Влияние фосфорных и магниевых удобрений на минеральное питание и урожайность озимой пшеницы в зависимости от известкования дерново-подзолистой почвы

Полный текст

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: рН_KCl 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 (рН_KCl 4.7) и слабокислой (рН_KCl 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 (рН_KCl 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 (рН_KCl 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 (рН_KCl 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.

Об авторах

Н. А. Кирпичников

Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии им. Д.Н. Прянишникова

Email: kzuek@yandex.ru
Россия, 127550 Москва, ул. Прянишникова, 31а

С. П. Бижан

Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии им. Д.Н. Прянишникова

Автор, ответственный за переписку.
Email: kzuek@yandex.ru
Россия, 127550 Москва, ул. Прянишникова, 31а

В. В. Трибельгорн

Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии им. Д.Н. Прянишникова

Email: kzuek@yandex.ru
Россия, 127550 Москва, ул. Прянишникова, 31а

Список литературы

Дополнительные файлы