Агрохимия, 2022, № 2, стр. 22-27
Эффективность применения подкормок овощных культур по данным почвенной и растительной диагностики
В. А. Борисов 1, И. Ю. Васючков 1, А. А. Коломиец 1, О. Н. Успенская 1, *, С. В. Белова 1
1 Всероссийский научно-исследовательский институт овощеводства –
филиал Федерального научного центра овощеводства
140153 Московская обл., Раменский р-н, д. Верея, стр. 500, Россия
* E-mail: usp-olga@yandex.ru
Поступила в редакцию 16.06.2021
После доработки 24.09.2021
Принята к публикации 15.11.2021
- EDN: WQKKIS
- DOI: 10.31857/S000218812202003X
Аннотация
В лабораторно-полевом исследовании в 2015–2020 гг. выявлена реакция капусты белокочанной поздней, моркови и свеклы столовой на внесение минеральных удобрений в виде подкормок по результатам почвенной и растительной диагностики питания. Установлено, что по данным анализа почвы и черешков листьев и содержанию питательных элементов в середине вегетации, можно существенно скорректировать дозы корневых подкормок растений для улучшения качества продукции, что очень важно в условиях перехода на экологически чистые технологии возделывания овощных культур. Исследование было проведено по общепринятым методикам на аллювиальных луговых среднесуглинистых почвах поймы р. Москвы (Раменский р-н Московской обл.), которые типичны для овощеводческих хозяйств Подмосковья. Выяснено, что для позднеспелой белокочанной капусты гибрида Континент F1 и столовой свеклы сорта Карина более рентабельным было основное весеннее внесение расчетной дозы: прибавка урожайности составила 30 и 31%, прибыль – 363 и 276 тыс. руб./га, рентабельность – 113 и 114% соответственно. Для моркови возможно применение 1/2 дозы NPK в основное внесение и последующая подкормка удобрениями в фазе начала образования корнеплодов (1-я декада июля) по анализу почвы, что обеспечило прибавку урожайности 23%, прибыль – 415 тыс. руб./га, рентабельность – 197%. Корневые подкормки растений на фоне основного внесения 1/2 дозы азотно-калийных удобрений в фазе начала образования корнеплодов/формирования кочана (1-я декада июля) не ухудшали биохимическое качество овощной продукции и обеспечивали снижение содержания нитратов. Лучшие экономические результаты дало проведение подкормок в течение вегетации при использовании почвенной диагностики.
ВВЕДЕНИЕ
Основные овощные культуры Нечерноземной зоны (капуста белокочанная поздняя, морковь и свекла столовая) имеют довольно длительный вегетационный период (4–6 мес.) и потребляют большое количество питательных веществ для получения высокой урожайности. При уровне урожайности 60–90 т/га эти культуры выносят из почвы: N – 185–345, P2O5 – 100–123 и K2O – 296–377 кг/га [1–3]. Разовое внесение таких больших доз удобрений может привести к резкому повышению концентрации минеральных солей в почве и отрицательно сказаться на всходах и молодых растениях, особенно моркови. Кроме этого, при разовом основном внесении высоких доз удобрений есть опасность перерастания корнеплодов, потери ими товарных качеств, а также избыточного накопления нитратов, что особенно актуально для свеклы столовой.
В научной литературе по овощеводству имеются исследования диагностики питания овощных культур, в которых разработаны дифференцированные дозы применения удобрений в зависимости от содержания питательных элементов в почве и растениях в различные периоды вегетации [1, 4–6].
В период интенсификации овощеводства, при появлении новых видов и форм удобрений, новых сортов и гибридов, капельного орошения и фертигации требуется корректировка этих данных и рекомендации для разработки дифференцированной системы питания основных овощных культур с учетом качества и рентабельности полученной продукции. Цель работы – исследование эффективности применения минеральных удобрений в виде подкормок овощных культур по данным почвенной и растительной диагностики.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование проводили в 2015–2020 гг. на аллювиальной луговой среднесуглинистой почве поймы р. Москвы на экспериментальном участке отдела земледелия и агрохимии ВНИИ овощеводства, анализы почвы и растений выполнены в лаборатории агрохимии ВНИИО – филиала ФНЦО.
Почва опытного участка характеризуется мощным гумусовым горизонтом (до 80 см), со средним содержанием гумуса (3.10–3.50%), нейтральной и слабокислой реакцией почвенной среды (рН 5.8–6.6), с высоким содержанием подвижного фосфора (20–27 мг P2O5/100 г, по Чирикову), она слабо и средне обеспечена обменным калием (10–15 мг K2О/100 г, по Чирикову).
В схему опытов были включены варианты: без удобрений, расчетная доза удобрений на планируемую урожайность капусты белокочанной поздней 70 т/га, моркови – 50 т/га, свеклы столовой – 60 т/га, которые составляли соответственно N180P100K270, N90P60K180 и N120P60K180, половинная доза этих удобрений, а также варианты с корневой подкормкой растений по данным анализа почвы и черешка листа на фоне основного внесения 1/2 дозы NPK.
Технология возделывания овощных культур, все агротехнические операции и агрохимические анализы проводили в соответствии с методическими разработками ВНИИО [7, 8], а также ВНИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова и Почвенного института им. В.В. Докучаева [9].
Отбор проб почвы (слой 0–20 см) и листьев для диагностики минерального питания проводили в фазе начала образования корнеплодов/формирования кочанов (1-я декада июля). Анализ почвы и черешков листьев и расчет дозы корневой подкормки проводили по методикам [5, 8, 9]. Подкормку вносили в рядки с последующей заделкой культиватором.
Погодные условия в годы исследования были разными. При среднемноголетних показателях за вегетационный сезон (май–октябрь) температуры воздуха 12.6°С и суммы осадков 366 мм наблюдали отклонения по годам исследования: 2015 г. характеризовался как теплый и очень влажный (14.3°С, 865 мм осадков), 2016 г. – теплый и засушливый (15.4°С, 315 мм осадков), 2017 г. – теплый и умеренно влажный (14.8°С, 435 мм осадков), 2018 г. – жаркий и сухой (18.2°С, 204 мм осадков), 2019 г. – теплый и засушливый (16.7°С, 299 мм осадков), 2020 г. – теплый и умеренно влажный (16.4°С, 355 мм осадков).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В 3-летнем исследовании с капустой белокочанной поздней (гибрид Континент F1) выяснено, что высокое естественное плодородие аллювиальной луговой среднесуглинистой почвы опытного участка обеспечивало получение урожая кочанов от 52 до 58 т/га с хорошим качеством продукции. Расчетная доза минеральных удобрений N180P100K270 в основное внесение увеличивала урожайность кочанов до 71.4 т/га (табл. 1) или на 30%, снижение этой дозы на половину приводило к существенному уменьшению урожайности (на 20%).
Таблица 1.
Вариант | Урожайность кочанов, т/га | Качество кочанов | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2018 г. | 2019 г. | 2020 г. | средняя | стандарт | сухое вещество | сумма сахаров | витамин С, мг% | NO$_{3}^{ - }$, мг/кг | ||
т/га | % | |||||||||
% | ||||||||||
Без удобрений | 52.2 | 53.8 | 58.4 | 54.8 | 100 | 91.1 | 10.6 | 5.12 | 22.4 | 250 |
N180P100K270 | 65.8 | 70.4 | 78.1 | 71.4 | 130 | 95.6 | 9.8 | 5.06 | 24.1 | 408 |
N90P50K135 (фон) | 56.7 | 59.6 | 65.2 | 60.5 | 110 | 93.1 | 10.1 | 4.99 | 24.7 | 316 |
Фон + N75K57 (диагностика листьев) | 61.4 | 62.6 | 68.4 | 64.1 | 117 | 93.7 | 9.7 | 4.79 | 24.2 | 363 |
Фон + N39 (диагностика почвы) | 62.8 | 63.4 | 70.1 | 65.4 | 119 | 94.3 | 10.0 | 4.97 | 24.5 | 370 |
НСР05 | 4.0 | 3.4 | 4.3 | 3.9 | – | – | – | – | – | – |
Внесение подкормок под капусту на фоне основного внесения 1/2 дозы NPK по результатам почвенной и листовой диагностики питания позволило увеличить урожайность кочанов с 60.5 до 64.1–65.4 т/га, то есть на 7–9%, что было статистически достоверным. Подкормки азотно-калийными (N75K57, при диагностике листьев) и азотными удобрениями (N39, при диагностике почвы) увеличили выход стандартной продукции и не оказывали существенного влияния на биохимическое качество кочанов. Вследствие меньшей нагрузки удобрений содержание нитратов в кочанах было меньше на 9–11% в сравнении с основным внесением расчетной дозы.
В исследовании с морковью (сорт Лосиноостровская 13) выявлено, что в контрольном варианте (без удобрений) в годы опыта получено корнеплодов от 52 до 61 т/га; применение расчетной дозы минеральных удобрений N90P60K180 в основное внесение (табл. 2) обеспечило урожайность корнеплодов на уровне 67.1 т/га, что было больше контроля на 18%. Более высокая урожайность моркови (70.3–70.4 т/га) была достигнута при основном внесении 1/2 дозы NPK и последующей подкормке при диагностике листьев (N18K8) и почвы (N8K38), с учетом содержания питательных элементов в черешках листьев и почве. Применение подкормок растений моркови в фазе начала образования корнеплодов не существенно отразилось на биохимических показателях качества корнеплодов, содержание нитратов не превышало ПДК (250 мг/кг).
Таблица 2.
Вариант | Урожайность корнеплодов, т/га | Качество корнеплодов | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2015 г. | 2017 г. | средняя | стандарт | сухое вещество | сумма сахаров | каротин, мг % | NO$_{3}^{ - }$, мг/кг | ||
т/га | % | ||||||||
% | |||||||||
Без удобрений | 61.3 | 52.5 | 56.9 | 100 | 77.5 | 12.4 | 5.12 | 8.5 | 110 |
N90P60K180 | 70.4 | 63.7 | 67.1 | 118 | 78.0 | 11.7 | 5.04 | 9.0 | 228 |
N45P30K90 (фон) | 68.9 | 60.6 | 64.8 | 114 | 82.0 | 11.8 | 5.68 | 8.9 | 137 |
Фон + N18K8 (диагностика листьев) | 78.8 | 62.0 | 70.4 | 124 | 78.0 | 11.1 | 5.47 | 8.9 | 240 |
Фон + N8K38 (диагностика почвы) | 78.0 | 62.5 | 70.3 | 123 | 81.0 | 10.6 | 5.62 | 8.7 | 194 |
НСР05 | 3.0 | 4.6 | 3.8 | – | – | – | – | – | – |
Свекла столовая относится к культурам, которые выдерживают высокие концентрации солей, свекла очень отзывчива на применение высоких доз удобрений [2, 3]. В варианте без удобрений (контроль) в годы опыта получен урожай корнеплодов от 50 до 54 т/га, что подтвердило высокое естественное плодородие исследованной почвы. При основном внесении расчетной дозы N120P60K180 под свеклу столовую (сорт Карина) урожайность корнеплодов увеличилась на 31%, с 52.0 до 67.9 т/га (табл. 3). Следует отметить, что биохимическое качество корнеплодов оказалось не высоким из-за снижения содержания сухого вещества, сахаров, бетанина и повышения количества нитратов вдвое в сравнении с контролем. Использование результатов почвенной (N5K8) и растительной (N52K25) диагностики питания при расчете доз подкормок позволило получить прибавку урожайности столовой свеклы на уровне 19–21% при высоком качестве продукции и существенном снижении содержания нитратов (до 45%) по сравнению с вариантом N120P60K180.
Таблица 3.
Вариант | Урожайность корнеплодов, т/га | Качество корнеплодов | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2016 г. | 2017 г. | 2019 г. | средняя | стандарт | сухое вещество | сумма сахаров | бетанин, мг % | NO$_{3}^{ - }$, мг/кг | ||
т/га | % | |||||||||
% | ||||||||||
Без удобрений | 51.3 | 54.0 | 50.7 | 52.0 | 100 | 81.3 | 13.9 | 7.00 | 108 | 563 |
N120P60K180 | 67.5 | 74.8 | 61.4 | 67.9 | 131 | 95.1 | 12.7 | 6.45 | 104 | 1170 |
N60P30K90 (фон) | 57.0 | 58.1 | 56.8 | 57.3 | 110 | 97.6 | 11.5 | 6.71 | 102 | 889 |
Фон + N52K25 (диагностика листьев) | 61.7 | 66.4 | 60.0 | 62.7 | 121 | 94.6 | 12.4 | 6.68 | 103 | 828 |
Фон + N5K8 (диагностика почвы) | 61.6 | 63.0 | 61.4 | 62.0 | 119 | 94.2 | 12.1 | 6.85 | 98.7 | 638 |
НСР05 | 4.5 | 5.1 | 2.7 | 4.1 | – | – | – | – | – | – |
Расчет экономической эффективности выращивания капусты белокочанной поздней (табл. 4) выявил в целом преимущество основного внесения расчетной дозы минеральных удобрений. Наибольший урожай стандартной продукции (68.3 т/га) и прибыль (363 тыс. руб./га) получены в варианте N180P100K270 с рентабельностью 113%. Подкормки капусты после диагностики почвы и листьев также экономически были выгодными: увеличилась окупаемость единицы удобрений продукцией, что позволило получить прибыль до 335 тыс. руб./га с рентабельностью до 119%.
Таблица 4.
Вариант | Урожай стандартной продукции, т/га | Всего затрат | Прибыль | Себестоимость продукции, тыс. руб./т | Рента-бельность, % | Окупаемость 1 кг NPK продукцией, кг |
---|---|---|---|---|---|---|
тыс. руб./га | ||||||
Капуста белокочанная поздняя, гибрид Континент F1 | ||||||
Без удобрений | 49.9 | 224.9 | 274.2 | 4.51 | 121.9 | – |
N180P100K270 | 68.3 | 319.6 | 363.4 | 4.68 | 113.7 | 33.5 |
N90P50K135 (фон) | 56.3 | 268.0 | 295.0 | 4.76 | 110.1 | 23.3 |
Фон + N75K57 (диагностика листьев) | 60.1 | 290.2 | 310.8 | 4.83 | 107.1 | 25.1 |
Фон + N39 (диагностика почвы) | 61.7 | 281.6 | 335.4 | 4.56 | 119.1 | 37.6 |
Морковь сорта Лосиноостровская 13 | ||||||
Без удобрений | 44.1 | 166.2 | 319.0 | 3.77 | 192.0 | – |
N90P60K180 | 52.3 | 218.0 | 357.3 | 4.17 | 163.8 | 24.8 |
N45P30K90 (фон) | 53.1 | 199.4 | 384.7 | 3.76 | 192.9 | 54.5 |
Фон + N18K8 (диагностика листьев) | 54.9 | 205.5 | 398.4 | 3.74 | 193.9 | 56.5 |
Фон + N8K38 (диагностика почвы) | 56.9 | 210.2 | 415.7 | 3.69 | 197.8 | 60.7 |
Свекла столовая сорта Карина | ||||||
Без удобрений | 42.3 | 163.5 | 175.0 | 3.86 | 107.0 | – |
N120P60K180 | 64.6 | 240.7 | 276.1 | 3.73 | 114.7 | 61.9 |
N60P30K90 (фон) | 55.9 | 205.8 | 241.4 | 3.68 | 117.3 | 75.6 |
Фон + N52K25 (диагностика листьев) | 59.3 | 220.8 | 253.6 | 3.72 | 114.9 | 66.1 |
Фон + N5K8 (диагностика почвы) | 58.4 | 211.0 | 256.2 | 3.61 | 121.4 | 83.4 |
Результаты расчета экономической эффективности выращивания моркови выявили значительные преимущества применения подкормок после диагностики почвы и листьев на фоне основного внесения 1/2 дозы NPK. В целом наибольший экономический эффект был получен при использовании 1/2 дозы NPK в основное внесение в сочетании с подкормкой растений по данным диагностики почвы в фазе начала образования корнеплода (прибавка урожая – 12.8 т/га, прибыль – 415 тыс. руб./га, рентабельность – 197%).
Расчет экономической эффективности выращивания свеклы столовой показал, что наибольшую прибыль (276 тыс. руб./га) с рентабельностью 114% обеспечило основное внесение расчетной дозы удобрений, что объясняется высокой прибавкой урожая стандартной продукции – 22.3 т/га. При внесении подкормок на фоне 1/2 дозы NPK прибавки урожая составили 16.1–17.0 т/га, прибыль достигла 253–256 тыс. руб./га, рентабельность – 114–121%.
ВЫВОДЫ
1. Для капусты белокочанной поздней агрономически более эффективными были расчетные дозы удобрений в основное внесение весной (30% прибавки урожая, 363 тыс. руб./га прибыли, 33.5 кг продукции на 1 кг д.в удобрений). При использовании корневых подкормок растений на фоне 1/2 дозы NPK в фазе розетки листьев (1-я декада июля) по данным диагностики почвы и черешков листьев прибавка урожая составила 17–19%, прибыль – 310–335 тыс. руб./га, окупаемость удобрений продукцией – 25.1–37.6 кг/кг д.в. удобрений, а также выявлено снижение содержания нитратов в кочанах на 9–11%.
2. Для моркови внесение корневых подкормок в фазе начала образования корнеплода (1-я декада июля) при диагностике почвы и черешков листьев на фоне 1/2 дозы NPK обеспечивало прибавку урожая 23–24%, прибыль – 398–415 тыс. руб./га, окупаемость удобрений продукцией – 56.5–60.7 кг продукции/кг д.в. удобрений и имело преимущество над основным внесением расчетной дозы минеральных удобрений весной.
3. Для свеклы столовой более эффективным было основное внесение расчетной дозы удобрений (прибавка урожая – 31%, прибыль – 276 тыс. руб./га, окупаемость удобрений – 61.9 кг продукции/кг д.в.). Использование корневых подкормок после диагностики почвы и черешков листьев в фазе начала образования корнеплодов (1-я декада июля) повышало урожайность на 19–21%, прибыль – до 253–256 тыс. руб./га, окупаемость удобрений продукцией – до 66.1–83.4 кг/кг д.в., а также отмечено уменьшение содержания нитратов в продукции на 29–45%.
4. Для оптимизации питательного режима овощных культур и снижения уровня накопления нитратов в продукции, на аллювиальных луговых среднесуглинистых почвах, наряду с рекомендованными балансовыми методами расчета доз минеральных удобрений следует использовать данные почвенной и растительной диагностики в процессе вегетации растений для коррекции процесса минерального питания растений.
Список литературы
Борисов В.А. Система удобрения овощных культур. М.: Росинформагротех, 2016. 392 с.
Борисов В.А., Ванеян С.С., Егоров С.С., Ермаков Н.Ф. Пойменное овощеводство. М.: Росагропромиздат, 1991. 223 с.
Журбицкий З.И. Физиологические и агрохимические основы применения удобрений. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 293 с.
Литвинов С.С. Методика полевого опыта в овощеводстве. М.: РАСХН, 2011. 648 с.
Магницкий К.П. Контроль питания полевых и овощных культур. М.: Московский рабочий, 1964. 300 с.
Методика опытного дела в овощеводстве и бахчеводстве // Под ред. В.Ф. Белика. М.: Агропромиздат, 1992. 319 с.
Иванов А.Л., Сычев В.Г., Чекмарев П.А., Державин Л.М., Борисов В.А. Методическое руководство по проектированию применения удобрений в интенсивном овощеводстве открытого грунта. М.: Росинформагротех, 2012, 475 с.
Церлинг В.В. Агрохимические основы диагностики минерального питания сельскохозяйственных культур. М.: Наука, 1978. 216 с.
ерлинг В.В., Панков Ю.И., Ермохин Г.Г., Вендило Г.Г., Борисов В.А. Методические указания по растительной диагностике минерального питания овощных культур в открытом грунте. М.: МСХ СССР, 1983. 58 с
Дополнительные материалы отсутствуют.