В целях повышения урожайности культур звена севооборота, требуется четко разделять формы питательных элементов, в частности фосфатов, потребляемых растениями. Природный запас фосфатов определяется характером почвообразовательного процесса и содержанием его в материнских породах. Пополнение запасов фосфатов в почве происходит исключительно за счет внесения фосфорсодержащих удобрений. В зависимости от типа почв, её химического состава фосфор, внесенный в почву, претерпевает различные превращения. Внесение фосфорсодержащих удобрений увеличивает содержание в почве как валового фосфора, так и его различных минеральных форм [1,2,5,6].
Цель исследования - изучение влияния системы удобрения на содержание фосфатов в метровом профиле чернозема выщелоченного и продуктивность озимой пшеницы.
Материал и методы исследования - системы удобрения, изучаемые в опыте:
1) рекомендованная - насыщенность звена севооборота NPK 86 кг/га, в.т.ч. N37P43K7 при соотношении N:P:K=1:1,16:0,19;
2) биологизированная - насыщенность звена севооборота NPK 63 кг/га, в.т.ч. N53P10K0 при соотношении N:P:K=1:0,19:0+3,6 т/га соломы;
3) расчетная - насыщенность звена севооборота NPK 132 кг/га, в.т.ч. N67P65K0 при соотношении N:P:K=1:0,97:0. Нормы, соотношения дозы по способам внесения удобрений устанавливаются по результатам текущих анализов; растительной диагностики, рассчитываются по формулам В.В. Агеева. Повторность опыта трехкратная. Размер делянок 108 м2. Учетная площадь делянки 50 м2. В опыте использовались минеральные удобрения аммиачная селитра, аммофос, калий хлористый, озимая пшеница Зерноградка 11.
Исследования проводились в 2006-2008 сельскохозяйственных годах в экспериментальном севообороте Ставропольского государственного аграрного университета. Почва опытного участка - чернозем выщелоченный, среднемощный, тяжелосуглинистый.
Результаты исследования - содержание практически всех форм извлекаемых фосфатов в метровом профиле почвы на расчетной системе удобрения превышает показатели контрольного варианта. Расчетная система удобрения в слое почвы 0-10 см по содержанию водорастворимых фосфатов превышает показатель контрольного варианта на 50 % и составляет 2 мг/кг почвы. В следующем слое почвы (11-20 см) на контрольном варианте в отличие от расчетной системы удобрения (2 мг/кг) содержания водорастворимых фосфатов не выявлено. Вниз по профилю почвы водорастворимые формы отсутствовали как на контроле, так и на варианте с расчетной системой удобрения (таблица 1).
Таблица 1
Влияние расчетной системы удобрения на динамику содержания форм фосфатов (мг/кг) в 0-100 см слое почвы
|
Слой почвы |
Контроль |
Расчетная |
||||||||
|
Внесено с удобрениями |
Фракции фосфора |
Внесено с удобрениями |
Фракции фосфора |
|||||||
|
Водорастворимые |
Фосфаты алюминия (Al-P) |
Фосфаты железа (Fe-P) |
Фосфаты кальция (Ca-P) |
Водорастворимые |
Фосфаты алюминия (Al-P) |
Фосфаты железа (Fe-P) |
Фосфаты кальция (Ca-P) |
|||
|
0-10 |
0
|
1 |
88 |
142 |
89 |
NPK 132 кг/га, в.т.ч. N67P65K0 при соотношении N:P:K = 1:0,97:0. |
2 |
104 |
165 |
105 |
|
11-20 |
0 |
76 |
127 |
73 |
2 |
85 |
150 |
87 |
||
|
21-40 |
0 |
112 |
237 |
134 |
0 |
134 |
252 |
151 |
||
|
41-60 |
0 |
81 |
225 |
102 |
0 |
96 |
238 |
114 |
||
|
61-80 |
0 |
64 |
189 |
96 |
0 |
73 |
192 |
104 |
||
|
81-100 |
0 |
55 |
157 |
87 |
0 |
62 |
158 |
94 |
||
Содержание алюмофосфатов на расчетной системе удобрения превышало показатели контрольного варианта на 7-22 мг/кг почвы. Так, верхний слой почвы на расчетной системе увеличивал содержание фосфатов алюминия на 16 мг/кг, слой почвы 11-20 см обеспечил увеличение на 9 мг/кг, в слое почвы 21-40 см увеличение составило 22 мг/кг почвы. В низлежащих слоях также отмечено увеличение содержания алюмофосфатов на 7-15 мг/кг почвы. Следует отметить, что наиболее высокое содержание фосфатов алюминия отмечено в верхнем, пахотном горизонте почвы.
В свою очередь, количество фосфатов железа превышало содержание алюмофосфатов в два, а в некоторых слоях и в три раза независимо от того, применялись удобрения или нет. Расчетная система удобрения увеличивала содержание фосфатов железа относительно контроля на 1-23 мг/кг почвы.
Максимальное увеличение железофосфатов отмечено в слоях почвы 0-10 и 11-20 см - 23 мг/кг. В следующем слое почвы (21-40 см) увеличение содержания фосфатов железа снижается и составляет лишь 15 мг/кг почвы.
Слой почвы 41-60 см характеризуется увеличением фосфатов железа на расчетной системе относительно контроля на 13 мг/кг. В нижних слоях почвы отмечено незначительное увеличение железофосфатов, на 1-3 мг/кг.
Содержание фосфатов кальция типа ди-три-октакальций фосфата, аппатита, а также фосфатов железа и алюминия, переосажденных в других вытяжках, на расчетной системе удобрения было выше, чем на контроле, на 7-16 мг/кг. Как и в предыдущих трех вытяжках, максимальное количество фракции, как и увеличение, относительно контроля отмечено в верхних горизонтах почвы. Наибольшее увеличение (16 мг/кг почвы) труднорастворимых фосфатов отмечалось в слое почвы 0-10 см. В слоях почвы 11-20, 21-40 и 41 см увеличение показателя расчетной системы относительно контроля находилось приблизительно на одном уровне и составляло соответственно 14, 17 и 12 мг/кг почвы. В глубоких слоях почвы, 61-80 и 81-100 см, увеличение труднодоступных фосфатов кальция было незначительным, на 8 и 7 мг/кг почвы соответственно.
Поглощение элементов питания растениями озимой пшеницы зависит от плодородия почвы и предшественников. Озимая пшеница обладает большими потенциальными возможностями в формировании урожая, реализация которых возможна на основе создания оптимальных условий питания [3,4].
Таблица 2
Влияние систем удобрения на динамику содержания подвижного фосфора (мг/кг) в 0-20 см слое почвы в посевах озимой пшеницы, 2006-2008 гг.
|
Система удобрения, А |
Срок отбора, В |
А, НСР05 = 2,8 |
||||
|
До посева |
Кущение |
Выход в трубку |
Колошение |
Полная спелость |
||
|
Контроль |
23,4 |
20,2 |
17,1 |
15,9 |
14,5 |
18,2 |
|
Рекомендованная |
28,7 |
26,1 |
23,3 |
20,3 |
18,9 |
23,5 |
|
Биологизированная |
24,1 |
22,3 |
20,8 |
19,9 |
17,4 |
20,9 |
|
Расчетная |
38,2 |
35,8 |
30,9 |
29,1 |
25,9 |
32,0 |
|
В, НСР 05 = 1,2 |
28,6 |
26,1 |
23,0 |
21,3 |
19,2 |
НСР05 = 4,0 Sх = 4,7 |
Максимальное содержание подвижного фосфора на всех фонах питания отмечалось перед посевом, в дальнейшем от фазы кущения содержание фосфора имело единый ход, это неуклонное снижение с достижением минимальных значений к фазе полной спелости.
Влияние систем удобрения на содержание подвижного фосфора в 0-20 см слое на черноземе выщелоченном под озимой пшеницей в годы проведения исследований имело следующий вид: максимальное содержание фосфатов на всех вариантах опыта нами отмечалось в 2006 г., но разница по сравнению с 2007 и 2008 гг. была незначительной. Тем не менее, все изучаемые в опыте системы удобрения существенно увеличивали концентрацию подвижных фосфатов, и разница с контролем в зависимости от фазы развития озимой пшеницы составляла 2,1-10,3 мг/кг почвы.
Расчётная система удобрения способствовала достоверному увеличению содержания подвижного фосфора не только по сравнению с контролем, но и по сравнению с другими системами удобрения, изучаемыми в опыте. Более того, обеспеченность подвижным фосфором на варианте с расчётной системой относится к повышенному содержанию, в то время как на других вариантах - к среднему. Разница между показателями рекомендованной и биологизированной систем не существенна: на протяжении вегетации озимой пшеницы отмечалось преимущество расчетной системы удобрения, и разница по фазам развития составила от 7,0 до 9,7 мг/кг почвы, в зависимости от систем удобрения разница по сравнению с контролем составила 13,8 мг/кг почвы, по сравнению с биологизированной и рекомендованной системами - 12 и 8,5 мг/кг почвы соответственно.
Таблица 3
Влияние систем удобрения на урожайность зерна озимой пшеницы (т/га) на черноземе выщелоченном, 2006-2008 гг.
|
Система удобрения |
Годы исследований |
|||
|
2006 |
2007 |
2008 |
Среднее за 2006-2008гг. |
|
|
Контроль |
2,92 |
2,71 |
4,20 |
3,28 |
|
Рекомендованная |
4,77 |
4,41 |
5,29 |
4,82 |
|
Биологизированная |
4,27 |
4,12 |
4,89 |
4,43 |
|
Расчетная |
5,52 |
4,65 |
5,98 |
5,38 |
|
НСР05 |
0,43 |
0,42 |
0,41 |
- |
Погодные условия в зоне проведения исследований оказали значительное влияние на урожайность озимой пшеницы после предшественника горох. Изучаемые системы удобрения относительно контроля обеспечивали достоверную прибавку (30-71 %) зерна озимой пшеницы после предшественника горох, и разница составила в 2006 г. - 18-46, в 2007 г. - 63-89, в 2008 г. - 16-42, в среднем за 2006-2008 гг. - 35-64 %. Максимальная урожайность культуры отмечалась на вариантах с расчетной системой удобрений и внесением непосредственно под культуру N98P78 - 5,38 т/га, которая в среднем за три года оказалась ниже расчетного уровня (6,0 т/га) на 10 %. Рекомендованная (N70P40) и биологизированная (солома 2,4т/га + + N60P10) системы удобрения существенно (47 и 35 % соответственно) увеличивали урожайность культуры относительно естественного агрохимического фона, но достоверно (12-21 %) уступали урожайности на расчетной системе удобрений.
Выводы и заключение - проанализировав данные по влиянию систем удобрения на динамику форм фосфатов на черноземе выщелоченном, мы пришли к выводу, что минеральные удобрения, вносимые в течение трех ротаций севооборота, способствовали накоплению на расчетной системе удобрения относительно контрольного варианта практически всех фракций фосфора. Следует особо отметить, что основное увеличение форм фосфора и их аккумуляция отмечены в верхних слоях почвы, что можно объяснить большей биомассой растений и корневой системы и как следствие корневых выделений. Как показали исследования, труднорастрастворимые фосфаты железа и кальция являются преобладающими, в разы превышая доступные для растений водорастворимые фосфаты и фосфаты алюминия. Расчётная система удобрения способствовала достоверному увеличению содержания подвижного фосфора не только по сравнению с контролем, но и по сравнению с другими системами удобрения, изучаемыми в опыте. Разница между показателями рекомендованной и биологизированной систем не существенна: на протяжении вегетации озимой пшеницы отмечалось преимущество расчетной системы удобрения, и разница в зависимости от систем удобрения составила 13,8 мг/кг почвы, по сравнению с биологизированной и рекомендованной системами - 12 и 8,5 мг/кг почвы соответственно. Урожайность озимой пшеницы показала максимальный результат с примененением расчетной системы удобрения и внесением непосредственно под культуру N98P78 - 5,38 т/га. Рекомендованная (N70P40) и биологизированная (солома 2,4т/га + N60P10) системы удобрения существенно (47 и 35 % соответственно) увеличивали урожайность культуры относительно естественного агрохимического фона, но достоверно (12-21 %) уступали урожайности на расчетной системе удобрений.
Рецензенты:
Подколзин А.И., д.б.н., профессор, директор федерального государственного бюджетного учреждения государственный центр агрохимической службы «Ставропольский» (ФГБУ ГЦАС «Ставропольский»), г. Ставрополь;
Цховребов В.С., д.с.-х.н., профессор, заведующий кафедрой почвоведения им. В.И. Тюльпанова ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет», г. Ставроль.