УДК 631.816 Внесение удобрений
УДК 631 Общие вопросы сельского хозяйства
Исследования проводили с целью изучения влияния разных форм удобрений и их сочетаний на содержание подвижных форм основных элементов питания в почве и урожайность овса. Работу выполняли в лесостепи Поволжья в 2019–2021 гг. Объекты изучения: черноземная тяжелосуглинистая почва, растения овса сорта Рысак. Схема опыта предполагала изучение следующих вариантов: основное азотное удобрение (фактор А) – без азотных удобрений, аммиачная селитра (N34,4); припосевное сложное удобрение (фактор В) – без удобрений, БисолбиФит, азофоска в полной дозе (N15P15K15), азофоска биомодифицированная в полной (N15P15K15м) и половинной (N7,5P7,5K7,5м) дозах. Полевой опыт закладывали в 3-кратной повторности в севообороте чистый пар – озимая пшеница – яровая пшеница – ячмень – овёс. Наиболее рациональным было сочетание N15P15K15м с внесением аммиачной селитры, обеспечивающее формирование средней за годы исследований урожайности овса на уровне 2,71 т/га. Все изучаемые в опыте удобрения приводили к повышению величины этого показателя, которая составляла на фоне без азота 2,28…2,28 т/га, с азотом – 2,50…2,64 т/га. Лучшую нитрификационную способность на фоне без азота отмечали в варианте с биомодифицированной азофоской (N15P15K15м), в котором содержание нитратного азота в почве было на 41,0 % выше, чем в варианте без удобрений. При применении БисолбиФита величина этого показателя возрастала на 21,4 %, в вариантах с N15P15K15 и N7,5P7,5K7,5м – на 16,0…16,7 %. Биомодифицированная азофоска способствовала улучшению обеспеченности почвы под овсом подвижным фосфором и калием соответственно на 4,3…4,9 и 4,0…5,6 %, по сравнению с другими вариантами. При внесении аммиачной селитры в дозе N34,4 содержание нитратного азота, по сравнению с фоном, где азотные удобрения не применяли, в среднем по фону увеличилось на 5,1 %, подвижного фосфора и калия – соответственно на 1,7 % и 12,6 %.
азофоска, аммиачная селитра, БисолбиФит, овёс (Avena sativa L.), элементы питания, урожайность
Введение. От условий минерального питания напрямую зависит рост и развитие сельскохозяйственных культур. Улучшить их можно путем применения удобрений [1, 2, 3]. В последние годы, помимо минеральных удобрений, важное значение приобретают бактериальные препараты, в состав которых входит один или несколько видов микроорганизмов, способных стимулировать рост и развитие растений вследствие поглощения атмосферного азота и выработки различных стимулирующих веществ [4, 5, 6].
В современных системах сельскохозяйственного производства особое значение приобретает совместное применение минеральных удобрений и бактериальных препаратов. Путём их смешивания возможно получение ценных комплексных удобрений, использование которых значительно улучшает баланс азота в почве, дает возможность снижать дозы минеральных удобрений и тем самым предотвращать загрязнение почвы, водоемов и растений избыточным количеством нитратов. На этой основе одним из важных вопросов агрохимии становится разработка рациональных способов и дозировок их применения [7, 8, 9]. Биомодифицированные минеральные удобрения представляют собой комплексные гранулированные удобрения с макроэлементами и микроорганизмами в составе, применяемые для повышения эффективности корневого питания и стимуляции роста растений. Их вносят перед посевом или во время его проведения. Кроме того, такие удобрения обладают дополнительным защитным действием, что обусловлено жизнедеятельностью бактерии Bacillus subtilis штамм Ч–13. Эти удобрения можно применять без ограничений под все виды сельскохозяйственных культур [10, 11, 12]. Необходимость проведения наших исследований определила недостаточность сведений о эффективности биомодифицированных удобрениях в условиях Среднего Поволжья.
Цель исследований – изучить влияние минеральных и биоминеральных удобрений и биопрепарата БисолбиФит на питательный режим чернозёма выщелоченного и урожайность овса.
Условия, материалы и методы. Работу выполняли на базе длительного стационарного опыта, заложенного на опытном поле Ульяновского НИИСХ. Почва – чернозем выщелоченный, тяжелосуглинистый с содержанием гумуса 6,43 %, общего азота – 0,26 %, подвижного фосфора и калия (по Чирикову) – соответственно 228 мг/кг и 117 мг/кг. В эксперименте использовали универсальное комплексное азотно-фосфорно-калийное удобрение – азофоску (N15P15K15), аммиачную селитру с содержанием общего азота не менее 34,4 % и биологический препарат БисолбиФит на основе ризосферных бактерий Bacillus subtilis штамма Ч-13. Исследования проводили в посевах овса сорта Рысак.
Схема опыта предполагала изучение следующих вариантов:
основное (допосевное) азотное удобрение (фактор А) – без удобрений (N0), аммиачная селитра (N34,4);
припосевное комплексное удобрение (фактор В) – без удобрений (0), БисолбиФит; азофоска в полной дозе (N15P15K15), азофоска биомодифицированная в полной дозе (N15P15K15м), азофоска биомодифицированная в половинной дозе (N7,5P7,5K7,5м).
Приготовление биоминеральных удобрений осуществляли смешиванием азофоски с биологическим препаратом БисолбиФит (порошкообразная форма) в день применения из расчёта 4 кг на 1 т удобрения.
За день до посева семена овса в темном помещении обрабатывали БисолбиФитом нормой 400…600 г/т. Кроме того, проводили опрыскивание двукратное (фазы кущения и выхода в трубку) вегетирующих растений жидкой формой БисолбиФита в дозе 1 л/га с расходом рабочего раствора 200 л/га.
Обработка почвы на опытных делянках включала вспашку, весеннее боронование, предпосевную культивацию. Комплексное минеральное и биоминеральное удобрения вносили в рядки при посеве, фоновое удобрение и аммиачную селитру – под предпосевную культивацию. Повторность опыта 3-кратная. Расположение делянок – систематическое. Общая площадь опытной делянки 145 м2, учётная – 100 м2. Предшественник – ячмень.
Содержание нитратного азота в почве определяли дисульфофеноловым методом по Грандваль-Ляжу (ГОСТ 26951-86); подвижных соединений фосфора и калия – методом Чирикова в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26204-91). Образцы почвы отбирали ежегодно из слоя 0…30 см буром Малькова весной – в фазе кущения, осенью – в фазе полной спелости культуры.
Урожайность зерна определяли методом сплошного учета с пересчетом на 14 %-ную влажность и 100 %-ную чистоту. Статистическую обработку экспериментальных данных проводили методом дисперсионного анализа с использованием программы AGROS 209.
Основные метеорологические данные (среднесуточные температуры воздуха и суммы осадков) были предоставлены агрометеорологическим постом Тимирязевский (табл. 1)
Таблица 1 – Метеоусловия в период проведения исследований
|
Месяцы |
Температура, ° С |
Осадки, мм |
|||||
|
2019 г. |
2020 г. |
2021 г. |
2019 г. |
2020 г. |
2021 г. |
||
|
Май |
норма |
13,5 |
44,0 |
||||
|
факт |
17,4 |
13,9 |
18,9 |
20,0 |
51,9 |
54,6 |
|
|
Июнь |
норма |
18,2 |
62,0 |
||||
|
факт |
19,8 |
17,9 |
22,5 |
26,5 |
121,8 |
5,9 |
|
|
Июль |
норма |
19,5 |
58,0 |
||||
|
факт |
19,4 |
22,5 |
22,0 |
60,1 |
10,6 |
66,8 |
|
|
Август |
|
17,1 |
59,0 |
||||
|
факт |
17,4 |
17,9 |
22,8 |
113,7 |
102,7 |
15,7 |
|
|
ГТК (норма) |
1,0 |
||||||
|
ГТК (факт) |
2019=0,9 2020=1,3 2021=0,5 |
||||||
Результаты и обсуждение. Под действием припосевного удобрения на фоне без аммиачной селитры содержание нитратного азота в пахотном слое почвы увеличивалось, по отношению к контрольному варианту, на 2,2…5,3 мг/кг почвы, или на 15,9…38,4 % (табл. 2). При этом преимущество имели варианты с использованием биоминеральных удобрений, в почве которых содержание нитратного азота варьировало от 17,1 до 19,1 мг/кг. При основном внесении N34,4 под предпосевную культивацию питательный режим почвы улучшался. Количество нитратного азота, по сравнению с фоном без удобрений, в варианте без припосевного удобрения повышалось с 13,8 до 15,4 мг/кг, а при использовании азофоски и биопрепарата БисолбиФит – с 16,3 до 17,1 мг/кг почвы. В вариантах с биомодифицированными удобрениями в полной и половинной дозах количество нитратного азота составляло от 17,1 до 19,8 мг/кг почвы. Содержание нитратного азота в почве подвергалось значительным сезонным изменением. Максимальное в опыте его количество отмечали в начальные фазы развития овса, к фазе полной спелости величина этого показателя уменьшалась на 5,9…10,1 мг/кг почвы, что может быть связано с особенностями минерального питания и активным потреблением азота растениями.
Таблица 2 – Динамика содержания подвижных форм азота, фосфора и калия в слое почвы 0…30 см в зависимости от видов и сочетаний удобрений (среднее за 2019–2021 гг.), мг/кг
|
Основое удобрение (фактор А) |
Припосевное удобрение (фактор В) |
N-NO3 |
P2O5 |
K2O |
|||
|
кущение |
полная спелость |
кущение |
полная спелость |
кущение |
полная спелость |
||
|
N0 |
0 |
13,8 |
7,9 |
246,0 |
193,0 |
99,0 |
83,0 |
|
БисолбиФит |
16,3 |
8,1 |
261,0 |
196,0 |
103,0 |
97,0 |
|
|
N15P15K15 |
16,9 |
8,1 |
261,0 |
208,0 |
104,0 |
101,0 |
|
|
N15P15K15м |
19,1 |
9,0 |
273,0 |
215,0 |
107,0 |
101,0 |
|
|
N7,5P7,5K7,5м |
17,1 |
8,3 |
262,0 |
208,0 |
104,0 |
99,0 |
|
|
среднее |
16,6 |
8,3 |
260,6 |
204,0 |
103,4 |
96,2 |
|
|
N34,4 |
0 |
15,4 |
8,6 |
252,0 |
206,0 |
111,0 |
85,0 |
|
БисолбиФит |
16,7 |
9,4 |
264,0 |
211,0 |
114,0 |
99,0 |
|
|
N15P15K15 |
17,4 |
9,6 |
266,0 |
218,0 |
118,0 |
109,0 |
|
|
N15P15K15м |
19,8 |
10,4 |
276,0 |
218,0 |
121,0 |
110,0 |
|
|
N7,5P7,5K7,5м |
17,4 |
9,6 |
266,0 |
216,0 |
116,0 |
109,0 |
|
|
среднее |
17,3 |
9,6 |
264,8 |
213,8 |
116,0 |
102,4 |
|
|
Среднее |
0 |
14,6 |
8,3 |
249,0 |
200,0 |
105,0 |
84,0 |
|
БисолбиФит |
16,5 |
8,8 |
263,0 |
204,0 |
109,0 |
98,0 |
|
|
N15P15K15 |
17,2 |
8,9 |
264,0 |
213,0 |
111,0 |
105,0 |
|
|
N15P15K15м |
19,5 |
9,7 |
275,0 |
217,0 |
114,0 |
106,0 |
|
|
N7,5P7,5K7,5м |
17,3 |
9,0 |
264,0 |
212,0 |
110,0 |
104,0 |
|
|
среднее |
17,0 |
8,9 |
263,0 |
209,0 |
110,0 |
99,4 |
|
|
НСР05 для факторов |
А В АВ |
0,25 0,39 0,56 |
0,20 0,36 0,51 |
1,92 3,04 4,01 |
2,63 4,15 5,87 |
2,23 3,52 2,93 |
1,56 2,46 3,48 |
Содержание фосфора в почве в наших опытах варьировало от 193 до 276 мг/кг, что соответствует высокой и очень высокой обеспеченности. Весной под посевами величина этого показателя в слое 0...30 см составляла 246…276 мг/кг. Припосевное внесение азофоски и БисолбиФита приводило к увеличению количества фосфора в почве c 246 до 273 мг/кг на неудобренном фоне и c 252 до 276 мг/кг на фоне с внесением аммиачной селитры. Максимальное содержание подвижного фосфора зафиксировано в варианте, в котором на гранулы азофоски был нанесён биопрепарат (N15P15K15м), оно составило 273…276 мг/кг почвы. При инокуляции семян БисолбиФитом, внесении азофоски обычной (N15P15K15) и биомодифицированной в половинной дозе (по 7,5 кг д.в.) величина этого показателя была приблизительно одинаковой. К концу вегетации овса отмечали снижение количества фосфора в почве, что связано с выносом его растениями.
Основным источником калийного питания для растений выступает обменный калий [13, 14]. На чернозёмных почвах в связи с высокой насыщенностью двухвалентными катионами он почти не накапливается и составляет всего 1...3 %.
Наибольшее количество подвижного калия в почве в нашем опыте обеспечивало совместное применение минерального и бактериального удобрений, при котором коэффициент усвоения элемента был выше, чем в других вариантах. Под действием изучаемых удобрений и биопрепарата уже в самом начале вегетации содержание подвижного калия возрастало, по сравнению с контролем, на неудобренном на 4,0…8,0 мг/кг почвы, на удобренном – на 12,0…22,0 мг/кг. К концу вегетации величина этого показателя вследствие потребления калия растениями овса снижалась на 3…26 мг/кг, но эффект от удобрений сохранялся. Наибольшее в опыте содержание подвижного калия, как и фосфора, отмечено в варианте с биомодифицированной азофоской, как без основного азотного удобрения, так и на фоне с его применением.
Улучшение питательного режима почвы в опыте под действием различных форм удобрений и биопрепарата оказало влияние на урожайность овса (табл. 3).
Таблица 3 – Урожайность овса в зависимости от видов удобрений и их сочетаний (среднее за 2019–2021 гг.), т/га
|
Основное удобрение (фактор А) |
Припосевное удобрение (фактор В) |
Урожайность, т/га |
Прибавка к контролю |
|
|
т/га |
% |
|||
|
N0 |
0 |
2,15 |
– |
– |
|
БисолбиФит |
2,20 |
0,05 |
2,3 |
|
|
N15P15K15 |
2,28 |
0,13 |
6,0 |
|
|
N15P15K15м |
2,30 |
0,15 |
7,0 |
|
|
N7,5P7,5K7,5м |
2,28 |
0,13 |
6,0 |
|
|
среднее |
2,24 |
|
|
|
|
N34,4 |
0 |
2,43 |
– |
– |
|
БисолбиФит |
2,50 |
0,07 |
2,9 |
|
|
N15P15K15 |
2,61 |
0,18 |
7,4 |
|
|
N15P15K15м |
2,71 |
0,28 |
11,5 |
|
|
N7,5P7,5K7,5м |
2,64 |
0,21 |
8,6 |
|
|
среднее |
2,57 |
|
|
|
|
НСР05 |
Фактор А – 0,03; Фактор В – 0,04; Фактор АВ – 0,06 |
|||
Минеральные удобрения и биопрепарат повышали урожайность овса. В зависимости от вида удобрений прибавка составляла 0,05…0,28 т/га (2,3…11,5 %). Припосевное внесение биомодифицированной азофоски в полной дозе (N15P15K15м) обеспечило самую высокую урожайность – 2,30 т/га на фоне без азотных удобрений и 2,71 т/га на удобренном фоне. Сбор зерна овса в среднем по фону с применением аммиачной селитры составила 2,57 т/га против 2,24 т/га без основного внесения удобрений, что на 14,7 % больше. Азофоска обычная в полной дозе (N15P15K15) и биомодифицированная в половинной дозе (по 7,5 кг д.в.) также обеспечили сравнительно высокую прибавку урожая – 0,13...0,21 т/га. Наименьшие в опыте прибавки отмечены в варианте с инокуляцией семян овса биологическим препаратом БисолбиФит
Выводы. Применение азофоски, аммиачной селитры и биопрепарата БисолбиФит способствовало улучшению питательного режима почвы, содержание подвижных форм азота возрастало в среднем на 25,7 %, фосфора – на 7,5 %, калия – на 12,0 %, по отношению к варианту без удобрений. Во всех экспериментальных вариантах при внесении удобрений прибавка урожайности составляла 0,05...0,28 т/га (2,3…11,5 %).
Наибольший в опыте сбор зерна овса и лучшая обеспеченность почвы подвижными формами основных элементов питания отмечены в варианте с внесением биомодифицированной азофоски в дозе по 15 кг д.в./га.
1. Урожайность ячменя в условиях центрального Черноземья в зависимости от уровня удобренности и степени биологизации в севооборотах / А. С. Акименко, В. И. Свиридов, Н. В. Долгополова и др. // Земледелие. 2022. № 6. С. 3-7. doi:https://doi.org/10.24412/0044-3913-2022-6-3-7.
2. Цыгуткин А. С., Васбиева М. Г., Шишков Д. Г. Особенности постановки полевого опыта с минеральными удобрениями на основе неполной факториальной схемы 1/9 (6x6x6) // Земледелие. 2022. № 6. С. 22-25. doi:https://doi.org/10.24412/0044-3913-2022-6-22-26.
3. Шафран С.А. Совершенствование нормативно-справочной базы для определения потребности сельскохозяйственных культур в минеральных удобрениях // Агрохимия. 2019. № 7. С. 27-34. doi:https://doi.org/10.1134/s000218811907011.
4. Ohkama-Ohtsu N., Wasaki J. Recent progress in plant nutrition research: cross-talk between nutrients, plant physiology and soil microorganisms // Plant Cell Physiol. 2010. Vol. 51. P. 1255-1264.
5. Савдур С. Н., Шарипова Р. Т., Дмитриева П. А. Моделирование системы производства биопрепаратов для растениеводства // Биологическая защита растений с использованием геномных технологий: Сб. науч. тр. по материалам I Всероссийской научно-практической конференции. Казанский государственный аграрный университет (Казань). 2022. С. 241-247.
6. Van Loon L. C. Plant responses to plant growth_promoting rhizobacteria // Eur. J. Plant Pathol. 2007. Vol. 119. P. 243-254.
7. Чуян Н. А., Брескина Г. М., Кузнецов А. А. Изменение биологической активности чернозёма типичного от действия биопрепаратов и минеральных удобрений // Международный сельскохозяйственный журнал. 2021. № 1 (379). С. 12-16. doi:https://doi.org/10.24412/2587-6740-2021-1-12-16.
8. Zavalin A. A., Vinogradova L. V. Geographical regularities of effect of inoculation with associative diazo-trophs on the productivity of cereals // Plant microbial interaction: positive interactions in relation to crop productionand utilization, aspects of applied Biology. 2001. Vol. 63. P. 123-127.
9. Гаврилова А. Ю., Чернова Л. С., Завалин А. А. Влияние сложных минеральных удобрений и биопрепарата БисолбиФит на урожайность и качество зерна ярового ячменя // Плодородие. 2019. № 4 (109). С. 3-5. doi: 10. 25680/519948603.2019.109.01.
10. Сайдяшева Г. В., Зайцева К. Г. Эффективность биоминерального удобрения микробиологического препарата на яровом ячмене в условиях лесостепи Поволжья // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2021. Т. 16. № 2 (62). С. 39-42. doi:https://doi.org/10.12737/2073-0462-2021-30-42.
11. Влияние биомодифицированных минеральных удобрений на продуктивность агробиоценоза / Н. В. Сухова, С. Ю. Ефремова, С. В. Визирская и др. // Самарский научный вестник. 2022. Т. 11. № 2. С. 124-129. doihttps://doi.org/10.55355/snv2022111218.
12. Лещёва Л. А. Влияние биоминерального удобрения на формирование биометрических показателей и урожайность овса в условиях Приобской лесостепи // Вестник молодёжной науки Алтайского государственного аграрного университета. 2022. № 2. С. 17-21.
13. Важенин И. Г., Карасёва Г. И. О формах калия в почве и калийном питании // Почвоведение. 1959. № 3. С. 12-21.
14. Воспроизводство плодородия почв, продуктивность и энергетическая эффективность севооборотов / А. П. Карабутов, В. Д. Соловиченко, В. В. Никитин. и др. // Земледелие. 2019. № 2. С. 3-7. doi:10. 24411/0044-3913-2019-10201.
