Changes of soil fertility and yield of crops when applying fertilizers in a grain-arable crop rotation of the central black-earth region for a short and long time

Full Text

Устойчивое развитие растениеводства невозможно без рационального использования природных (почвенно-климатические ресурсы, биопотенциал растений и др.) и антропогенных (системы обработки почвы, удобрений и средств защиты растений) факторов [1]. Агротехнические приемы влияют на свойства почвы, особенно на эффективное плодородие, и продуктивность сельскохозяйственных культур.

Плодородие почвы – специфическое свойство, характеризующее накопленные ресурсы вещества, энергии и информации, которые используют растения в биогеоценозе [2]. Среди показателей плодородия почвы первостепенную роль отводят содержанию органического вещества, поскольку оно тесно связано с условиями питания и влагообеспеченности растений [3, 4]. Многолетние исследования, проведенные во многих природно-климатических зонах страны, выявили, что органические и органоминеральные системы удобрения оказывают положительное воздействие на содержание и запасы гумуса, накопление и сохранение в его составе устойчивых к внешнему воздействию групп и фракций, в то время как минеральные системы удобрения способствуют увеличению содержания активных, мобильных соединений, обладающих высокой оборачиваемостью [5, 6]. Минеральные системы, как и отсутствие удобрений, могут снижать содержание гумуса в почве [6].

При использовании высоких доз физиологически кислых минеральных удобрений происходит подкисление почвы [3], но отмечается оптимизация фосфатного и калийного режимов [4, 7, 8]. При этом применение научно-обоснованных доз минеральных удобрений в сочетании с органическими не вызывает существенного изменения кислотности почвенного раствора, суммы поглощенных катионов, емкости катионного обмена, степени насыщенности почвы основаниями [9], одновременно происходит повышение содержания NPK.

В длительных агрохимических опытах проводится изучение эффективности нескольких систем удобрения с разной насыщенностью и соотношением NPK. Основной задачей таких исследований выступает выбор системы с наибольшей продуктивностью, которая одновременно способствует сохранению почвенного плодородия [10]. Так, на черноземах Предкавказья наибольшие прибавки урожая сахарной свеклы получены от полного удобрения в дозе N₈₀P₈₀K₈₀ [8], в ЦЧР – N_90…135P_90…135K_90…135; использование 20…50 т/ га навоза 1…2 раза за ротацию зерносвекловичного севооборота способствует дополнительному росту урожайности культуры [11, 12].

Продуктивность 1 га пашни – интегральный показатель эффективности действия агроприёмов, в том числе систем удобрения. Органоминеральные системы удобрения значительно увеличивают продуктивность пашни [13]. Рациональное и безопасное применение минеральных удобрений позволяет приостановить истощение почв, повысить их плодородие и на основании этого увеличить продуктивность культур до уровня полной самообеспеченности страны продовольствием, а также отказаться от импорта [14].

Цель исследований – определение влияния длительного применения удобрений на изменение основных показателей почвенного плодородия, урожайности культур и продуктивности 1 га пашни зерносвекловичного севооборота в ЦЧР.

Методика. Работу выполняли в стационарном полевом опыте по изучению эффективности удобрений (год закладки – 1936) (пос. Рамонь, Воронежская обл.). Для оценки изменений почвенного плодородия и урожайности культур использовали данные, полученные в 1-й (1936–1945 гг.) и в 10-й (2018–2022 гг.) ротациях 9-польного зернопаропропашного зерносвекловичного севооборота: черный пар – озимая пшеница – сахарная свекла – ячмень с подсевом клевера – клевер одного года использования – озимая пшеница – сахарная свекла – однолетние травы (горох + овес) – овес. Почвенные образцы отбирали в поле под сахарной свёклой в паровом звене.

Объекты исследований – почва стационарного опыта (чернозем выщелоченный малогумусный среднемощный тяжелосуглинистый), основная и побочная продукция сахарной свеклы, озимой пшеницы, овса и ячменя, зеленая масса клевера.

Варианты стационарного опыта сильно различались по насыщенности удобрениями 1 га пашни, схема опыта была следующей: без удобрений (контроль), N₁₀P₁₀K₁₀ + 2,8 т/ га навоза (система I), N₂₀P₂₀K₂₀ + 2,8 т/ га навоза (система II), N₃₀P₃₀K₃₀ + 2,8 т/ га навоза (система III), N₁₀P₁₀K₁₀ + 5,6 т/ га навоза (система IV).

В качестве минеральных удобрений в 10-й ротации использовали нитроаммофоску (16:16:16), в 1-й ротации – смесь простых удобрений (аммиачная селитра, простой суперфосфат, хлористый калий), которые вносили 2 раза за ротацию только под сахарную свеклу осенью перед основной обработкой почвы (отвальной вспашкой на 30…32 см), навоз – один раз за ротацию в паровое поле. Прямое действие навоза испытывала озимая пшеница в паровом звене, остальные культуры севооборота – его последействие.

Повторность опыта трехкратная, размещение вариантов – систематическое с частичной рандомизацией. Площадь опытной делянки составляла 133,7 м². В 10 ротации возделывали районированные гибриды сахарной свеклы отечественной селекции (РМС 120, РМС 121, РМС 127), сорта зерновых культур отечественной и белорусской селекции (озимой пшеницы – Безенчукская 380, Скипетр, ячменя – Атаман, Таловский 9, овса ‒ Лев, Золотой дождь, клевера – Трубетчинский местный и Дымковский).

Показатели плодородия почвы определяли в образцах, отобранных в слое 0…20 см в третьей декаде мая под сахарной свеклой согласно ГОСТ Р58595–2019. Агрохимические анализы проводили в ГЦАС «Воронежский» и лаборатории сортовых технологий возделывания сахарной свеклы ВНИИСС им. А. Л. Мазлумова. В свежих образцах определяли содержание нитратного азота по Грандваль-Ляжу, в сухих образцах – подвижного P₂O₅ и K₂O по Чирикову (ГОСТ 26213-91), емкость катионного обмена (ЕКО) – по Бобко-Аскинази в модификации ЦИНАО, pH_KCl – по ГОСТ 26490-85. Градации обеспеченности посевов (мг/кг) нитратным азотом в слое 0…20 см по Гамзикову Г. П. [15]: менее 10 – очень низкая, 10…15 – низкая, 15…20 – средняя, более 20 – высокая; подвижным P₂O₅ (по Чирикову): 51…100 ‒ средняя, 101…150 ‒ повышенная, 151…200 ‒ высокая; K₂O (по Чирикову): 41…80 ‒ средняя, 81…120 ‒ повышенная, 121…180 ‒ высокая [16].

Учет урожайности основной и побочной продукции культур осуществляли методом пробных площадок (зерновые и клевер – 16,2 м², сахарная свекла – 10,8 м²) с пересчетом на 1 га, продуктивность 1 га пашни – расчетным методом. Статистическую обработку данных проводили по Б. А. Доспехову (1985).

Результаты и обсуждение. Содержание гумуса в почве целинного участка, расположенного вблизи стационарного полевого опыта, составляло 6,10 %. Снижение величины этого показателя, относительно целины, в 1-й ротации составило 0,16…0,77 % (табл. 1), сильнее всего – в контроле и варианте с внесением N₁₀P₁₀K₁₀ + 2,8 т/ га навоза, что свидетельствует о значительной дегумификации. В вариантах с применением N₃₀P₃₀K₃₀ + 2,8 т/ га навоза и N₁₀P₁₀K₁₀ + 5,6 т/ га навоза она оставалась на уровне целины. При использовании удобрений содержание гумуса было выше, чем в контрольном варианте, на 0,48…0,67 %. Почва целинного участка относилась к среднегумусной, опытного – к малогумусной.

 

Табл. 1. Физико-химические свойства выщелоченного чернозема в слое 0…20 см при краткосрочном использовании удобрений (1-я ротация)

Вариант	N-NO3	P2O5	K2O	Нг	ЕКО	Гумус, %
	мг/100 г			ммоль (экв)/100 г
Без удобрений	1,50	8,88	11,3	2,8	41,7	5,33
N10P10K10 + 2,8 т/га навоза	1,60	11,8	12,0	3,8	40,3	5,81
N20P20K20 + 2,8 т/га навоза	1,91	11,1	14,8	3,4	39,2	5,94
N30P30K30+ 2,8 т/га навоза	2,16	12,8	13,9	3,3	39,4	6,00
N10P10K10+ 5,6 т/га навоза	1,75	12,0	11,7	2,4	43,2	6,00
НСР05	0,09	0,5	0,6	0,2	F факт.<F теор.	0,29

 

В 1-й ротации уровень N-NO₃, P₂O₅ и K₂O в почве был значительно ниже, чем в 10-й ротации. Так, содержание N-NO₃ в большинстве вариантов классифицировалось как среднее, при внесении N₃₀P₃₀K₃₀ + 2,8 т/ га навоза – высокое, в контроле – низкое; P₂O₅ и K₂O – повышенное (кроме контроля, где оно было средним); в вариантах N₂₀P₂₀K₂₀ + 2,8 т/ га навоза и N₃₀P₃₀K₃₀ + 2,8 т/ га навоза ‒ высокое. Краткосрочное использование удобрений (в течение 1-й ротации) способствовало повышению содержания N-NO₃, относительно контроля, на 0,10…0,66 мг/ 100 г (на 6,67…44,0 %), P₂O₅ – на 2,9…3,9 мг/ 100 г (на 25,0…44,1 %), K₂O – на 0,7…2,6 мг/ 100 г (на 6,2…31,0 %). Наиболее высокое содержание N-NO₃ и P₂O₅ отмечено в варианте N₃₀P₃₀K₃₀ + 2,8 т/ га навоза, а K₂O – N₂₀P₂₀K₂₀ + 2,8 т/ га навоза.

Краткосрочное применение удобрений повышало гидролитическую кислотность почвы, относительно контроля, на 0,5…1,0 ммоль(экв)/ 100 г, кроме варианта с применением N₁₀P₁₀K₁₀ + 5,6 т/ га навоза, где отмечали снижение величины этого показателя на 0,4 ммоль(экв)/ 100 г.

В 10-й ротации содержание гумуса в слое почвы 0…20 см в удобренных вариантах составляло 5,11…5,54 % (табл. 2), что позволило отнести ее к малогумусным черноземам (до 6,0 %). Относительно контроля, гумусность возрастала на 0,16…0,52 %, наибольшее повышение отмечали в варианте с применением N₁₀P₁₀K₁₀ + 5,6 т/ га навоза, наименьшее – N₁₀P₁₀K₁₀ + 2,8 т/ га навоза. От 1-й к 10-й ротации снижение гумусности составило 0,41…0,73 %, максимальным в опыте оно было при внесении N₁₀P₁₀K₁₀ + 2,8 т/ га навоза и N₂₀P₂₀K₂₀ + 2,8 т/ га навоза ‒ 0,70 и 0,73 % соответственно, наименьшим – в варианте N₁₀P₁₀K₁₀ + 5,6 т/ га навоза и контроле (0,41 и 0,46 % соответственно). Минимальное в опыте снижение в контроле связано с максимальной дегумификацией еще в 1-й ротации. По данным ряда исследователей в первые годы сельскохозяйственного использования почвы она составляет 1/4…1/5 от исходного содержания [9, 17], именно в этот период с наибольшей скоростью идет минерализация гумуса. В варианте N₁₀P₁₀K₁₀ + 5,6 т/ га навоза наименьшее снижение гумусности с 1-й по 10-ю ротацию объясняется дополнительным поступлением полуразложившегося органического вещества с повышенной (50 т/ га в черном пару) дозой навоза.

В 10-й ротации, относительно варианта без удобрений, отмечено повышение содержания подвижного P₂O₅ на 47,4…127,0 %, K₂O – на 21,1…26,7 %, гидролитической кислотности – на 15,6…27,2 %, ЕКО – на 5,2…13,4 %. Достоверного изменения содержания N-NO₃ не наблюдали, возможно, вследствие высокой подвижности этой формы азота. Наибольшее в опыте содержание P₂O₅ отмечено в варианте N₃₀P₃₀K₃₀ + 2,8 т/ га навоза, N-NO₃ – N₁₀P₁₀K₁₀ + 2,8 т/ га навоза, K₂O, ЕКО и содержание гумуса – N₁₀P₁₀K₁₀ + 5,6 т/ га навоза.

В 10-й ротации почва опыта по содержанию N-NO₃ в большинстве вариантов, кроме N₁₀P₁₀K₁₀ + 2,8 т/ га навоза, относилась к средне обеспеченной, P₂O₅ – к повышено обеспеченной, K₂O – к очень высоко обеспеченной. В контроле обеспеченность P₂O₅ и K₂O была ниже (средняя и высокая соответственно).

Концентрация N-NO₃ сильнее всего снижалась, по отношению к первой ротации севооборота, на 25,3…47,7 % при внесении N₁₀P₁₀K₁₀ + 2,8 т/ га навоза и N₃₀P₃₀K₃₀ + 2,8 т/ га навоза, что, отчасти, связано с более значительной дегумификацией почвы в этих вариантах, наименьшее снижение отмечали в контроле и в варианте с N₁₀P₁₀K₁₀ + 5,6 т/ га навоза.

 

Табл. 2. Физико-химические свойства выщелоченного чернозема в слое 0…20 см при длительном использовании удобрений (10-я ротация)

Вариант	N-NO3	P2O5	K2O	Нг	ЕКО	Гумус, %
	мг/100 г			ммоль(экв)/100 г
Без удобрений	1,12	6,07	16,1	3,46	26,8	4,92
N10P10K10 + 2,8 т/га навоза	0,86	8,95	19,5	4,00	28,2	5,11
N20P20K20 + 2,8 т/га навоза	1,26	12,1	19,8	4,24	28,3	5,21
N30P30K30+ 2,8 т/га навоза	1,13	13,8	19,2	4,36	28,3	5,43
N10P10K10+ 5,6 т/га навоза	1,14	10,4	20,4	4,40	30,4	5,54
НСР05	Fфакт. < Fтеор.	0,4	0,8	0,20	1,3	0,25

 

В контроле содержание подвижного P₂O₅ от 1-й к 10-й ротации снижалось на 31,6 %, в варианте с N₁₀P₁₀K₁₀ + 2,8 т/ га навоза – на 24,2 %, N₁₀P₁₀K₁₀ + 5,6 т/ га навоза – на 13,3 % соответственно. При внесении N₂₀P₂₀K₂₀ + 2,8 т/ га навоза и N₃₀P₃₀K₃₀ + 2,8 т/ га навоза отмечали рост величины этого показателя за указанный период на 9,0 и 7,8 % соответственно.

Содержание подвижного K₂O от 1-й к 10-й ротации в почве большинства вариантов повышалось на 2,8…8,7 мг/ 100 г (на 18,9…74,4 %). Минимальное в опыте увеличение отмечено в варианте N₃₀P₃₀K₃₀ + 2,8 т/ га навоза, что связано со значительным насыщением этим элементом почвы в 1-й ротации, максимальное – при использовании N₁₀P₁₀K₁₀ + 5,6 т/ га навоза, что объясняется накопительным эффектом повышенных доз навоза, который характеризуется высоким содержанием K₂O.

Гидролитическая кислотность почвы с течением времени повысилась на 0,20…2,0 ммоль(экв)/ 100 г, или на 5,3…83,3 %. Максимальное в опыте увеличение отмечено при внесении N₁₀P₁₀K₁₀ + 5,6 т/ га навоза, что связано с относительной стабильностью почвенного поглощающего комплекса (ППК) в этом варианте при краткосрочном применении удобрений, но значительном насыщении ионами кислой природы при длительном использовании. Минимальное изменение величины этого показателя зафиксировано в варианте N₁₀P₁₀K₁₀ + 2,8 т/ га навоза, что объясняется быстрым насыщением ППК ионом Н ⁺ в начале проведения опыта и относительной стабильностью в последующие годы [18, 19]. От 1-й к 10-й ротации выявлено уменьшение емкости катионного обмена на 10,9…14,9 ммоль(экв)/ 100 г (на 27,8…35,7 %). Максимальное в опыте снижение отмечено в контроле, минимальное – в варианте с N₂₀P₂₀K₂₀ + 2,8 т/ га навоза. Возделывание сахарной свеклы снижало емкость катионного обмена, но использование систем удобрения с навозом несколько уменьшало темпы потери катионов.

В течение более чем 80 лет использования удобрений обеспеченность почвы подвижным P₂O₅ и N-NO₃ не переходила в более высокую градацию, одновременно обеспеченность K₂O изменялась с повышенной и высокой до очень высокой. Такая ситуация обусловлена тем, что еще при краткосрочном применении удобрений достигалась достаточно высокая обеспеченность P₂O₅ и N-NO₃, которая впоследствии поддерживалась в течение длительного периода, а для накопления K₂O потребовалось более значительное время.

 

Табл. 3. Урожайность основной продукции культур севооборота и продуктивность 1 га пашни в зависимости от краткосрочного использования удобрений (1-я ротация)

Вариант	Урожайность, т/га					Продуктивность 1 га пашни, тыс. зерн. ед./га
	сахарная свекла	ячмень	озимая пшеница	овес	клевер (зеленая масса)
Без удобрений	23,9	1,59	2,44	1,80	34,7	3,21
N10P10K10 + 2,8 т/га навоза	26,0	1,64	2,82	1,93	35,3	3,64
N20P20K20 + 2,8 т/га навоза	26,6	1,86	2,84	2,01	36,0	3,75
N30P30K30+ 2,8 т/га навоза	26,8	1,84	2,88	2,07	32,7	3,82
N10P10K10+ 5,6 т/га навоза	24,9	1,71	2,86	1,65	36,7	3,75
НСР05	1,2	0,08	0,13	0,09	F факт. < F теор	0,18

 

В 1-й ротации севооборота урожайность корнеплодов сахарной свеклы в удобренных вариантах незначительно отличалась от величины этого показателя в контроле, прибавки составили 1,0…2,9 т/ га, или 4,2…12,1 % (табл. 3). Наибольшая в опыте продуктивность культуры отмечена в варианте N₃₀P₃₀K₃₀ + 2,8 т/ га навоза, наименьшая – в контрольном варианте. Последействие удобрений проявилось в повышении урожайности зерна ячменя, относительно контроля, на 0,05…0,27 т/ га (на 4,5…15,7 %), озимой пшеницы – на 0,38…0,44 т/ га (на 15,6…18,0 %), овса – на 0,13…0,27 т/ га (в варианте с N₁₀P₁₀K₁₀ + 5,6 т/ га навоза изменений не наблюдали). На клевере его не наблюдали, кроме небольшого увеличения на уровне тенденции на 0,6…2,0 т/ га в вариантах с N₁₀P₁₀K₁₀ + 5,6 т/ га навоза и N₂₀P₂₀K₂₀ + 2,8 т/ га навоза.

Влияние удобренности в 10-й ротации проявилось в повышении урожайности зерна озимой пшеницы (табл. 4), в сравнении с вариантом без удобрений, на 0,17…0,44 т/ га (5,9…15,2 %), ячменя – на 0,25…1,25 т/ га (12,0…60,1 %), овса – на 0,23…0,74 т/ га (на 11,0…35,2 %), зеленой массы клевера – на 2,8…6,0 т/ га (11,2…23,9 %), корнеплодов сахарной свеклы – на 6,8…11,0 т/ га (на 20,9…33,7 %). Применение N₃₀P₃₀K₃₀ + 2,8 т/ га навоза обеспечивало наибольшую урожайность большинства культур.

Продуктивность 1 га пашни в удобренных вариантах была выше, чем в контроле на 0,68…1,49 тыс. зерн. ед./ га (+16,3…35,7 %), а наибольшая – в варианте N₃₀P₃₀K₃₀ + 2,8 т/ га навоза.

 

Табл. 4. Урожайность основной продукции культур севооборота и продуктивность 1 га пашни в зависимости от длительного использования удобрений (10-я ротация)

Вариант	Урожайность, т/га					Продуктивность 1 га пашни, тыс. зерн. ед./га
	сахарная свекла	ячмень	озимая пшеница	овес	клевер (зеленая масса)
Без удобрений	32,6	2,08	2,89	2,10	25,1	4,17
N10P10K10 + 2,8 т/га навоза	39,4	2,33	3,37	2,33	27,9	4,85
N20P20K20 + 2,8 т/га навоза	43,9	3,06	3,81	2,70	30,1	5,44
N30P30K30+ 2,8 т/га навоза	43,6	3,33	4,29	2,84	31,1	5,66
N10P10K10+ 5,6 т/га навоза	43,1	2,75	3,77	2,77	29,6	5,43
НСР05	2,0	0,15	0,17	0,12	1,5	0,24

 

С 1-й по 10-ю ротации урожайность всех культур в севообороте (кроме зеленой массы клевера) в контрольном варианте (в связи с переходом на возделывание более продуктивных современных сортов) и при использовании удобрений (благодаря повышению почвенного плодородия) возрастала. Без учета повышения урожайности в контроле в 10-й ротации в вариантах с удобрениями было собрано на 4,9…9,5 т/ га (на 15,0…36,7 %) больше корнеплодов сахарной свеклы, чем в 1-й ротации, зерна ячменя – на 0,20…1,00 т/ га (на 11,3…50,1 %), озимой пшеницы – на 0,46…0,96 т/ га (на 13,4…30,6 %), овса – на 0,39…0,82 т/ га (на 4,0…51,2 %). Самую высокую продуктивность отмечали в вариантах с N₃₀P₃₀K₃₀ + 2,8 т/ га навоза (ячмень и озимая пшеница) и N₁₀P₁₀K₁₀ + 5,6 т/ га навоза (сахарная свекла и овес). При этом урожайность клевера снижалась как в контроле (на 7,5 т/ га), так и в вариантах с удобрениями (на 11,5…13,8 т/ га), что, возможно, связано с повышением количества плесневых грибов – Penicillium, Aspergillus и фитопатогена Fusarium в почве [20]; удобрения уменьшали интенсивность этого процесса.

С 1-й по 10-ю ротацию продуктивность 1 га пашни (без учета повышения в контроле на 0,96 тыс. зерн. ед./ га вследствие возделывания высокопродуктивных сортов) возросла на 0,25…0,73 тыс. зерн. ед./ га (на 3,3…18,3 %), наибольшее ее увеличение отмечали в вариантах N₂₀P₂₀K₂₀ + 2,8 т/ га навоза и N₁₀P₁₀K₁₀ + 5,6 т/ га навоза.

При краткосрочном применении удобрений сбор побочной продукции сахарной свеклы увеличивался (табл. 5), относительно контроля, на 4,2…6,7 т/ га (на 21,0…33,1 %), озимой пшеницы – на 0,82…1,15 т/ га (на 19,5…27,4 %), овса – на 0,41…0,66 т/ га (15,5…25,0 %), ячменя – на 0,57…1,03 т/ га (21,2…38,3 %). Наибольшее повышение величины этого показателя у сахарной свеклы и озимой пшеницы отмечали в варианте N₁₀P₁₀K₁₀ + 5,6 т/ га навоза, овса и ячменя – N₃₀P₃₀K₃₀ + 2,8 т/ га навоза.

Длительное применение удобрений способствовало повышению урожайности побочной продукции (табл. 6) сахарной свеклы на 4,8…6,3 т/ га (на 46,2…60,6 %), соломы озимой пшеницы – на 0,19…1,66 т/ га (8,9…65,7 %), ячменя – на 0,38…1,40 т/ га (на 17,7…65,1 %), овса – на 0,15…0,85 т/ га (на 9,7…55,2 %). Наибольший ее сбор с 1 га отмечали в варианте N₃₀P₃₀K₃₀ + 2,8 т/ га навоза, а соломы ячменя еще и с N₂₀P₂₀K₂₀ + 2,8 т/ га навоза, наименьший – при внесении N₁₀P₁₀K₁₀ + 2,8 т/ га навоза.

 

Табл. 5. Урожайность побочной продукции (листья и солома) культур севооборота при краткосрочном использовании удобрений (1 ротация), т/га

Вариант	Сахарная свекла	Озимая пшеница	Ячмень	Овес
Без удобрений	20,0	4,20	2,69	2,64
N10P10K10 + 2,8 т/га навоза	24,2	5,02	3,26	3,05
N20P20K20 + 2,8 т/га навоза	25,3	5,20	3,45	3,24
N30P30K30+2,8 т/га навоза	25,6	5,09	3,72	3,30
N10P10K10+5,6 т/га навоза	26,7	5,35	3,65	3,12
НСР 05	1,1	0,22	0,16	0,14

 

Сбор листьев и соломы при краткосрочном и длительном использовании удобрений значительно снижался, по сравнению с 1-й ротацией, что, в основном, связано с переходом на возделывание современных сортов и гибридов с большей долей основной продукции в урожае. Установлено, что в 10-й ротации, в сравнении с первой, сбор листьев сахарной свеклы с 1 га уменьшился на 8,9…10,8 т/ га, соломы озимой пшеницы – на 1,56…2,99 т/ га, ячменя – на 0,22…0,97 т/ га, соломы овса – на 0,91…1,55 т/ га. При этом в контроле снижение было чаще всего более значительным, чем в вариантах с применением удобрений, то есть их действие со временем проявлялось в повышении доли основной продукции (корнеплодов, зерна), относительно побочной (листьев, соломы). Наибольшее снижение выхода побочной продукции отмечено на ячмене (на 14,2…23,0 %), несколько меньше – на сахарной свекле и овсе (на 7,6…13,2 % и 6,1…14,1 % соответственно). На озимой пшенице в большинстве вариантов происходило сокращение величины этого показателя, по отношению к контролю, на 3,8…10,3 %, кроме варианта N₃₀P₃₀K₃₀ + 2,8 т/ га навоза, в котором установлено ее повышение на 18,7 %.

 

Табл. 6. Урожайность побочной продукции (листья и солома) культур в севообороте при длительном использовании удобрений (10-я ротация), т/га

Вариант	Сахарная свекла	Озимая пшеница	Ячмень	Овес
Без удобрений	10,4	2,13	2,15	1,54
N10P10K10 + 2,8 т/га навоза	15,2	2,03	2,53	1,89
N20P20K20 + 2,8 т/га навоза	16,2	2,32	3,55	1,69
N30P30K30+2,8 т/га навоза	16,7	3,53	3,50	2,39
N10P10K10+5,6 т/га навоза	15,9	2,51	2,68	2,01
НСР05	0,8	0,14	0,13	0,10

 

Выводы. Применение удобрений в течение более чем 80 лет привело к значительному изменению показателей эффективного плодородия, которое сильнее всего выразилось в повышении гидролитической кислотности, содержания подвижного K₂O, несколько меньше – ЕКО, одновременно отмечено снижение гумусности. Содержание подвижного P₂O₅ имело разнонаправленную динамику, несколько увеличиваясь в вариантах N₂₀P₂₀K₂₀ + 2,8 т/ га навоза и N₃₀P₃₀K₃₀ + 2,8 т/ га навоза и снижаясь при внесении N₁₀P₁₀K₁₀ + 2,8 т/ га навоза и N₁₀P₁₀K₁₀ + 5,6 т/ га навоза и в контроле.

Краткосрочное использование N₃₀P₃₀K₃₀ + 2,8 т/ га навоза обеспечивало высокое содержание подвижных форм NPK в почве, внесение N₁₀P₁₀K₁₀ + 5,6 т/ га навоза – повышенное содержание гумуса, обе системы способствовали созданию лучших в опыте кислотно-основных свойств. К 10-й ротации в этих же вариантах отмечали наилучшие показатели почвенного плодородия: N₃₀P₃₀K₃₀ + 2,8 т/ га навоза – обеспеченность P₂O₅, а N₁₀P₁₀K₁₀ + 5,6 т/ га навоза – высокое содержание K₂O, гумуса и ЕКО.

Применение удобрений в течении длительного срока в наибольшей степени способствовало повышению урожайности основной продукции ячменя и овса, в несколько меньшей – сахарной свеклы и озимой пшеницы. Одновременно наблюдали небольшое повышение доли побочной продукции (соломы, листьев), сильнее всего у ячменя, менее всего – у сахарной свеклы.

Результатом длительного внесения удобрений и сопряженного с ним роста почвенного плодородия стало увеличение продуктивности 1 га пашни 9-польного зерносвекловичного севооборота на 0,25…0,73 тыс. зерн. ед./ га.

Длительное применение системы удобрения с насыщенностью 1 га пашни N₃₀P₃₀K₃₀ + 2,8 т/ га навоза, обеспечиваемое двукратным внесением за ротацию по N₁₃₅P₁₃₅K₁₃₅ под сахарную свеклу в сочетании с однократным – 25 т/ га навоза в пару, способствует формированию близких к оптимальным показателей плодородия выщелоченного чернозема, высокой урожайности культур и продуктивности 1 га пашни зерносвекловичного севооборота. Такая схема может быть рекомендована к широкому использованию в ЦЧР.

ФИНАНСИРОВАНИЕ РАБОТЫ.

Работа финансировалась за счет средств бюджета ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара им. А. Л. Мазлумова». Никаких дополнительных грантов на проведение или руководство этим исследованием получено не было.

СОБЛЮДЕНИЕ ЭТИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ.

В работе отсутствуют исследования человека или животных.

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ.

Авторы работы заявляют, что у них нет конфликта интересов.

About the authors

O. A. Minakova

Mazlumov All-Russian Research Institute of Sugar Beet and Sugar

Author for correspondence.
Email: olalmin2@rambler.ru

Dr. Sci. (Agr.)

Russian Federation, 396030, Voronezhskaya obl., Ramonskii r-n, pos. VNIISS, 86

L. V. Alexandrova

Mazlumov All-Russian Research Institute of Sugar Beet and Sugar

Email: olalmin2@rambler.ru
Russian Federation, 396030, Voronezhskaya obl., Ramonskii r-n, pos. VNIISS, 86

V. M. Vilkov

Mazlumov All-Russian Research Institute of Sugar Beet and Sugar

Email: olalmin2@rambler.ru
Russian Federation, 396030, Voronezhskaya obl., Ramonskii r-n, pos. VNIISS, 86

References

Supplementary files