Effect of Phosphorus and Magnesium Fertilizers on Mineral Nutrition and Yield of Winter Wheat depending on Liming of Sod-Podzolic Soil

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

In long-term field experience on strongly acidic, poorly cultivated sod-podzolic soil, high efficiency of phosphorus fertilizers combined with magnesium and liming in the cultivation of winter wheat of the Moskovskaya 56 variety was revealed. Under these conditions, the content of nitrogen, phosphorus and magnesium in plants in the flowering phase increased. Improving the mineral nutrition of plants in this case provided the highest yield (75.3 c/ha), exceeding the background level of nitrogen-potassium fertilizers by 2.7 times, the payback of mineral fertilizers (NPK) increased by 2.5 times, reaching 16.7 kg/kg. The use of phosphorus fertilizers on highly acidic soil increased yields by 65% at 27.5 c/ha against the background of nitrogen-potassium fertilizers. On calcified soil with a slightly acidic reaction of the medium, the yield from the use of phosphorus fertilizers increased by 19% compared to the background of 58.1 kg/ha. Yield increases when using magnesium fertilizers against the background of full fertilizer (NPK) decreased as soil acidity decreased and were significant: on medium acidic soil – 4.9 and slightly acidic – 6.1 c/ha. At the maximum yield of winter wheat, due to the use of phosphorus and magnesium fertilizers and a decrease in the acidity of sod-podzolic soil, the removal of nutrients by the winter wheat harvest increased: nitrogen – by 3.5, phosphorus – 3.7, potassium and magnesium – 3 times.

Толық мәтін

ВВЕДЕНИЕ

При известковании, оптимальном и сбалансированном применении минеральных удобрений и других средств химизации, как показали результаты многих исследований, существенно повышается урожайность озимой пшеницы [1–5]. В интенсивных технологиях возделывания озимой пшеницы наряду с другими элементами питания повышается потребность растений и в магнии [6]. Необходимость применения магниевых удобрений связана с большими потерями магния от инфильтрации при промывном режиме почв в зоне Нечерноземья, а также с увеличением площадей пашни со слабой его обеспеченностью [7, 8]. Эффективность магниевых удобрений зависит от гранулометрического состава почвы, агрохимических свойств, содержания подвижного магния в почве [9]. Цель работы – изучение в длительном полевом опыте влияния фосфорных и магниевых удобрений на содержание элементов питания в фазе цветения растений и их выноса урожаем озимой пшеницы сорта Московская 56 в зависимости от известкования дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование проводили в длительном полевом опыте СШ-27, заложенном в 1966 г. на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве Центральной опытной станции ВНИИА (Московская обл.).

Исходная почва была слабоокультуренной: рНKCl 3.9–4.2, сумма поглощенных оснований – 7.5– 8.2 ммоль-экв/100 г почвы (по Каппену), гидролитическая кислотность – 4.9–5.2 ммоль-экв/100 г почвы (по Каппену–Гильковицу), степень насыщенности основаниями – 57–63%, содержание гумуса – 1.50%, подвижных форм фосфора и калия (по Кирсанову) – 30–70 и 112–115 мг/кг соответственно, подвижного алюминия (по Соколову) – 45–60 мг/кг.

Севооборот в настоящее время (13-я ротация) – горох на сидерат, озимая пшеница, яровой ячмень.

При периодическом известковании дозами 11.5 и 23 т CaCO3/га (за весь период) почва в 12-й ротации стала среднекислой (рНKCl 4.7) и слабокислой (рНKCl 5.4). Систематическое применение фосфорных и калийных удобрений повысило к этому времени содержание подвижных форм фосфора и калия в почве до 140–157 и 152–170 мг/кг соответственно.

Анализы биомассы растений проводили согласно ГОСТам: содержание общего азота определяли по Кьельдалю (ГОСТ 13996.4-93), фосфора – ГОСТ 26657-97, калия – ГОСТ 30504097, магния – атомно-эмиссионным методом (ПНДФ 16.2:2.371.2011).

Агротехника – принятая в Московской обл. В качестве общего фона вносили гербициды, фунгициды, ретарданты. Подробная методика изложена в [10].

Статистические данные обрабатывали дисперсионным методом по программе Stat VIVA.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Метеорологические условия и изменения агрохимических свойств дерново-подзолистой почвы оказали влияние на накопление сухой фитомассы озимой пшеницы в фазе цветения растений (табл. 1).

 

Таблица 1. Сухая фитомасса растений озимой пшеницы в зависимости от применения удобрений и известкования, г/м2 (фаза цветения)

Вариант

2021 г.

2022 г.

2023 г.

Среднее за 3 года

Без известкования (рНKCl 4.0)

Без удобрений

510

650

690

617

N120K90

530

656

686

624

N120P90K90

820

1120

1190

1010

N120P90K90 + Mg

842

1140

1200

1060

Известкование 11.5 т CaCO3/га (рНKCl 4.7)

N120K90

810

1100

1180

1030

N120P90K90

1100

1370

1430

1300

N120P90K90 + Mg

1180

1420

1480

1360

Известкование 23.0 т CaCO3/га (рНKCl 5.4)

N120K90

1150

1290

1390

1280

N120P90K90

1420

1530

1640

1540

N120P90K90 + Mg

1470

1680

1700

1620

 

Минимальная величина фитомассы сформировалась в контрольном варианте и внесении азотно-калийных удобрений особенно в 2021 г., когда сложились менее благоприятные метеорологические условия. Применение фосфорных удобрений повышало сухую биомассу при сильнокислой почве (рНKCl 4.0) в среднем за 3 года на 62%, в большей степени (на 70%) в благоприятные 2022 и 2023 гг. На известкованной почве, особенно при высокой дозе (23 т/ га), когда почва стала слабокислой, эффективность фосфорных удобрений снижалась в связи с улучшением обеспеченности растений фосфором за счет извести, которая увеличивала сухую массу в 2 раза по сравнению с фоном азотно-калийных удобрений. При внесении магниевых удобрений отмечено дальнейшее увеличение сухой биомассы озимой пшеницы. Их эффективность была относительно высокой на известкованной почве при применении 23 т/га и слабокислой реакции среды – прибавка составляла 80 г/м2. Применение фосфорных удобрений с магниевыми при известковании высокой дозой вызвало увеличение содержания азота и фосфора, в большей мере – магния в сухой биомассе озимой пшеницы (табл. 2).

 

Таблица 2. Содержание элементов питания в сухой биомассе озимой пшеницы (фаза цветения)

Вариант

N, %

P2O5, %

K2O, %

MgO, мг/кг

1

2

1

2

1

2

1

2

Без известкования (рНKCl 4.0)

Без удобрений

2.51

2.63

0.82

0.59

0.54

0.85

907

516

N120K90

2.56

2.70

0.68

0.57

0.46

0.98

780

481

N120P90K90

2.37

2.60

0.71

0.67

0.50

0.80

816

576

N120P90K90 + Mg

2.40

2.68

0.70

0.69

0.48

0.80

820

589

Известкование 11.5 т CaCO3/га (рНKCl 4.6)

N120K90

2.44

2.65

0.67

0.62

0.47

0.90

832

553

N120P90K90

2.43

2.60

0.72

0.76

0.51

1.02

833

591

N120P90K90 + Mg

2.48

2.70

0.72

0.70

0.50

1.00

839

620

Известкование 23.0 т CaCO3/га (рНKCl 5.4)

N120K90

2.83

2.90

0.74

0.69

0.61

1.18

903

569

N120P90K90

2.72

2.87

0.76

0.80

0.52

1.05

933

648

N120P90K90 + Mg

2.79

2.98

0.76

0.79

0.50

1.00

941

679

Примечание. в графе 1 – 2022, 2 – 2023 г.

 

Уменьшение доступности магния в сильнокислой почве в варианте NK очевидно было связано с присутствием больших количеств ионов-антагонистов H, Al, Mn, Fe и др. сопутствующих ионов сильнокислой почвы [7, 10, 11]. Условия минерального питания оказали существенное влияние на урожайность озимой пшеницы интенсивного сорта Московская 56 (табл. 3).

 

Таблица 3. Влияние фосфорных и магниевых удобрений на урожайность озимой пшеницы в зависимости от известкования, ц/га

Вариант

2021 г.

2022 г.

2023 г.

Среднее за 3 года

Окупаемость NPK зерном, кг/кг

Без известкования (рНKCl 4.0)

Без удобрений

18.3

25.5

31.8

25.2

–

N120K90

18.0

25.7

38.7

27.5

–

N120P90K90

34.7

44.9

56.4

45.3

6.7

N120P90K90 + Mg

37.0

47.4

61.4

48.6

7.8

Известкование 11.5 т CaCO3/га (рНKCl 4.6)

N120K90

34.3

47.2

56.4

46.0

–

N120P90K90

46.9

63.5

73.0

61.1

12.0

N120P90K90 + Mg

51.9

67.0

79.2

66.0

13.6

Известкование 23.0 т CaCO3/га (рНKCl 5.4)

N120K90

45.7

58.4

70.1

58.1

–

N120P90K90

56.0

71.6

79.9

69.2

14.7

N120P90K90 + Mg

61.8

76.8

87.4

75.3

16.7

НСР05

3.2

3.9

2.6

–

–

 

Внесение фосфорных удобрений в сильнокислую почву повысило урожайность в среднем на 65% при 27.5 ц/га на фоне азотно-калийных удобрений. На известкованной почве прибавки от фосфорных удобрений снижались, на фоне низкой дозы извести средняя прибавка урожайности составила 33, на фоне высокой – 19% при урожайности на фоне азотно-калийных удобрений 46.0 и 58.1 ц/га соответственно. Уменьшение прибавок от фосфорных удобрений на известкованной почве было обусловлено улучшением минерального питания, в том числе фосфорного, за счет самой извести, особенно большой дозы; средняя урожайность при этом удваивалась по сравнению с фоном азотно-калийных удобрений. Наиболее эффективно влияло известкование в менее благоприятном 2021 г., когда урожайность зерна увеличивалась в 2.5 раза, что было отмечено также в работе [8].

Эффективность магниевых удобрений зависела от известкования. Наиболее высокий эффект от их применения получен на фоне высокой дозы извести 23.0 т/га, когда почва обладала слабокислой реакцией среды (рНKCl 5.4) – дополнительная существенная прибавка в данном случае составила в среднем 6.1 ц/га. Максимальная урожайность озимой пшеницы (75.3 ц/га в среднем) в наиболее благоприятном 2023 г. (87.4 ц/га) формировалась при применении полного минерального удобрения с использованием магниевых удобрений на известкованной почве со слабокислой реакцией почвенной среды. Окупаемость удобрений прибавкой зерна в данном случае повышалась в 2.5 раза и достигала 16.7 кг/кг. Урожайность озимой пшеницы определялась структурой ее урожая (табл. 4).

 

Таблица 4. Элементы структуры урожая озимой пшеницы сорта Московская 56

Вариант

Число зерен в колосе, шт.

Масса 1000 зерен, г

Кхоз

2023 г.

среднее за 3 года

2023 г.

среднее за 3 года

Без известкования (рНKCl 4.0)

Без удобрений

20.3

19.4

49.3

43.0

0.46

N120K90

22.1

20.3

50.1

43.3

0.46

N120P90K90

29.5

26.8

49.2

44.9

0.47

N120P90K90 + Mg

30.0

27.1

49.8

45.3

0.48

Известкование 11.5 т CaCO3/га (рНKCl 4.6)

N120K90

29.2

25.6

49.6

45.3

0.46

N120P90K90

30.4

28.3

49.7

46.3

0.48

N120P90K90 + Mg

32.3

29.4

49.9

46.6

0.49

Известкование 23.0 т CaCO3/га (рНKCl 5.4)

N120K90

30.1

28.1

49.8

47.2

0.48

N120P90K90

32.1

30.3

50.5

48.2

0.49

N120P90K90 + Mg

33.4

31.2

52.1

49.1

0.50

НСР05

1.2

–

3.9

–

–

 

Число зерен в колосе изменялось в зависимости от варианта: с 19.4 до 31.7 шт. в среднем, в наиболее благоприятном 2023 г. – с 20.3 до 33.4 шт. Этот показатель структуры в среднем повышался на 60% и достигал максимальной величины при совместном внесении фосфорных и магниевых удобрений на известкованной почве дозой 23 т CaCO3/ га. Масса 1000 зерен находилась также в прямой зависимости от урожайности озимой пшеницы. При максимальной урожайности в варианте с применением всех изученных удобрений этот показатель увеличивался в среднем на 15%. Такая же закономерность действия удобрений также отмечена в отношении хозяйственного коэффициента урожайности (Кхоз), что свидетельствовало о положительном их влиянии в большей степени на основную часть урожая (зерно), чем на побочную (солома). Вынос элементов питания урожаем озимой пшеницы значительно повышался при внесении фосфорных удобрений, особенно в сочетании с магниевыми удобрениями и известковании почвы высокой дозой мелиоранта (табл. 5).

 

Таблица 5. Вынос элементов питания озимой пшеницей (зерно + солома) (среднее за 2021–2023 гг.), кг/га

Вариант

N

Р2О5

K2О

MgO

Без известкования (рНKCl 4.0)

Без удобрений

56.0

20.9

44.2

7.6

N120K90

56.7

21.0

43.1

7.5

N120P90K90

110

39.4

75.3

13.1

N120P90K90 + Mg

117

43.9

81.6

14.6

Известкование 11.5 т CaCO3/га (рНKCl 4.6)

N120K90

111

41.5

77.3

13.9

N120P90K90

161

58.9

103

18.4

N120P90K90 + Mg

171

66.1

113

19.9

Известкование 23.0 т CaCO3/га (рНKCl 5.4)

N120K90

145

56.5

97.3

15.7

N120P90K90

191

70.3

125

20.7

N120P90K90 + Mg

204

77.1

135

22.6

 

По сравнению с фоном N120K90 потребление возросло: азота – в 3.5, фосфора – в 3.7, калия и магния – в 3 раза. Столь высокая обеспеченность растений азотом была обусловлена не только внесением минерального азота, но и биологическим при наличии в севообороте бобовой культуры (гороха) на зеленое удобрение. Баланс фосфора и магния был положительным даже при максимальном потреблении этих элементов растениями и составил 117 и 130% соответственно. В расчете на 1 т урожая озимой пшеницы вынос азота и фосфора при внесении удобрений несколько повышался и составил в варианте с применением полного удобрения с магниевыми на известкованной в дозе 23 т CaCO3/га почве 27.0 и 10.3 кг при выносе в контроле соответственно 22.4 и 8.5 кг. Удельный вынос калия и магния при этом практически не изменялся.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в многолетнем полевом опыте на слабоокультуренной дерново-подзолистой почве выявлено положительное влияние фосфорных удобрений в сочетании с магниевыми и известкованием на содержание в биомассе озимой пшеницы сорта Московская 56 азота, фосфора и магния в фазе цветения. Улучшение минерального питания растений на известкованной почве при слабокислой реакции среды (рНKCl 5.4) обеспечило максимальную урожайность (75.3 ц/га) по сравнению с 27 ц/га на фоне применения N120K90 на неизвесткованной почве. Также увеличилась окупаемость минеральных удобрений (вариант N120P90K90) в 2.5 раза. При улучшении минерального питания за счет известкования прибавки урожайности от применения фосфорных удобрений на известкованной почве снижались по сравнению с прибавкой, полученной на сильнокислой неизвесткованной почве с 65 до 19%. Эффективность магниевых удобрений по мере снижения кислотности почвы повышалась и достигала 10% на слабокислой почве. При достижении максимальной урожайности озимой пшеницы вынос элементов питания увеличился: азота – в 3.5, фосфора – в 3.7, калия имагния – в 3 раза по сравнению с фоном азотно-калийных удобрений и сильнокислой почвы.

×

Авторлар туралы

N. Kirpichnikov

D.N. Pryanishnikov All-Russian Scientific Research Institute of Agrochemistry

Email: kzuek@yandex.ru
Ресей, ul. Pryanishnikova 31a, Moscow 127550

S. Bizhan

D.N. Pryanishnikov All-Russian Scientific Research Institute of Agrochemistry

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: kzuek@yandex.ru
Ресей, ul. Pryanishnikova 31a, Moscow 127550

V. Tribelgorn

D.N. Pryanishnikov All-Russian Scientific Research Institute of Agrochemistry

Email: kzuek@yandex.ru
Ресей, ul. Pryanishnikova 31a, Moscow 127550

Әдебиет тізімі

  1. Милащенко Н.З., Шкуркин С.И., Чернова Л.С., Трушкин С.В. Агрохимические и агротехнические требования к системам зональных технологий производства продовольственного зерна пшеницы // Плодородие. 2022. № 4. С. 3–5.
  2. Сандухадзе Б.И., Мамедов Р.З., Афанасьев Р.А., Коваленко А.А. Факторы урожайности озимой пшеницы в условиях Нечерноземья // Плодородие. 2021. № 3. С. 66–70.
  3. Вильдфлуш И.Р. Оптимизация системы удобрения сельскохозяйственных культур при комплексном применении макро- и микроудобрений, регуляторов роста и бактериальных препаратов: рекоменд. Горки: БГСХА, 2017. 34 с.
  4. Алиев А.М., Самойлов Л.Н., Цимбалист Н.И. Эффективность комплексного применения средств химизации в Нечерноземной зоне (итоги 55 лет исследований в длительном полевом опыте) // Агрохимия. 2016. № 2. С. 20–30.
  5. Ваулина Г.И., Алиев А.М. Разработка эффективных блоков химизации в полевом севообороте на дерново-подзолистой суглинистой почве Центрального района Нечерноземной зоны Российской Федерации. Вып. 2. М.: ВНИИА, 2012. С. 68–87.
  6. Аристархов А.Н. Оптимизация полиэлементного состава в агроэкосистемах России. Эколого-агрохимическая оценка состояния дефицита, резервов, способов и средств его устранения / Под ред. В.Г. Сычева. М.: ВНИИА, 2019. С. 201–245.
  7. Небольсин А.Н., Небольсина З.П. Теоретические основы известкования почв. СПб.: ЛНИИСХ, 2009. С. 90–118.
  8. Шильников И.А., Сычев В.Г., Зеленов Н.А., Аканова Н.И., Федотова Л.С. Известкование как фактор урожайности и почвенного плодородия. М.: ВНИИА, 2008. 340 с.
  9. Кулаковская Т.Н. Оптимизация агрохимической системы почвенного питания растений. М., 1990. 218 с.
  10. Бижан С.П. Влияние совместного применения фосфорных и магниевых удобрений на фоне азотно-калийных на урожайность, качество и вынос элементов питания яровым ячменём в зависимости от кислотности дерново-подзолистой почвы // Агрохимия. 2023. № 6. С. 39–46.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© The Russian Academy of Sciences, 2024

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».