The effect of long-term use of organic and mineral fertilizers in the agrocenoses of the Komi Republic

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The stationary field experiment in soddy-podzolic sandy loam verified the effect of organic and mineral fertilizers and their combinations on the potato productivity. Additionally, the properties of soddy-podzolic sandy loam in conditions of six-field fodder crop rotation were analyzed. The complex application of fertilizers was found to have the maximum effect on the agrochemical properties of the soil and its productivity. For example, the content of humus increased by 0.4 %, mobile phosphorus – by 120 mg/kg. Simultaneously, the exchangeable and hydrolytic soil acidity, as well as the amount of exchangeable potassium, decreased. The complex application of organic and mineral fertilizers, especially in high doses, increased average potato yields and quality. The average yield of 5.5 t potato dry matter of high quality/ha was obtained on the application of 80 t/ha of peat-manure compost and a full dose of mineral fertilizers (N60P30K180).

Full Text

Введение

Известно, что лето в Республике Коми (далее – РК) – достаточно короткое и холодное, а весной и осенью заморозки начинаются очень рано. Это приводит к тому, что темпы роста различных растений замедляются, понижается потребление питательных веществ [1]. В исследуемой местности пахотные угодья состоят из дерново-подзолистых почв, которые характеризуются значительным уровнем кислотности, что вызывает минимальные показатели по плодородию [2]. Когда объемы использования химикатов, удобрений резко сокращаются, то почвы тут же начинают деградировать. Это проявляется в снижении почвенного органического вещества (далее – ПОВ), а также питательных веществ. Наконец, ухудшаются химические, физические свойства почв. Для воспроизведения агроценозов в РК необходимо направить средства на совершенствование технологий хранения, а также воспроизводства почвенного плодородия. Рекомендуется также выращивать исключительно такие сельскохозяйственные культуры, которые приспособлены к климатическим, а также почвенным условиям региона [3, 4]. Не менее продуктивным мероприятием считается отказ от зонального земледелия в пользу ландшафтно-адаптивного. Производство кормов нужно биологизировать [5–7].

Принимая во внимание тот факт, что минеральные удобрения стоят достаточно дорого и их не всегда хватает, при увеличении почвенного плодородия нужно наращивать севообороты, которые имеют максимальную степень насыщенности одно- и многолетними травами. В таком случае без особых затрат при перестроении корневых пожнивных остатков можно повысить продуктивность агроценозов, а качество продукции будет высоким [8–12]. Проведенные исследования, связанные с анализом использования минеральных и органических удобрений в кормовом севообороте в рамках Института агробиотехнологий ФИЦ Коми НЦ УрО РАН (далее – Институт), проводятся вот уже более 40 лет [4, 9]. Считается, что данный подход весьма важный резерв в плане обеспечения воспроизводства, а также плодородия, продуктивности дерновых, подзолистых почв в плане адаптивно ландшафтной системы земледелия РК. В рамках земледелия центральный компонент – это севообороты, которые насыщаются одно- и многолетними травами; это основа, на базе которой осуществляются многочисленные агрономические мероприятия (удобрение, система обработки почвы; мероприятия, направленные на борьбу с почвенной эрозией и т. д.).

Цель настоящего исследования – определение воздействия от комплексного использования удобрений на плодородие вспахиваемых почв, а также качества и продуктивности культур в шестипольном кормовом севообороте в условиях Севера.

Материалы и методы

На землях Института проведены комплексные исследования. С 1978 г. ведется длительный эксперимент с удобрениями в кормовом севообороте по методике ВИУА имени Д. Н. Прянишникова – согласно географической сети опытов с удобрениями. Установлено, что на исследуемом участке почва сильно подзолистая легкосуглинистая, с включениями покровных суглинков. В 1978 г. эксперимент был начат, тогда зафиксировано 2.1–2.5 % гумуса; pHKCl – 4.8–5.6; общее количество поглощенных оснований составляло 10.3–16.8 ммоль/100 грамм почвы. Кроме того, подвижного фосфора и калия было 220 и 165 мг/кг почвы соответственно.

Специалисты с 1978 по 2022 г. проводили мониторинг и анализ воздействия различных доз минеральных удобрений и двух доз органических удобрений – 40 и 80 т/га, на плодородие почв и рост картофеля в кормовом шестипольном севообороте. В рамках проводимого исследования чередовали такие культуры, как картофель, одно- и многолетние травы. Органические удобрения в виде торфяно-навозного компоста (далее – ТНК) применяли с 1978 по 2018 г. По полученным результатам в 2018 г. отмечали снижение гидрологической и обменной кислотности на фоне использования минеральных удобрений. Кроме того, в почву вносили известняковую муку до состояния 100 % гидролитической кислотности в количестве 8 т/га.

 

Схема опыта

1. Контроль

5. ТНК40 т/га (фон 1)

9. ТНК80 т/га (фон 2)

2. N₂₀P₁₀K₆₀ (1/3 NPK)

6. фон 1 + 1/3NPK

10. фон 2 + 1/3NPK

3. N₃₀P₁₅K₉₀ (1/2 NPK)

7. фон 1 + 1/2NPK

11. фон 2 + 1/2NPK

4. N₆₀P₃₀K₁₈₀ (1 NPK)

8. фон 1 + 1NPK

12. фон 2 + 1NPK

 

Полученные расчетные показатели для картофеля при плановом уровне урожайности 15 т/га: N20P10K60 (1/3 дозы), N30P15K90 (1/2 дозы), N60P30K180 (полная расчетная доза) кг/га д.в. на 1 га. Площадь опытной делянки – 100 м2 (12.5х8), повторность опыта – четырехкратная, площадь участка под опытом – 4800 м2.

Лабораторные, а также полевые исследования

Проведение фенологических наблюдений по фазам развития растений; учет урожая картофеля в момент отмирания ботвы; определение кормовых веществ и сухого вещества (согласно итогам проведения химического анализа растений). При исследовании урожая картофеля работы велись согласно методикам, принятым в аграрно-химической службе. Энергетическую эффективность удобрений рассчитывали по рекомендациям [12, 13]. Выбор образцов почв с пахотного горизонта на опытных участках будут осуществлять после того, как с земли извлекут клубни картофеля. Сбор проводят на 80–85-й день от момента посадки.

На станции химизации «Сыктывкарская», а также в Институте в картофельных клубнях выявляли некоторые биохимические показатели. Так, сухое вещество определяли на основании термостатно-весового метода (105 ⁰С); крахмал – с помощью поляриметрического метода Эверса; количество общего азота установили благодаря фонометрическому индофенольному методу и т. д.

Параметры кислотности в почвенных образцах по солевым вытяжкам, гидролитической кислотности осуществляли ионометрическим способом с применением анализатора жидкости Эксперт 001. Обменную кислотность определяли с помощью титриметрического метода А. В. Соколова. Для определения количества гумуса задействован метод И. В. Тюрина с модификацией В. И. Симакова. Наконец, фракционно-групповой состав гумуса в ходе экспериментальной работы установили методом Пономаревой-Плотниковой.

Результаты и их обсуждение

При совместном использовании минеральных и органических удобрений на протяжении значительного промежутка времени установлено сильное воздействие на аграрно-химические параметры дерново-подзолистой среднеокультуренной почвы (табл. 1).

 

Таблица 1. Действие органических и минеральных удобрений на агрохимические свойства почвы (0–20 см), 1978–2022 гг.

Table 1. The effect of organic and mineral fertilizers on the agrochemical soil properties (0–20 cm), 1978-2022

Вариант

Гумус, %

Hr, ммоль/100 г почвы

0хх

1

2

3

4

5

6

7

8

Сред.

0хх

1

2

3

4

5

6

7

8

Без удобрений

(контроль)

2.1

2.0

2.0

1.9

2.1

2.1

2.1

2.6

2.7

2.2

3.1

3.5

3.3

3, 4

3.3

3.3

5.4

2.0

2.8

1/3 NPK

2.3

2.4

2.3

2.4

2.3

2.3

2.2

2.8

2.4

2.4

3.7

3.6

3.6

3.6

3.7

3.7

3.5

5.1

2.6

1/2 NPK

2, 5

2, 4

2.4

2.5

2.4

2.4

2.3

2.9

2.4

2.5

3.4

3.1

3.2

3.4

3.3

3.4

3.6

5.1

2.4

1 NPK

2.5

2.4

2.4

2.5

2.5

2.5

2.4

2.7

2.1

2.5

3.4

4.3

4.0

3.5

3.4

3.5

5.3

1.9

2.4

THK 40 т/га – фон 1

2.5

2.6

2.5

2.6

2.7

2.8

2.7

2.8

2.4

2.6

3.7

3.4

3.5

3.4

3.3

3.2

4.8

2.2

2.5

фон 1 + 1/3 NPK

2.4

2.6

2.4

2.5

2.6

2.7

2.6

2.6

2.6

2.6

3.7

3.3

3.2

3.3

3.4

3.3

5.0

1.7

2.6

фон 1 + 1/2 NPK

2.4

2.6

2.5

2.6

2.6

2.6

2.7

2.8

2.6

2.7

3.4

3.3

3.2

3.3

3.2

3.1

5.1

2.1

2.2

фон 1 + 1 NPK

2.1

2.6

2.5

2.6

2.6

2.7

2.5

3.0

2.5

2.6

4.2

3.6

3.7

3.6

3.8

3.9

4.9

2.1

2.2

THK 80 т/га – фон 2

2.4

2.7

2.6

2.7

2.7

2.8

2.8

3.5

2.6

2.8

3.8

3.4

3.5

3.4

3.6

3.7

4.6

2.0

1.9

фон 2 + 1/3 NPK

2.0

2.7

2.6

2.6

2.5

2.6

2.4

3.6

2.3

2.8

3.9

2.9

3.3

3.4

3.6

3.7

4.8

1.9

1.8

фон 2 + 1/2 NPK

2.6

2.7

2.6

2.7

2.7

2.9

2.9

3.1

2.4

2.8

4.4

3.2

3.4

3.5

3.7

3.8

4.6

0.7

1.1

фон 2 + 1 NPK

2.3

2.7

2.7

2.6

2.8

3.0

2.6

3.2

2.8

2.8

3.6

3.3

3.4

3.5

3.3

3.5

4.7

0.6

0.6

HCP0, 5

0.24

0.26

0.25

0.26

0.27

0.28

0.26

0.30

0.3

0, 31

0.37

0.34

0.33

0.34

0.36

0.37

0.48

0.31

0.3

 

Продолжение таблицы 1

Без удобрений

(контроль)

5.5

5.0

5.1

5.3

5.2

5.2

4.1

5.8

5.2

5.1

223

198

215

220

214

208

165

266

302

201

1/3 NPK

5.6

4.9

5.0

5.2

5.1

5.3

4.4

5.3

5.3

5.1

193

204

225

240

280

315

195

285

293

255

1/2 NPK

5.6

5.0

5.2

5.2

5.3

5.3

4.5

5.4

5.4

5.2

187

304

410

420

392

386

217

260

286

334

1 NPK

5.4

4.8

5.1

5.2

5.0

5.2

4.4

5.7

5.7

5.1

201

364

424

540

415

364

235

234

311

361

THK 40 т/га – фон 1

5.2

5.3

5.2

5.3

5.3

5.4

4.5

5.5

5.5

5.3

211

234

288

310

344

402

187

309

347

303

фон 1 + 1/3 NPK

5.3

5.0

5.1

5.3

5.4

5.5

4.4

5.8

5.8

5.2

211

262

335

360

392

421

204

332

306

326

фон 1 + 1/2 NPK

5.2

4.9

5.1

5.2

5.4

5.5

4.5

5.9

5.9

5.2

246

317

443

490

412

392

242

443

303

380

фон 1 + 1 NPK

4.8

5.0

5.0

5.1

5.2

5.3

4.6

5.7

5.7

5.2

184

218

437

680

425

369

254

314

321

377

THK 80 т/га – фон 2

5.3

5.3

5.2

5.3

5.4

5.6

4.7

5.7

5.7

5.4

201

237

293

330

362

401

222

342

383

321

фон 2 + 1/3 NPK

5.1

5.5

5.3

5.2

5.3

5.4

4.6

5.8

5.8

5.4

180

218

344

380

377

385

256

371

338

334

фон 2 + 1/2 NPK

5.2

5.4

5.3

5.5

5.4

5.5

4, 7

6.7

6.7

5.7

240

250

352

390

396

409

274

313

320

338

фон 2 + 1 NPK

5.3

5.2

5.3

5.2

5.4

5.5

4, 8

6.8

6.8

5.6

227

342

428

470

466

464

289

318

312

386

HCP0, 5

0.54

0.55

0.52

0.53

0.55

0.56

0.46

0.57

0.5

-

22.4

28.4

36.7

41.5

38.4

42.2

24.5

37.6

34

-

 

Окончание таблицы 1

Вариант

К2О, мг/кг почвы

0хх

1

2

3

4

5

6

7

8

Сред.

Без удобрений

 (контроль)

146

142

134

130

121

96

46

119

128

114

1/3 NPK

148

154

161

170

175

187

66

130

115

145

1/2 NPK

152

196

212

290

223

212

70

132

131

183

1 NPK

156

217

288

320

266

199

89

133

150

208

THK 40 т/га – фон 1

148

152

165

180

195

206

62

108

144

148

фон 1 + 1/3 NPK

162

182

218

240

231

218

70

111

104

172

фон 1 + 1/2 NPK

178

227

324

370

246

196

72

125

129

211

фон 1 + 1 NPK

181

230

318

360

320

211

81

106

104

216

THK 80 т/га – фон 2

170

190

194

210

203

192

67

129

113

162

фон 2 + 1/3 NPK

173

197

215

240

218

202

82

105

113

146

фон 2 + 1/2 NPK

185

216

233

270

253

212

87

116

131

190

фон 2 + 1 NPK

190

227

274

300

265

234

98

136

164

212

HCP0, 5

17.5

21.6

26.5

32.4

25.2

21.6

7.4

12.6

12

-

Примечание. Здесь и в табл. 2: 0хх – 1978 г., 1 – 1978–1983 гг.; 2 – 1984–1989 гг.; 3 – 1990–1995 гг.; 4 – 1996–2001 гг.; 5 – 2002–2007 гг.; 6 – 2008–2013 гг.; 7 – 2014–2019 гг.; 8 – 2020–2022 гг.

Note. Symbols here and in Table 2: 0хх – 1978; 1 – 1978-1983; 2 – 1984-1989; 3 – 1990-1995; 4 – 1996-2001; 5 – 2002-2007; 6 – 2008-2013; 7 – 2014-2019; 8 – 2020-2022.

 

Применение трех доз минеральных удобрений на протяжении значительного промежутка времени помогает накопить гумус в почве до 2.5 %. Совместное использование ТНК 40 т/га + три дозы NPK – 2.6–2.7, ТНК 80 т/га + три дозы NPK – 2.8 % и двух доз органических удобрений – 2.6 и 2.8 %. Контрольное исследование показало содержание гумуса 1.9-2.2%. Прежде всего, гумус накапливался от органических удобрений и корневых пожнивных остатков культур. Не обошлось без действия микроорганизмов, населяющих почву.

В 1978 г. на почве была зафиксирована исходная плотность – 4.8–5.6 ед. рН. Специалисты в течение длительного времени сохраняли ее показатель на уровне 5.0–5.5 ед. рН. Однако к 2013 г. рост показателя достиг отметки в 4.4–4.8 ед. рНKCL. Вот почему уже в 2018 г. осуществили процедуру известкования на опытном участке, согласно полной гидролитической кислотности – 8 т/га. Таким образом, обменная кислотность была понижена до 5.3–6. ед. рНKCL.

За все время исследований, когда использовали три дозы NPK, обменная кислотность составляла 5.1–5.2 ед. рНKCL, двух доз ТНК – 5.3–5.4 ед. рНKCL. Применение трех доз NPK на фоне 40 т/га ТНК снижало обменную кислотность до 5.1–5.2 ед. рНKCL, а на фоне 80 т/га ТНК она была 5.4–5.7 ед. рНKCL.

Минимальные параметры закономерности, зафиксированной в плане гидролитической кислотности, установлены в 2019 г.; так, с учетом использования трех доз NPK по фону 80 т/га, ТНК 0.6–1.9 ммоль/100 г почвы.

Как минеральные, так и органические удобрения, корневые пожнивные остатки растений, их переработка микроорганизмами – все это привело к тому, что в почве стал накапливаться подвижный фосфор. Наибольшее значение содержания подвижных форм фосфора было отмечено при совместном использовании минеральных и органических удобрений (303–386 мг/кг почвы), в том числе при применении двух доз ТНК (303 и 321 мг/кг почвы). При этом без удобрений было всего 221 мг/кг почвы.

Что касается обменного калия в почве, то отмечен его несущественный рост, нежели в случае с подвижным фосфором. Меньше всего зафиксировано в 2013 г. – 66–98 мг/кг почвы. Однако после того, как было проведено известкование, объем обменного калия повысился до 105–136 мг/кг почвы. Такую тенденцию можно наблюдать по причине значительного выноса растением микроэлемента, а также вымыванием.

Уже 45 лет проводят исследования (восемь ротаций севооборота – 1978–2022 гг.), которые демонстрируют значительную эффективность в плане комплексного применения удобрений (табл. 2).

 

Таблица 2. Влияние комплексного применения органических и минеральных удобрений на продуктивность и качество картофеля, 1978–2019 гг.

Table 2. The effect of complex application of organic and mineral fertilizers on the potato productivity and quality, 1978-2019

Вариант

Урожайность, т/га сухого вещества

Прибавка

к контролю,

%

1

2

3

4

5

6

7

8

Сред.

Без удобрений

 (контроль)

3.0

3.6

0.6

3.2

3.3

4.3

4.3

1.9

3.0

-

1/3 NPK

4.1

5.3

1.2

3.4

3.5

4.4

4.7

2.1

3.6

20.0

1/2 NPK

4.6

5.6

1.7

4.1

4.5

4.7

5.3

2.3

4.1

36.6

1 NPK

4.9

5.8

2.1

4.3

4.7

5.1

5.7

2.5

4.4

46.7

THK 40 т/га – фон 1

3.4

4.8

1.4

3.8

4.1

5, 8

5.4

2.2

3.9

30.0

фон 1 + 1/3 NPK

5.1

5.6

2.0

4.0

4.2

5.6

5.2

2.6

4.3

43.3

фон 1 + 1/2 NPK

5.6

5.6

2.2

4.1

4.3

6.1

6.8

3.4

4.8

60.0

фон 1 + 1 NPK

5.9

5.3

2.4

4.5

4.9

6.1

7.6

3.7

5.1

70.0

THK 80 т/га – фон 2

4.1

5.5

1.7

4.2

4.5

7.1

6.2

2.4

4.5

50.0

фон 2 + 1/3 NPK

5.5

6.0

2.4

4.4

4.6

6.8

6.9

2.8

4.9

63.3

фон 2 + 1/2 NPK

5.8

6.2

2.5

4.5

4.7

6.8

7.7

3.2

5.2

73.3

фон 2 + 1 NPK

6.0

6.9

2.8

4.7

4.8

7.0

8.1

3.9

5.5

83.3

HCP0, 5

0.52

0.60

0.22

0.42

0.46

0.61

0.76

0.3

-

-

 

Зафиксирован наивысший уровень урожайности картофеля по сухому веществу в варианте 80 т/га ТНК + 1 NPK, составивший 5.5 т/га, что на 83.3 % превышает контрольный вариант (3.0 т/га). В вариантах ТНК 80 т/га + 1/2 и 1/3 NPK урожайность была 4.9 и 5.2 т/га и на 63.3 и 73.3 % превышала контроль. Использование минеральных удобрений в трех дозах позволяет повысить урожайность картофеля до 3.6–4.4 т/га (на 20–46.7 % больше контроля). Применение трех доз NPK (1/3, 1/2 и 1.0) на фоне 40 т/га способствовало получению урожая клубней картофеля до 4.3–5.1 т/га (на 43.3–70.0 % выше контроля). Практика показала, что органические удобрения (варианты: ТНК 40 и 80 т/га) помогли получить урожай картофеля до 3.9 и 4.5 т/га (на 30.0 и 50.0 % больше контроля).

Наиболее низкие урожаи картофеля получены в 1995 г., они составили: ТНК 40 + три дозы NPK – 2.0–2.4; ТНК 80 т/га + три дозы NPK – 2.4–2.8 т/га; при использовании трех доз NPK – 1.2 – 2.1; органических удобрений (ТНК 40 и 80 т/га) – 1.4 и 1.7 т/га и контроле 0.6 т/га сухого вещества картофеля (табл. 2). Данные исследования делают ссылку на неблагоприятные метеоусловия в 1995 г. (посадки картофеля были угнетены за счет переувлажняемой почвы в первую половину вегетационного периода, понижения температуры в период клубнеобразования и оказали соответственно негативное отрицательное влияние на урожайность высаженных клубней картофеля). Точно такие же метеорологические условия отмечены и в 2020 г. В конечном счете, получен урожай картофеля на 30–40 % меньше, чем в среднем. За время вегетации среднесуточная температура составляла норму – 13.1 ⁰С выше нуля. Однако осадков было на 36 % меньше нормы. В частности, в начальные стадии вегетации картофеля осадков зафиксировано: в мае – 77 %; июне – 40, в июле – 45 %. В остальные годы проведения исследований от средних многолетних параметров температуры, а также количества осадков отклонений нет.

Количество сухого вещества картофеля понижается в случае увеличения доз минеральных удобрений – 2–3 %. Эти показатели отвечают прочим исследованиям, которые проводили с применением удобрений (табл. 3).

 

Таблица 3. Влияние комплексного применения органических и минеральных удобрений на качество картофеля, 1978–2022 гг.

Table 3. The effect of complex application of organic and mineral fertilizers on the potato quality, 1978-2022

Вариант

Крахмал,

Витамин С, мг %

1

2

3

4

5

6

7

8

Сред.

1

2

3

4

5

6

7

8

Без удобрений

(контроль)

12.9

14.3

11.9

13.2

14.3

14.0

14.4

12.6

13.4

19.1

21.1

19.3

20.8

18.8

20.1

19.4

14.1

1/3 NPK

13.0

12.0

13.9

14.4

14.6

14.7

12.6

10.9

13.3

16.9

17.8

16.9

17.4

17.5

16.5

15.8

15.8

1/2 NPK

12.2

11.2

14.5

13.8

13.5

15.1

12.6

10.8

13.0

18.6

19.1

20.4

21.8

20.6

21.7

22.0

15.0

1 NPK

12.3

11.1

14.2

14.0

13.1

15.6

10.1

11.9

12.8

17.9

18.3

17.5

18.4

18.2

18.4

16.7

14.1

THK 40 т/га – фон 1

12.7

13.1

13.0

13.2

13.6

15.7

11.7

11.4

13.0

18.6

18.2

19.4

18.8

19.6

19.2

17.6

15.0

фон 1 + 1/3 NPK

12.4

12.1

13.3

13.4

13.7

16.0

12.1

11.3

13.0

20.5

19.8

21.5

21.7

21.8

22.7

24.6

17.6

фон 1 + 1/2 NPK

12.6

11.3

12.7

12.9

13.4

16.2

11.2

10.8

12.6

20.7

21.1

20.8

21.6

20.9

21.6

22.0

15.8

фон 1 + 1 NPK

11.4

11.6

12.5

12.6

12.5

16.5

10.3

14.2

13.0

21.7

22.0

21.7

22.0

22.6

22.3

21.1

15.8

THK 80 т/га – фон 2

12.2

12.5

13.5

13.3

13.4

15.6

11.2

11.3

12.9

19.3

20.4

20.8

21.8

21.4

20.3

19.4

15.7

фон 2 + 1/3 NPK

12.1

12.1

12.8

12.7

12.8

16.2

9.8

10.7

12.4

22.4

21.5

24.3

24.7

23.7

24.8

25.5

19.4

фон 2 + 1/3 NPK

12.3

12.1

11.9

12.9

13.1

16.4

9.5

11.2

11.0

22.1

23.4

24.0

25.1

22.8

25.2

24.6

15.8

фон 2 + 1 NPK

11.8

11.0

12.9

13.1

13.6

16.9

10.8

10.8

12.6

24.2

23.8

25.1

24.7

24.5

25.5

19.4

14.1

HCP0, 5

1.24

1.15

1.27

1.33

1.37

1.62

1.05

1.16

-

1.85

1.92

2.14

1.88

1.95

2.25

2.45

1.75

Окончание таблицы 3

Вариант

Нитраты, мг/кг с. м.

Сухое вещество, %

1

2

3

4

5

6

7

8

1

2

3

4

5

6

7

8

Без удобрений

(контроль)

131

137

129

144

162

144

30

35

17.8

18.1

20.7

19.3

19.8

21.1

20.1

19.2

1/3 NPK

144

148

151

153

154

151

34

29

17.1

16.6

20.2

18.2

18.6

20.4

20.1

19.6

1/2 NPK

156

149

154

162

164

160

40

35

16.9

15.6

19.8

19.1

18.7

20.1

19.9

19.7

1 NPK

167

175

177

182

185

162

41

45

15.6

15.3

18.2

18.3

18.4

20.0

18.4

18.8

THK 40 т/га – фон 1

137

141

131

143

139

146

40

27

16.9

17.8

18.7

18.2

18.7

22.1

19.2

19.1

фон 1 + 1/3 NPK

142

139

142

151

138

155

42

53

16.5

15.8

17.7

18.2

18.9

20.1

18.1

17.9

фон 1 + 1/2 NPK

151

172

174

173

180

168

54

35

15.5

14.8

17.5

17.9

18.4

21.1

18.3

20.5

фон 1 + 1 NPK

170

174

169

174

172

175

75

59

15.7

15.3

17.4

18.1

18.3

19.9

17.8

19.5

THK 80 т/га – фон 2

133

139

145

148

124

154

58

28

16.1

15.3

19.9

18.8

18.3

22.3

18.6

17.5

фон 2 + 1/3 NPK

136

140

152

163

129

167

69

29

16.3

15.9

17.9

18.3

18.8

20.0

18.0

18.3

фон 2 + 1/2 NPK

162

158

166

177

164

180

105

31

16.4

16.0

17.6

18.1

18.7

19.8

18.2

18.2

фон 2 + 1 NPK

166

173

181

179

161

194

91

42

15.9

15.5

17.1

17.8

18.2

19.5

18.7

16.5

HCP0, 5

15.1

14.2

1.66

1.73

1.65

1.55

5.4

3.84

1.68

1.53

1.78

1.85

1.87

2.10

1.84

1.88

 

В среднем содержание в картофеле крахмала в том или ином варианте разнится. Например, при применении трех доз NPK среднее количество крахмала было на уровне 13 %; при двух дозах органических удобрений содержание крахмала – 12.9–13.6 %. Использование NPK на фоне 40 т/га ТНК повышало количество крахмала в клубнях картофеля до 12.6–13.0, применение доз NPK на фоне 80 т/га ТНК – до 11.0–12.6 %. Принимая во внимание тот факт, что крахмал – это центральный показатель качества картофеля, производитель, согласно содержанию элемента, может применять картофельные клубни в разных целях. Одни сорта используют для диетического питания людей, а другие – для корма животным, и т. д. Еще один важный показатель картофеля – содержание в нем витамина С. Больше всего его получено тогда, когда минеральные и органические удобрения вносили в количестве 15.7–25.5 мг%; лишь при минеральных удобрениях содержание витамина С было на уровне 14.1–21.8 мг%; при органических удобрениях – 17.5–21.8 мг%.

Практически все растения в развитии используют нитратный азот. Но как только соединение попадает в организм человека, оно превращается в нитритный азот (NO2), который несет колоссальную опасность. Исследования показали, что на нашем экспериментальном участке нитратного азота было от 27 до 194 мг/кг сырой массы. Такие дозы для человека опасности не представляют, ведь ПДК составляет 500 мг/кг сырой массы.

Заключение

Продолжительное применение удобрений положительным образом воздействует на содержание гумуса в почвенных массах. Когда используют NPK вместе с органическими удобрениями, то среднее содержание гумуса растет до 2.6–2.8 %; лишь NPK – до 2.4–2.5 %, при содержании гумуса в контроле – 2.2 %. В любом случае, удобрения понижали обменную кислотность у почвы; больше всего это наблюдали при применении NPK и ТНК до рНKCL 5.2–5.7, при рНKCL в контроле – 5.1. Точно такая же закономерность прослежена по гидролитической кислотности.

В среднем содержание подвижного фосфора росло, в частности, в случае совместного применения минеральных и органических удобрений, а также при двух дозах ТНК (303–386 мг/кг почвы). Говоря о содержании обменного калия в почве, то оно меняется в несущественной степени – 145–212 мг/кг в том или ином опытном варианте.

Исследования в течение восьми ротаций севооборота за 45 лет выявили достаточно высокую эффективность за счет комплексного внедрения удобрений. Максимальный размер средней урожайности в сухом веществе картофеля был получен в варианте 80 т/га+1 NPK, это составляло 5.5 т/га и превысило контрольное значение на 83.3 %. Минеральные удобрения повышали урожайность картофеля до 3.6–4.4 т/га (на 20.0–46.7 % выше контроля), органические – до уровня 3.9–4.5 т/га (на 30.0 и 50.0 % выше контроля).

С наращиванием дозировки минеральных удобрений количество сухого вещества понижается на 2-3 %. По количеству в картофеле крахмала расхождения были несущественными. С учетом внесения минеральных удобрений в размере 12.8–13.3 %, органических удобрений – 12.9–13 %, при значении NPK совместно с органическими удобрениями – 11.0–13.0 %. Количество витамина С в клубнях картофеля было достаточно высоким – 14.1–25.5 мг%. Содержание нитратного азота не превышало ПДК – 500 мг/кг сухой массы. Определено, что наши научные исследования согласуются с работами других авторов [4–6, 8, 9, 14–17].

×

About the authors

Nikolai T. Chebotarev

Institute of Agrobiotechnologies, Federal Research Centre Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: olbrov@mail.ru

Doctor of Sciences (Agriculture), A. V. Zhuravsky Institute of Agrobiotechnologies

Russian Federation, 27 Rucheinaya st., Syktyvkar, Komi Republic, 167023

Olga V. Brovarova

Institute of Agrobiotechnologies, Federal Research Centre Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: olbrov@mail.ru

Candidate of Sciences (Chemistry), A. V. Zhuravsky Institute of Agrobiotechnologies

Russian Federation, 27 Rucheinaya st., Syktyvkar, Komi Republic, 167023

References

  1. Zabolotskaya, T. G. Severnyj podzol i udobreniya [Northern podzol and fertilizers] / T. G. Zabolotskaya, I. I. Yudintseva, A. V. Kononeko. – Syktyvkar, 1978. – 94 p.
  2. Zaboeva, I. V. Pochvy i zemelnye resursy Komi ASSR [Soils and land resources of the Komi ASSR] / I. V. Zaboeva. – Syktyvkar: Komi Book Publishing House, 1975. – 344 p.
  3. Zabolotskaya, T. G. Biologicheskij krugovorot elementov v agroczenozakh i ikh produktivnost [Biological cycle of elements in agrocenoses and their productivity] / T. G. Zabolotskaya. – Leningrad:Nauka, 1985. – 179 p.
  4. Chebotarev, N. T. Ob effektivnosti ispolzovaniya udobrenij pri vozdelyvanii kormovykh kultur v usloviyakh Respubliki Komi [On the efficiency of fertilizers in the cultivation of fodder crops in the conditions of the Komi Republic] / N. T. Chebotarev // Kormoproizvodstvo [Fodder Production]. – 2012. – № 8. – P. 32-33. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17890024 (date of access: 20.03.2023).
  5. Merzlaya, G. E., Zyabkina G.A., Fomkina T.P., Kozlova A.V., Makshakova O.V., Voloshin S.P., Khromova O.M., Pankratenkova I.V. Effektivnost dlitelnogo primeneniya organicheskikh i mineralnykh udobrenij na dernovo-podzolistoj legkosuglinistoj pochve [The efficiency of long-term application of organic and mineral fertilizers on soddy-podzolic sandy loam soil] / G. E. Merzlaya, G. A. Zyabkina, T. P. Fomkina, A. V. Kozlova, O. V. Makshakova [et al.] // Agrokhimiya [Agrochemistry]. – 2012. – № 2. – P. 37-46. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17680660.
  6. Mineev, V. G. Plodorodie i biologicheskaya aktivnost dernovo-podzolistoj pochvy pri dlitelnom primenenii udobrenij i ikh posledejstvii [Fertility and biological activity of soddy-podzolic soil on the long-term application of fertilizers and their aftereffect] / V. G. Mineev, N. F. Gomonova, M. F. Ovchinnikova // Agrokhimiya [Agrochemistry]. – 2004. – № 7. – P. 5-10. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17256366 (date of access: 20.03.2023).
  7. Lapa, V. V. Vliyanie organo-mineralnoj sistemy udobreniya na produktivnost sevooborotov i balans gumusa v dernovo-podzolistykh pochvakh [Influence of organo-mineral fertilizer system on the crop rotation productivity and humus balance in soddy-podzolic soils] / V. V. Lapa, V. N. Bosak, G. V. Pirogovskaya // Agrokhimiya [Agrochemistry]. – 2009. – № 2. – P. 40-44. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=11695580 (date of access: 20.03.2023).
  8. Izmestyev, V. M. Vliyanie dlitelnogo primeneniya mineralnykh udobrenij na produktivnost kormovykh sevooborotov [The effect of long-term use of mineral fertilizers on the productivity of fodder crop rotations] / V. M. Izmestyev, A. K. Svechnikov // Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka [Agrarian Science of the European North-East]. – 2015. – № 4.– P. 29-34. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=23857049 (date of access: 20.03.2023).
  9. Chebotarev, N. T. Dinamika plodorodiya i produktivnosti dernovo-podzolistoj pochvy pod dejstviem dlitelnogo primeneniya udobrenij v usloviyakh Respubliki Komi [Dynamics of fertility and productivity of soddy-podzolic soil on the long-term use of fertilizers in the Komi Republic] / N. T. Chebotarev, A. A. Yudin // Dostizheniya nauki i tekhniki APK [Achievements of Science and Technology in the Agro-Industrial Complex]. – 2015. – № 2. P. 11-13. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=23167327 (date of access: 20.03.2023).
  10. Bakina, L. G. Vliyanie izvestkovaniya na izmenenie sostava gumusa dernovo-podzolistykh pochv v zavisimosti ot khimicheskikh svojstv ikh guminovykh kislot [The effect of liming on the change in the humus composition of soddy-podzolic soils depending on the chemical properties of soil humic acids] / L. G. Bakina, V. F. Drichko, Z. P. Nebolsina // Agrokhimiya [Agrochemistry]. – 2012. – № 1. – P. 14-23. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17356543 (date of access: 20.03.2023).
  11. Mukhamadyarov, F. F. Metodicheskoe posobie po opredeleniyu energozatrat pri proizvodstve prodovolstvennykh resursov i kormov dlya uslovij Severo-Vostoka evropejskoj chasti Rossijskoj Federaczii [Methodological guide on determination of energy consumption for the production of food resources and forage in the conditions of the North-East of the European part of the] / F. F. Mukhamadyarov, V. A. Figurin, V. P. Ashikhmin, S. L. Korobitsin, T. P. Kokurin [et al.]. – Kirov: Research Institute of Agriculture of the North-East, 1997. – 62 p.
  12. Dymov, A. A. Postagrogenic development of Retisols in the middle taiga subzone of European Russia (Komi Republic). / A. A. Dymov, Yu. A. Dubrovskiy, V. V. Startsev // Land Degradation & Development. – 2018. – № 3. – P. 495-505. doi: 10.1002/Idr.2881. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=35456191.
  13. Dospekhov, B. A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoj obrabotki rezultatov issledovanij) [Methodology of field experiment (with the principles of statistical processing of research results)] / B. A. Dospekhov. – Moscow: Agropromizdat, 1985. – 351 p.
  14. Zolkina, E. I. Vliyanie dlitelnogo primeneniya udobrenij na plodorodie dernovo-podzolistoj pochvy i produktivnosti kultur [The effect of long-term use of fertilizers on the fertility of soddy-podzolic soil and crop productivity] / E. I. Zolkina // Plodorodie [Fertility]. – 2019. – № 5. – P. 20-23. doi: 10.25680/S19948603.2019.110.06. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41221407.
  15. Chebotarev, N. T. Vliyanie dlitelnogo primeneniya organicheskikh i mineralnykh udobrenij na produktivnost agroczenozov Evropejskogo Severo-Vostoka [The effect of long-term use of organic and mineral fertilizers on the productivity of agrocenoses of the European North-East] / N. T. Chebotarev, O. V. Brovarova // Agrarnaya nauka [Agrarian Science]. – 2022. – № 5. – P. 87-92. doi: 10.32634/0869-8155-2022-359-5-87-92. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=48663277.
  16. Yamaltdinova, V. R. Vliyanie dlitelnogo primeneniya sistem udobrenij na agrokhimicheskie i biologicheskie pokazateli dernovo-podzolistoj pochvy srednego Preduralya [The effect of long-term use of fertilizer systems on agrochemical and biological indicators of soddy-podzolic soil of the middle Cis-Ural region] / V. R. Yamaltdinova, N. E. Zavyalova, M. G. Subbotina // Permskij agrarnyj vestnik [Perm Agrarian Bulletin]. – 2019. – № 3. – P. 95-102. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41584568.
  17. Merzlaya, G. E. Effekty posledejstviya mineralnykh i organicheskikh udobrenij na dernovo-podzolistoj pochve [Aftereffects of mineral and organic fertilizers on soddy-podzolic soil] / G. E. Merzlaya // Plodorodie [Fertility]. – 2019. – № 1. – P. 15-17. doi: 10.25680/S19948603.2019.106.04. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=37072819.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2023 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».