УДК 57.064 : 595.768.12
Попов Александр Анатольевич – ассистент кафедры Общей биологии и биохимии Пензенского государственного университета.
Аннотация: Рассмотрено развитие картофеля в условиях холодного гумидного климата с низкой микробиологической активностью почв. Приведена таблица с полученными результатами влияния возрастающих доз минеральных удобрений на урожайность картофеля. Содержательный и статистический анализ полученных данных показал, что влияние возрастающих доз фосфатов на хозяйственную продуктивность картофеля зависело от общего количества минеральных удобрений, вносимых под тестируемую культуру. В результате исследований сделан вывод, что при минеральном питании картофеля в рассмотренных условиях является доминирование фосфорного компонента в удобрениях, прогрессивно возрастающее по отношению к азоту и калию по мере уменьшения общего количества вносимых минеральных удобрений.
Ключевые слова: Картофель, минеральные удобрения, азотные удобрения, фосфаты, калий, урожай, питание, сельскохозяйственные культуры.
В северных районах картофель выращивается на северном пределе культигенного ареала [1, 2, 3, 4]. Экстремальные почвенно-климатические условия на этой территории затрудняют корневое питание растений [5, 6], которое лимитируется как прямым воздействием холодного гумидного климата, так и низкой микробиологической активностью северных почв [7, 8, 9].
В опытах З.И. Журбицкого и Д.В. Штраусберг [10, 11], проведенных в северных районах в конце 50-х годов прошлого века, было установлено, что проростки и ювенильные растения овощных и зерновых культур страдают в данном регионе от дефицита подвижных соединений фосфора в почве. Примерно в эти же годы А.И. Коровин предложил вносить под зерновые злаковые культуры в зонах приполярного и заполярного земледелия так называемую "северную дозу" минеральных удобрений с соотношением N:Р:К, равным 1:2-3:1.5-2, которая ускоряла рост и развитие растений [12, 13, 14, 15].
Для изучения специфики влияния фосфорных удобрений на формирование урожая картофеля [16, 17, 18, 19] на cевере нами был проведен трехлетний полевой эксперимент на агрополигоне совхоза "Северный" в Мурманской области. Под опыт был отведен плакорный участок с окультуренной подзолистой песчаной почвой, имевшей следующие исходные агрохимические характеристики пахотного слоя: рНkcl- 5.6-6.3; сумма аммонийного (с реактивом Несслера) и нитратного (по Грандваль-Ляжу) азота - 6.1-9.7 мг/100 г; содержание подвижного фосфора и обменного калия (по Бурриелю-Гернандо) - 6.3-8.8 и 20-28 мг/100 г почвы соответственно.
Под весновспашку вносили 62 т/га бесподстилочного навоза (содержание сухого вещества - 10-13%), а под культивацию - нитроаммофоску с эквивалентным содержанием (18%) каждого макроэлемента. Соотношение N:Р:К в минеральных удобрениях варьировали в пределах 1:1:1, 1:1.5:1 и 1:2:1 посредством добавления к нитроаммофоске двойного гранулированного суперфосфата. Картофель сорта Хибинский ранний проращивали на свету в течение 24-31 сут., а затем высаживали 27-30 мая по схеме 70×30 см (47.8 тыс. раст./га). Учет урожая товарных клубней проводили 24-27 августа. Общая площадь под опытом равнялась 1 га, а размер учетных делянок по каждому варианту опыта составлял 50 м2.
Содержательный и статистический анализ полученных нами данных показал, что влияние возрастающих доз фосфатов на хозяйственную продуктивность картофеля зависело от общего количества минеральных удобрений [20, 21, 22, 23], вносимых под тестируемую культуру (таблица).
С целью аппроксимации зависимости между урожайностью картофеля (У) и градуально нарастающими дозами фосфорных удобрений (Х) использовали полиномы первого порядка. Для вариантов опыта 1-3 (навоз 60 т/га + N60 К60) соответствующее уравнение линейной регрессии имело вид: У = 204.5 + 0.64Х. Величина углового коэффициента приведенного уравнения связи указывает на то, что при усвоении фосфорного компонента (в интервале доз Р2О5 - 60-90-120 кг/га) образовывалось примерно 65 кг товарных клубней картофеля в расчете на каждый кг д.в. фосфатов.
В вариантах опыта 4-6, с применением удвоенной дозы азотно-калийных компонентов [24, 25, 26] минерального питания (навоз 60 т/га + N120 К120), средняя эффективность использования фосфора в продукционном процессе снижалась в два раза: У = 285.5 + 0.32Х. На 1 кг фосфатов, вносимых в диапазоне 120-180-240 кг д.в./га, образовывалось всего 32 кг товарной фракции клубней картофеля.
Таблица 1. Влияние возрастающих доз минеральных удобрений на урожайность картофеля сорта Хибинский ранний (фон - 60 т/га навоза).
№ опыта (вариант) |
Дозы минеральных удобрений, кг д.в./га |
Урожайность картофеля, т/га |
1 | N60 P60 K60 | 24.9 |
2 | N60 P90 K60 | 27.3 |
3 | N60 P120 K60 | 29.4 |
4 | N120 P120 K120 | 32.7 |
5 | N120 P180 K120 | 35.1 |
6 | N120 P240 K120 | 37.2 |
7 | N180 P180 K180 | 37.5 |
8 | N180 P270 K180 | 38.7 |
9 | N180 P360 K180 | 39.3 |
В вариантах опыта 7-9 при внесении под картофель максимальных доз азота и калия (N180 К180 + 60 т/га навоза) влияние возрастающих доз фосфорных удобрений было весьма незначительным: У=356.0+0.09Х.
Отдача или хозяйственная окупаемость фосфатов в этих вариантах опыта составляла только 9 кг клубней картофеля в расчете на 1 кг д.в. фосфатов при использовании их в интервале доз - 180-270-360 кг/га. Она оказалась почти в три раза меньше, чем в вариантах с применением средних доз минеральных удобрений (4-6), и в семь раз ниже, чем в вариантах 1-3. Относительная разность между 7 и 9 вариантами опыта составила всего 4.8%, что в практическом плане является несущественным. Дозы удобрений в последних вариантах опыта (7-9) были, очевидно, избыточными, поскольку близкий уровень урожайности картофеля был достигнут при внесении минеральных удобрений в количестве N120 Р240 К120 кг д.в./га на фоне использования 60 т/га навоза.
Как показали проведенные исследования, применение под картофель умеренных доз навоза (60 т/га) и средних доз минеральных удобрений (N100-120 Р150-180 К100-120 кг/га) позволяет получать достаточно высокий урожай товарных клубней картофеля в северных районах, что подтверждается работами [27, 28, 29]. При использовании более низких доз азота и калия (N60-80 К60-80 кг/га) массовая доля фосфора в комбинированных или сложных удобрениях должна превышать парциальные доли N и К по меньшей мере в 2-2,5 раза, так как это способствует наиболее эффективному усвоению азотно-калийных компонентов из минеральных удобрений в условиях сравнительно низких температур почв на севере.
Высокая эффективность повышенных доз фосфатов в наших опытах была обусловлена, очевидно, кооперативным влиянием многих факторов. Показано, что в северных районах в окультуренных почвах фосфаты минеральных удобрений активно связываются с полуторными окислами Al и Fe, существенно снижая экотоксичность последних. В пахотном горизонте, по данным Г.В. Елсакова, фосфаты Al и Fe составляют 20-60% от общего фосфора, а доля подвижных фосфатов составляет менее 25% от суммы минеральных фосфатов. Фосфор в год внесения на холодных и зачастую избыточно увлажненных почвах северных районах используется только на 4-5%.
Поэтому применение под сельскохозяйственные культуры в данном регионе минеральных удобрений в "избыточных" дозах не компенсирует снижения запасов подвижного фосфора, обусловленного ретроградацией экзогенных фосфатов. В связи с этим, потребность растений в повышенных дозах фосфорных удобрений на севере сказывается ежегодно и проявляется при любых дозах фосфатов, даже вносимых в запас на ряд лет. Недостаточная обеспеченность окультуренных почв подвижными фосфатами существенно ограничивает эффективность азотных удобрений, тогда как внесение оптимальных доз фосфатов ослабляет негативное влияние высоких доз других элементов питания.
Приведенные аргументы свидетельствуют о целесообразности практического использования на Крайнем Севере гибкой системы минерального питания картофеля, отличительной особенностью которой является доминирование фосфорного компонента в удобрениях, прогрессивно возрастающее по отношению к азоту и калию по мере уменьшения общего количества вносимых минеральных удобрений.
Список литературы