Агрохимия, 2022, № 1, стр. 32-38

ВВЕДЕНИЕ

В начале XXI века обострилась мировая ситуация обеспечения населения большинства стран мира полноценной сельскохозяйственной продукцией. Стремительное увеличение населения планеты при значительном ухудшении экологической обстановки в мире привели к двум взаимно противоположным тенденциям.

С одной стороны, наиболее богатая часть населения Европы и Северной Америки провозгласила переход к “органическому земледелию”, при котором запрещается применение химических удобрений, генно-модифицированных организмов, регуляторов роста и пестицидов. С другой стороны, массово применяются интенсивные технологии с использованием измельченных до наночастиц удобрений, новых гибридов, капельного орошения, фертигации растворимыми комплексными удобрениями с микроэлементами и аминокислотами, которые позволяют в разы увеличить урожайность сельскохозяйственных культур, особенно овощей. Химическая промышленность России в этой ситуации поставляет в страны с интенсивным земледелием до 90% произведенных минеральных удобрений, оставляя себе только малую часть, несмотря на ухудшение плодородия собственных пахотных земель из-за дефицита удобрений [1–5].

В российском овощеводстве до настоящего времени отсутствуют утвержденные нормативы производства органической продукции. Частично разработана технология получения экологически безопасных овощей, отвечающих требованиям продуктов здорового питания [6, 7].

До настоящего времени оценку произведенной продукции, полученной при применении всех систем удобрения сельскохозяйственных культур, проводили по величине урожайности, товарному и биохимическому качеству продукции.

Отдел земледелия и агрохимии ВНИИО – филиала ФНЦО с 1990 по 2020 г. проводил многолетние стационарные и краткосрочные опыты по изучению различных систем удобрения овощных культур в различных почвенно-климатических зонах страны. Была разработана органо-минерально-биологическая система удобрения овощных культур, которая позволяет дать комплексную оценку произведенной продукции по расширенному списку показателей и сравнить ее с другими системами удобрения. Кроме урожайности, товарного и биохимического качества, необходимо учитывать устойчивость продукции к болезням и ее лежкость в период зимнего хранения. Такая комплексная оценка гарантирует экологическую чистоту произведенных овощей, а также охрану плодородия почв и окружающей среды от загрязнения нитратами и другими токсикантами [7–9]. Предлагаемая детальная оценка различных систем удобрения в российском овощеводстве проведена впервые и позволяет сделать более надежные прогнозы их эффективности. Цель работы –комплексная оценка различных систем удобрения овощных культур для получения высококачественной и лежкой продукции при сохранении высокого уровня плодородия почв.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование отдела земледелия и агрохимии Всероссийского НИИ овощеводства (с 2016 г. – филиал ФНЦО) было проведено на дерново-подзолистых окультуренных аллювиальных луговых почвах в Московской обл., Воронежской ООС ВНИИО – на типичных черноземах Воронежской обл., Бирючекутской ООС ВНИИО – на обыкновенных черноземах Ростовской обл., Западно-Сибирской ООС ВНИИО – на выщелоченных черноземах Алтайского края, Приморской ООС ВНИИО – на бурых лесных почвах Приморского края, т.е. в основных почвенно-климатических зонах страны. Агрохимическая характеристика почв представлена в табл. 1. Работы осуществляли на базе многолетних стационарных и краткосрочных опытов под методическим руководством ВНИИО.

В этом исследовании провели сравнительную оценку минеральной, органической и органо-минеральной систем удобрения овощных культур в условиях овоще-кормовых или овоще-сидеральных севооборотов. Обязательно проводили детальные анализы плодородия почв, товарного и биохимического качества продукции, а в Московской обл. также учитывали лежкость овощей при зимнем хранении, поражение их болезнями и изменение основных показателей качества в процессе хранения. Более подробно методика исследования описана в монографии [7].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты учета урожайности овощных культур в севооборотах различных почвенно-климатических зон опытных станций ВНИИО за последние 20 лет (табл. 2) показали, что органическая система удобрения увеличивала урожайность на 19–47, минеральная – на 21–47, органо-минеральная – на 19–53%, но наиболее перспективной была органо-минерально-биологическая система (NPK + + навоз + сидераты), которая не только увеличивала продуктивность овоще-сидерального севооборота (на 36–54%), но и оказывала благоприятное действие на агрохимические и биологические свойства почвы.

Обобщение данных многолетних стационаров в Московской, Ростовской обл. и Приморском крае показало, что органическая, органо-минеральная и органо-минерально-биологическая системы удобрения способствовали существенному улучшению агрохимических и биологических свойств почв. Выяснено, что органическая (навоз) и органо-минерально-биологическая (NPK + + навоз + сидераты) системы удобрения существенно снижали плотность почвы, улучшали ее структурное состояние, сохраняли содержание гумуса на оптимальном уровне, повышали содержание подвижного фосфора и обменного калия, а также способствовали повышению биологической активности почвы (по степени разложения льняной ткани) (табл. 3).

Полученные многолетние экспериментальные данные указали, что только органо-минеральная и органо-минерально-биологическая системы удобрения овощных культур могут одновременно увеличивать урожайность, повышать качество продукции и способствовать высокой сохранности овощей в зимний период. Этому же могло способствовать применение природных регуляторов роста растений, а также таких видов органических удобрений, как древесные опилки, сидераты, солома зерновых культур. Следует отметить, что эти органические удобрения способны существенно изменять баланс гумуса и питательных элементов, а также существенно снижать потери питательных элементов, особенно нитратного азота, от вымывания в грунтовые воды, т.е. они выполняли важную экологическую функцию по защите окружающей среды от нитратного загрязнения почв и водоемов.

В 25-летнем стационарном опыте ВНИИО на аллювиальных луговых почвах выяснено, что при длительном применении одних минеральных удобрений в научно обоснованных дозах не происходило существенного накопления тяжелых металлов (ТМ) в почве. То же подтвердилось при использовании чисто органической системы удобрения (навоз 25 т/га ежегодно). Комплексная органо-минерально-биологическая система (NPK + навоз + сидераты) способствовала снижению содержания кадмия, цинка, марганца, меди, свинца, то есть всех основных ТМ в почве, что еще раз свидетельствовало о перспективности ее использования в овощных севооборотах. Следует отметить положительную роль таких местных органических удобрений, как солома зерновых культур, в снижении содержании марганца и свинца, древесных опилок – в уменьшении в почве содержания кадмия, цинка, марганца и свинца (табл. 4).

Значительную часть урожая овощной продукции, особенно в центральной и северной части нашей страны, закладывают на хранение до 5–6 мес., поэтому было важно проследить, как различные системы удобрения влияли на лежкость и болезнеустойчивость овощей. В нашем исследовании выяснена положительная роль фосфорно-калийных, а также органических удобрений на сохраняемость и болезнеустойчивость овощей (табл. 5). Выяснено, что использование сидеральных культур при прямом действии, а также в последействии оказывало существенное влияние на снижение заболеваемости овощей при хранении, возможно, за счет поглощения избытка азота сидеральной массой. Например, опыты с капустой поздней белокочанной показали, что фосфорно-калийные удобрения снижали заболеваемость кочанов точечным некрозом по сравнению с неудобренным вариантом в 3 раза, а азотные удобрения оказывали прямо противоположное действие, увеличивая количество больных кочанов в 2 раза по сравнению с вариантами без азота. При применении повышенных доз минеральных удобрений (2 NPK) заболевание кочанов некрозом увеличивалось в 2 с лишним раза по сравнению с вариантами без удобрений. Использование соломы и древесных опилок существенно снижали поражаемость капусты точечным некрозом.

В опытах со столовой морковью выяснено, что минеральные удобрения в оптимальном соотношении (N90P60K180) не оказывали существенного влияния на сохраняемость корнеплодов, а применение навоза вызывало большие потери моркови от болезней, особенно от белой гнили (склеротинии). Использование сидератов существенно снижало потери.

В исследованиях со столовой свеклой также было выявлено положительное действие фосфорно-калийных удобрений и сидератов на сохраняемость и болезнеустойчивость корнеплодов свеклы при длительном зимнем хранении, а применение навоза в овоще-сидеральном севообороте не оказывало отрицательного влияния на сохраняемость и болезнеустойчивость корнеплодов столовой свеклы.

При оценке эффективности систем удобрения важно, особенно для лежких овощей, проследить весь цикл продуктивности этих систем с учетом урожайности, выхода товарной продукции не только после уборки урожая, но и после хранения.

В овоще-сидеральном севообороте наибольшая продуктивность капусты в стационарных опытах была отмечена при интенсивном применении минеральных удобрений (750(NPK)), что позволило получить урожайность 78 т/га (47% прибавки в среднем в севообороте), при этом органическая система (навоз в среднем 36.5 т/га) существенно уступала (прибавка урожая 19%) (табл. 6).

Внесение один раз за ротацию севооборота навоза (50 т/га) и запашка сидератов (30 т/га) позволила увеличить общую урожайность на фоне минеральных удобрений на 4, стандартную продукцию – на 7%. При учете сохранности овощей эта прибавка урожая возросла до 10%, а при комплексном использовании минеральных удобрений, сидератов, навоза, а также извести – до 10–14%.

Система удобрения с повышенным применением минеральных удобрений существенно уступала органо-минерально-биологической по выходу продукции после хранения за счет бóльших потерь продукции от болезней (на 8–10%).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, при использовании различных систем удобрения в овощных севооборотах следует оценивать их эффективность по продуктивности, товарному и биохимическому качеству, лежкости поздних овощей в период зимнего хранения, а также по влиянию этих систем на агрофизические, агрохимические и биологические свойства почвы. Только такая комплексная оценка может позволить правильно выявить действие различных систем удобрения в овощеводстве на экологическую безопасность продукции и ее питательную ценность.

Показано, что наиболее эффективной системой удобрения в овощеводстве можно считать разработанную нами органо-минерально-биологическую систему (NPK + навоз + сидераты), которая обеспечивала увеличение продуктивности овоще-сидерального севооборота на 36–54%, улучшение агрохимических и биологических свойств почвы (снижение плотности, улучшение ее структурного состояния, сохранение содержания гумуса на оптимальном уровне, повышение содержания подвижного фосфора и обменного калия, снижение содержания кадмия, цинка, марганца, меди, свинца, повышение биологической активности (по степени разложения льняной ткани) с 56 до 64–73%, а также снижение заболеваемости овощей при хранении, которое происходит, возможно, за счет поглощения избытка азота сидеральной массой. За счет снижения потерь продукции от болезней при зимнем хранении эффективность минерально-органо-биологической системы удобрения могла вырасти на 10–14%.

Предложенная комплексная органо-минерально-биологическая система удобрения гарантирует экологическую чистоту произведенных овощей, а также охрану плодородия почв и окружающей среды от загрязнения нитратами и другими токсикантами.