в севообороте, если принять исходное содержание элемента (до внесения удобрений) за 100%, то в 3-й декаде июня содержание N-NO3 составляло 314% к контролю, подвижного Р2О5 – 105%, подвижного K2О – 134%; во 2-й декаде июля – 173, 103 и 101%, во 2-й декаде августа – 91, 101 и 88% и в 3-й декаде сентября – 40, 99 и 76% соответственно. В целом за вегетационный период, в среднем в севообороте содержание нитратного азота в зависимости от системы удобрения составляло 152–993% к контролю, подвижного фосфора – 105–125, подвижного калия – 108–172%. Естественно, чем больше была доза внесения элемента в составе удобрения, тем было больше определяемое содержание его в почве и тем выше продуктивность культуры (табл. 5).
Таблица 5. Урожайность культур овощного севооборота в зависимости от систем удобрения (2015–2019 гг.)
Система удобрения | Внесено NPK, кг д. в./га | Урожайность | Окупаемость 1 кг д. в. урожаем, кг | ||
общая | стандартная, % от общей | ||||
т/га | % от контроля | ||||
Морковь, 2015–2017 гг. | |||||
Контроль без удобрений | 0 | 56.9 | 100 | 81.0 | – |
½ NPK | 165 | 64.8 | 114 | 81.9 | 47.9 |
½ NPK + подкормка (анализ листа) | 195 | 70.4 | 124 | 78.0 | 69.2 |
½ NPK + подкормка (анализ почвы) | 215 | 70.3 | 124 | 80.9 | 62.3 |
Среднее с подкормками | 205 | 70.4 | 124 | 79.5 | 65.6 |
Полная минеральная | 330 | 67.1 | 118 | 77.9 | 30.9 |
Органическая | 210 | 65.5 | 115 | 77.6 | 41.0 |
Органо-минеральная | 540 | 69.0 | 121 | 75.5 | 22.4 |
НСР05 | 3.8 | ||||
Корреляция со средним за сезон содержанием питательных веществ в почве | |||||
N-NO3 | – | 0.735* | *Существенна на 5%-ном уровне tr факт ≥ tr теор | ||
Р2О5 (по Чирикову) | – | 0.539* | |||
K2О (по Чирикову) | – | 0.532* | |||
Свекла столовая, 2016–2018 гг. | |||||
Контроль без удобрений | 0 | 52.0 | 100 | 93.0 | – |
½ NPK | 210 | 57.3 | 110 | 95.8 | 25.2 |
½ NPK + подкормка (анализ листа) | 225 | 62.7 | 121 | 93.1 | 47.6 |
½ NPK + подкормка (анализ почвы) | 285 | 62.0 | 119 | 92.7 | 35.1 |
Среднее с подкормками | 255 | 62.4 | 120 | 92.9 | 40.6 |
Полная минеральная | 420 | 67.9 | 131 | 93.7 | 37.9 |
Органическая | 350 | 63.4 | 122 | 92.6 | 32.6 |
Органо-минеральная | 770 | 66.5 | 128 | 95.2 | 18.8 |
НСР05 | 4.1 | ||||
Корреляция со средним за сезон содержанием питательных веществ в почве | |||||
N-NO3 | – | 0.928* | *Существенна на 5%-ном уровне tr факт ≥ tr теор | ||
Р2О5 (по Чирикову) | – | 0.784* | |||
K2О (по Чирикову) | – | 0.793* | |||
Капуста поздняя, 2017–2019 гг. | |||||
Контроль без удобрений | 0 | 54.8 | 100 | 91.0 | – |
½ NPK | 210 | 60.5 | 110 | 93.0 | 27.1 |
½ NPK + подкормка (анализ листа) | 250 | 64.1 | 117 | 93.7 | 37.2 |
½ NPK + подкормка (анализ почвы) | 345 | 65.4 | 119 | 94.3 | 30.7 |
Среднее с подкормками | 298 | 64.8 | 118 | 94.0 | 33.4 |
Полная минеральная | 420 | 78.3 | 143 | 95.7 | 56.0 |
1½ NPK | 630 | 85.1 | 155 | 95.9 | 48.1 |
2 NPK | 840 | 90.2 | 165 | 95.6 | 42.1 |
Органическая | 350 | 63.5 | 116 | 93.6 | 24.9 |
Органо-минеральная | 770 | 81.2 | 148 | 96.2 | 34.3 |
НСР05 | 4.0 | ||||
Корреляция со средним за сезон содержанием питательных веществ в почве | |||||
N-NO3 | – | 0.934* | *Существенна на 5%-ном уровне tr факт ≥ tr теор | ||
Р2О5 (по Чирикову) | – | 0.972* | |||
K2О (по Чирикову) | – | 0.976* | |||
В табл. 2–4 приведены данные эффективного плодородия почвы опытного участка при применении разных систем удобрения для моркови, свеклы столовой и капусты поздней в сравнении с исходным, потенциальным плодородием. Анализы почвы для определения потенциального плодородия проводили во 2-й декаде мая, до посева семян столовых корнеплодов, высадки рассады капусты и внесения удобрений.
В среднем в севообороте (за 5 лет) содержание нитратного азота в почве опытного участка под 3-мя культурами составило 29.1 мг/кг при применении минеральной системы удобрения (полная рекомендованная доза NPK), 17.9 мг/кг – при использовании органической системы удобрения, 29.9 мг/кг – при использовании органо-минеральной системы. Содержание подвижного фосфора было равно соответственно 264, 258, 272 мг/кг, содержание подвижного калия – 136, 112, 143 мг/кг.
Потенциальное плодородие опытного участка за тот же срок в зависимости от изученного фактора характеризовалось следующими содержаниями элементов минерального питания: азота нитратного – 7.8, подвижного фосфора – 224, подвижного калия – 91.7 мг/кг.
Таким образом, эффективное плодородие почвы участка под 3-мя культурами за севооборот имело следующие характеристики: при применении минеральной системы удобрения содержание нитратного азота было равно 21.3, органической – 10.1, органо-минеральной – 22.1 мг/кг, подвижного фосфора при применении минеральной системы – 40.4, органической – 34.1, органо-минеральной – 47.9 мг/кг, подвижного калия – 44.4, 20.6, 50.8 мг/кг соответственно.
В табл. 2–4 приведены итоговые средние за сезон величины содержания элементов эффективного плодородия по отношению к потенциальному для всех 3-х культур севооборота. Число со знаком «минус» означает, что к концу вегетации произошло истощение почвы по содержанию данного элемента. Анализ этих данных показал, что в контрольных вариантах под всеми 3-мя культурами происходило истощение почвы по содержанию всех 3-х исследованных элементов плодородия, что было вполне естественно. Под морковью (за 3 года) при применении половинной рекомендованной дозы NPK и половинной дозы NPK с подкормкой в зависимости от анализа черешка листа происходило истощение почвы по содержанию калия, а при применении органической системы – по содержанию калия и нитратного азота. В почве под свеклой столовой (за 3 года) отмечена та же закономерность, только по содержанию калия почва истощалась еще и в варианте с половинной дозой NPK и корневой подкормкой в зависимости от анализа почвы, а при применении органической системы почва сохраняла положительный баланс содержания нитратного азота. В почве под капустой (за 3 года) отмечен отрицательный баланс содержания нитратного азота во всех 3-х вариантах с половинной дозой NPK, содержания фосфора подвижного в 2-х вариантах с половинной дозой NPK, содержания калия подвижного в 3-х вариантах с половинной дозой NPK и при применении органической системы удобрения. При применении полной рекомендованной дозы NPK и органо-минеральной систем удобрения истощения почвы по содержанию всех изученных элементов минерального питания не происходило под всеми 3-мя овощными культурами.
Если суммировать эти данные при применении разных систем удобрения, то в целом в севообороте выявлена следующая закономерность (табл. 6).
Таблица 6. Содержание элементов эффективного плодородия в сравнении с потенциальным (среднее в севообороте при применении разных системах удобрения)
Система удобрения | Элементы минерального питания, мг/кг | ||
Нитратный азот, N-NO3 | Фосфор подвижный, P2O5 | Калий подвижный, K2O | |
Контроль | – 7.3 | – 6.7 | – 12.3 |
Минеральная: | |||
NPK (расчетная) | +11.5 | +11.6 | + 9.8 |
½ NPK | + 0.5 | + 1.3 | – 7.5 |
½ NPK + подкормка (анализ почвы) | +4.6 | + 2.1 | + 2.5 |
½ NPK + подкормка (анализ листа) | + 1.9 | + 2.7 | – 8.3 |
1 ½ NPK (для капусты) | +33.3 | + 3.2 | +26.6 |
2 NPK (для капусты) | +46.1 | + 4.2 | +31.2 |
Органическая | + 2.0 | +10.7 | – 6.4 |
Органо-минеральная | +13.0 | +12.5 | +13.8 |
В почве под морковью и свеклой столовой потенциальное плодородие почвы воспроизводилось при применении минеральной (рекомендованной дозой NPK) и органо-минеральной систем удобрения этих культур, причем урожайность моркови (67–69 т/га) и свеклы (67–68 т/га) при этих системах была высокая: больше, чем ожидаемая расчетная 60 т/га. Под капустой поздней истощения почвы также не происходило при применении рекомендованной минеральной и органо-минеральной систем удобрения, урожайность 78 и 81 т/га были близки к ожидаемой расчетной урожайности 80 т/га. Применение полуторной и двойной доз минеральных удобрений под капусту позднюю привело к существенному увеличению ее урожайности (85–90 т/га), но при этом значительная часть азота (в среднем за сезон 33–41 мг/ кг) в почве оказалась «лишней» (табл. 2) и могла быть безвозвратно утеряна.
Половинная доза минеральных удобрений приводила к истощению почвы по содержанию калия под всеми 3-мя культурами, а под капустой поздней – еще и по содержанию азота. Корневые подкормки растений в середине вегетации (фаза начала образования корнеплодов или формирования кочана) на основании данных анализа почвы и черешков листьев в некоторой степени «смягчали» истощение почвы по содержанию калия и азота. Урожайность моркови и свеклы столовой при этом была достаточно высокой (62–70 т/га), капусты поздней – низкой (≈ 65 т/га).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, как фактор почвенного плодородия изучена сезонная динамика содержания 3-х элементов минерального питания растений (азота нитратного, фосфора и калия подвижных) в овощном севообороте морковь – свекла столовая – капуста поздняя в 2015–2019 гг. на аллювиальной луговой почве при применении 3-х основных систем удобрения культур (минеральной, органической, органо-минеральной).
Максимум содержания нитратного азота (в среднем в севообороте 47.4 мг/кг) и подвижного калия (в среднем 156 мг/кг) приходился на 3-ю декаду июня. Содержание подвижного фосфора в почве было высоким (>200 мг/кг) во все сроки учета. Определена тесная корреляционная связь урожайности корнеплодов и капусты со средним за вегетацию содержанием нитратов в почве (r = 0.735–0.934), подвижного фосфора (r = 0.539–0.972) и подвижного калия (r = 0.532–0.976).
В среднем в севообороте (за 5 лет) содержание нитратного азота в почвах опытного участка под 3-мя культурами составило 29.1 мг/кг при применении минеральной системы удобрения (полной рекомендованной дозы NPK), 17.9 мг/кг – при использовании органической системы удобрения, 29.9 мг/кг – при использовании органо-минеральной системы, содержание подвижного фосфора – соответственно 264, 258, 272 мг/кг, содержание подвижного калия – соответственно 136, 112, 143 мг/кг. Потенциальное плодородие почвы опытного участка за тот же срок характеризовалось следующими содержаниями элементов минерального питания: нитратного азота – 7.8, фосфора подвижного – 224, калия подвижного – 91.7 мг/кг.
Эффективное плодородие почвы опытного участка под 3-мя культурами за севооборот, таким образом, составило: при применении минеральной системы удобрения содержание нитратного азота было равно 21.3 мг/кг, органической – 10.1 мг/кг, органо-минеральной – 22.1 мг/кг, содержание подвижного фосфора – 40.4, 34.1, 47.9 мг/кг соответственно, содержание подвижного калия – 44.4, 20.6, 50.8 мг/кг соответственно.
Установлено, что под морковью и свеклой столовой потенциальное плодородие почвы воспроизводилось при применении минеральной (рекомендованной дозы NPK) и органо-минеральной систем удобрения этих культур, причем урожайность моркови (67–69 т/га), и свеклы (67–68 т/га) при применении этих систем была высокой больше, чем ожидаемая расчетная 60 т/га. Под капустой поздней истощения почвы также не происходило при применении рекомендованной минеральной и органо-минеральной систем удобрения, при этом урожайность 78 и 81 т/га была близкой к ожидаемой расчетной урожайности 80 т/га.
Применение полуторной и двойной дозы минеральных удобрений под капусту позднюю привели к существенному увеличению ее урожайности (85–90 т/га), но при этом значительная часть азота (в среднем за сезон 33–41 мг/кг) в почве оказывалась «лишней» и могла быть безвозвратно утеряна.
Применение половинной дозы минеральных удобрений приводило к истощению почвы по содержанию калия под всеми 3-мя культурами, под капустой поздней – еще и по содержанию азота. Корневые подкормки растений в середине вегетации на основе почвенной и листовой диагностики питания в некоторой степени «смягчали» истощение почвы по содержанию калия и азота. Урожайность моркови и свеклы столовой при этом была достаточно высокой (62–70 т/га), капусты поздней – низкой (≈65 т/га).
Таким образом, наиболее эффективными системами удобрения почвы для получения наивысших урожаев овощных корнеплодов и капусты поздней при одновременном воспроизводстве почвенного плодородия были рекомендованная минеральная и органо-минеральная системы. При этом значительное преимущество имела органо-минеральная система, при ее применении за севооборот в почве сохранялось на 13% больше (в сравнении с минеральной) нитратного азота, на 8% – подвижного фосфора и на 40% – подвижного калия.
作者简介
I. Vasyuchkov
The All-Russian Scientific Research Institute of Vegetable Growing, the Branch branch of the Federal Scientific Center of Vegetable Growing
Email: usp-olga@yandex.ru
俄罗斯联邦, village Vereya, building 500, Ramensky district, Moscow region, 140153
O. Uspenskaya
The All-Russian Scientific Research Institute of Vegetable Growing, the Branch branch of the Federal Scientific Center of Vegetable Growing
编辑信件的主要联系方式.
Email: usp-olga@yandex.ru
俄罗斯联邦, village Vereya, building 500, Ramensky district, Moscow region, 140153
A. Kolomiets
The All-Russian Scientific Research Institute of Vegetable Growing, the Branch branch of the Federal Scientific Center of Vegetable Growing
Email: usp-olga@yandex.ru
俄罗斯联邦, village Vereya, building 500, Ramensky district, Moscow region, 140153
参考
- Журбицкий З.И. Физиологические и агрохимические основы применения удобрений. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 294 с.
- Ковылин В.М., Борисов В.А., Борисова Л.М., Масловский С.А. Влияние систем удобрения в овоще-кормовом севообороте на агрохимические показатели плодородия аллювиальной луговой почвы //Агрохимия. 2004. № 10. С. 14–21.
- Литвинов С.С. Методика полевого опыта в овощеводстве. М.: РАСХН, ВНИИО, 2011. 648 с.
- Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
- Агрохимические методы исследования почв. М.: Наука, 1975. 656 с.
- Кораблева Л.И. Плодородие, агрохимические свойства и удобрение пойменных почв Нечерноземной зоны. М.: Наука, 1969. 278 с.
- Борисов В.А. Удобрение овощных культур. М.: Колос, 1978. 207 с.
- Борисов В.А., Ванеян С.С., Егоров С.С., Ермаков Н.Ф. Пойменное овощеводство. М.: Росагропромиздат, 1991. 223 с.
- Минеев В.Г. Практикум по агрохимии. М.: Изд-во МГУ, 2001. 689 с.
补充文件
