METHODS OF APPLICATION OF PHOSPHORUS FERTILIZER: IN STOCK OR ANNUALLY?

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Optimization of the use of limited raw materials for the production of phosphorous fertilizers is recognized as the most important problem of our time. Substantiation of the dose and method of application of phosphorus fertilizer (PF), correction of the technology of its application are one of the ways to solve this problem. The effectiveness of the annual and reserve methods of applying PF to soils with different phosphate stocks was compared. The soil is old–arable leached medium-acre chernozem. The soil was sampled in the Central forest-steppe of the Novosibirsk region. on 2 sites, which differed in the composition of the soil-forming rocks and, accordingly, in the amount of phosphate stock. In soil 1, the total phosphorus content was 1.4 times higher than in soil 2, and the Ca-PIII fraction was about 2 times higher with lower Ca-PII fraction values. The soils are highly humic, with a content of exchangeable potassium up to 140 mg/kg, mobile phosphorus (according to Chirikov) – up to 215 mg/kg. In the vegetation experiment, 5 cycles of spring wheat cultivation were carried out before the earing phase in the KKR-001 artificial climate chamber. Experience options: N50K50 (background), N50K50 + P40 (single use), N50K50 + P40+40+40 (annual deposit), N50K50 + +P120 (stock deposit). The biomass of wheat during the application of P40+40+40 in cycle 3 was about 20% higher than that of P120, so the phosphorus deposited in the reserve was immobilized by the soil. Phosphorus removal in cycles 1 and 2, when adding P120 to the reserve, exceeded the other options by about 50%, in cycle 3 it was 30% less than the option P40+40+40, so the potential for adding phosphorus to the reserve by the end of cycle 3 was exhausted. In cycles 4 and 5, with a significant decrease in the removal of the element, the differences between the variants were leveled. The utilization rate of phosphorus fertilizer was maximal in cycle 1 and decreased significantly (by 2–3 times) in subsequent cycles, regardless of the method of its application and the soil. When studying the effect of fertilizers (1–3 growing cycles), an increase in the phosphorus content in the mobile fractions of the soil was observed, an increase in the number of CFU phosphatemobilizing microorganisms with suppression of phosphatase activity. It was concluded that, regardless of the soil properties, in order to increase the economic efficiency of agrocenosis, it is advisable to apply РF annually (to provide plants with phosphorus), to increase the soil’s phosphorus supply, the studied methods of applying fertilizers were equivalent and ineffective.

About the authors

S. A. Kolbin

Siberian Federal Scientific Center of Agro-Bio Technologies RAS; Institute of Soil Science and Agrochemistry, SB of RAS

Email: Danilova7alb@yandex.ru
Tsentralnaya ul., 26, Novosibirsk region, r.p. Krasnoobsk 633501, Russia; prosp. Lavrentieva 8/2, Novosibirsk 630090, Russia

G. I. Tkachenko

Siberian Federal Scientific Center of Agro-Bio Technologies RAS

Email: Danilova7alb@yandex.ru
Tsentralnaya ul., 26, Novosibirsk region, r.p. Krasnoobsk 633501, Russia

A. A. Danilova

Siberian Federal Scientific Center of Agro-Bio Technologies RAS; Siberian Research Institute of Plant Cultivation and Breeding – Branch of Institute of Cytology and Genetics, SB RAS

Email: Danilova7alb@yandex.ru
Tsentralnaya ul., 26, Novosibirsk region, r.p. Krasnoobsk 633501, Russia; ul. C-100 21, Novosibirsk region r.p., Krasnoobsk 630501, Russia

A. G. Rakhlenko

Siberian Federal Scientific Center of Agro-Bio Technologies RAS

Author for correspondence.
Email: Danilova7alb@yandex.ru
Tsentralnaya ul., 26, Novosibirsk region, r.p. Krasnoobsk 633501, Russia

References

  1. Van Vuuren D.P., Bouwman A.F., Beusen A.H. Phosphorus demand for the 1970–2100 period: a scenario analysis of resource depletion // Global Environ. Change. 2010. V. 20(3). P. 428–439. https:// doi.org/10.1016/j.gloenvcha.2010.04.004
  2. Yu X., Keitel C., Dijkstra F.A. Global analysis of phosphorus fertilizer use efficiency in cereal crops // Global Food Security. 2021. V. 29. 100545. https://doi.org/10.1016/j.gfs.2021.100545
  3. Li B., Ng S.J., Han J.-С., Li M., Zeng J., Guo D., Zhou Y., He Z., Wu X., Huang Y. Network evolution and risk assessment of the global phosphorus trade // Sci. Total Environ. 2023. V. 860. № 20. 160433. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.160433
  4. Tilman D., Balzer C., Hill J., Befort B.L. Global food demand and the sustainable intensification of agriculture // Proc. Nat. Acad. Sci. Unit. States Am. 2011. V. 108(50). P. 20260–20264. https://doi.org/10.1073/pnas.1116437108
  5. McDowell R.W., Pletnyakov P., Haygarth P.M. Phosphorus applications adjusted to optimal crop yields can help sustain global phosphorus reserves // Nat. Food. 2024. V. 5. P. 332–339. https://doi.org/10.1038/s43016-024-00952-9
  6. Колбин С.А., Данилова А.А., Рахленко А.Г. Оптимальные дозы фосфорных удобрений для зерновых агроценозов Приобья // Агрохимия. 2024. № 8. С. 19–26. https://doi.org 10.31857/S0002188124080032
  7. Sattari S.Z., Bouwman A.F., Martinez Rodrı´guez R., Beusen A.H.W., van Ittersum M.K. Negative global phosphorus budgets challenge sustainable intensification of grasslands // Nat. Commun. 2016. V. 7(1). P. 10696. doi: 10.1038/ncomms10696
  8. Hu W., Li С.-h., Ye C., Wang J., Wei W., Deng Y. Research progress on ecological models in the field of water eutrophication: CiteSpace analysis based on data from the ISI web of science database // Ecol. Model. 2019. V. 410. 108779. https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2019.108779
  9. Moal M.L., Gascuel-Odoux C., Ménesguen A., Souchon Y., Étrillard C., Levain A., Moatar F., Pannard A., Philippe Souchu P., Lefebvre A., Gilles Pinay G. Eutrophication: A new wine in an old bottle? // Sci. Total Environ. 2019. V. 651. P. 1–11.
  10. Волынкина О.В., Волынкин В.И., Кириллова Е.В., Копылов А.Н. Системы удобрения в агротехнологиях Зауралья. Куртамыш: ООО «Куртамышская типография», 2017. 284 с.
  11. Агрохимические методы исследования почв. М.: Наука, 1975. 656 с.
  12. Николов Н.A. 9-th World Fertilizer Congress Proceedings. Budapest, 1984. P. 274.
  13. Методические указания по отбору проб растений, определению в них азота, фосфора и калия. М.: ЦИНАО, 1980. 55 с.
  14. Сорокин О.Д. Прикладная статистика на компьютере. Новосибирск: СО РАСХН, 2008. 217 с.
  15. Ткаченко Г.И. Методы почвенной диагностики фосфорного питания в Новосибирском При- обье // Сибир. вестн. с.-х. науки. 2024. № 12. C. 15–21. doi: 10.26898/0370-8799-2024-12-2
  16. Данилова А.А., Ткаченко Г.И., Колбин С.А. Фосфатный фонд почвы и отклик ее живой фазы на внесение фосфора // Вестн. Омск. ГАУ. 2022. № 3. С. 70–78. doi: 10.48136/2222-036420223
  17. Сычев В.Г., Шафран С.А., Виноградова С.Б. Плодородие почв России и пути его регулирования // Агрохимия. 2020. № 6. С. 3–13. doi: 10.31857/S0002188120060125
  18. Кирюшин В.И. Минеральные удобрения как ключевой фактор развития сельского хозяйства и оптимизации природопользования // Достиж. науки и техн. АПК. 2016. Т. 30. № 3. С. 19–25.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».