Агрохимическая оценка эффективности применения удобрений под сорта картофеля на лугово-черноземной почве

Картофель – ценная сельскохозяйственная культура высокой продуктивности и разностороннего использования. Принадлежит к числу культур, высокотребовательных к условиям минерального питания, нередко это предполагает использование минеральных удобрений. Однако их высокая эффективность может быть достигнута только при правильном использовании, основывающемся на учете содержания в почвах подвижных форм элементов питания и потребности в них растений [1].

Среди многочисленных природных и агротехнических факторов, способствующих повышению эффективности удобрений и росту продуктивности сельхозкультур, большая роль принадлежит сорту. Вопросы сортовой отзывчивости картофеля на внесение удобрений изучают давно, однако до настоящего времени они актуальны: различие в реакции сортов картофеля на удобрение по своей величине настолько значительно, что его нельзя игнорировать при использовании [2].

Вопрос о внедрении в производство в определенных почвенно-климатических условиях перспективных сортов картофеля, отзывчивых на эффективное плодородие почвы и внесение минеральных удобрений, требует изучения и разработки агрохимических и физиологических параметров, характеризующих особенности питания картофеля с учетом его сортовых особенностей.

Цель исследования: выявить эффективность удобрений под различные сорта картофеля на лугово-черноземной почве Омского Прииртышья.

Объекты и методы

Объекты исследований в 2008–2010 гг.: сорта картофеля отечественной селекции (Алая Заря, Свитанок Киевский, Кормилец) и германского происхождения (Зекура, Розара), лугово-черноземная маломощная малогумусовая тяжелосуглинистая почва и минеральные удобрения, связанные в едином комплексе с агротехническими мероприятиями и метеорологическими условиями.

Полевые опыты закладывались на опытном поле Омского ГАУ по схеме:

• 1.    Без удобрений (контроль).

• 2.    Расчетная доза (на основе оптимальных уровней – ОУ).

Рассчитывали дозы удобрений на планируемый урожай и его прибавку по формуле (1)

Д = (Э о – Э ф )/в,                                 (1)

где Э о – оптимальное содержание элемента в почве, мг/100 г почвы; Э ф – фактическое содержание элемента в почве, мг/100 г почвы; в – коэффициент интенсивности действия удобрения.

Для азота и калия коэффициент интенсивности действия удобрения составляет 0,24, для фосфора – 0,28 мг/кг почвы [3].

Опыты двухфакторные. Повторность трехкратная.

Минеральные удобрения, используемые при закладке опыта – карбамид (N – 46,2%), суперфосфат двойной гранулированный (P 2 O 5 – 43,0%).

Схема посадки клубней весом 80–100 г – 70 х 30 см. Размер опытной делянки – 9,6 м2, опытного участка – 510 м2.

Химический анализ почвы проводили по методике К.П. Магницкого в модификации Ю.И. Ермохина с использованием 2%-ной уксусной кислоты (соотношение почвы и раствора 1 : 5). В почвенных пробах выявляли: нитратный азот – дисульфофеноловым методом по Грандваль – Ляжу с конечным определением на ФЭК-56М, подвижный фосфор – по Дениже в модификации Малюгина и Хреновой, обменный калий – методом пламенной фотометрии.

Валовые формы NPK в растениях картофеля устанавливали после мокрого озоления растительных навесок по Гинзбург и Щегловой в смеси серной и хлорной кислот, с последующим определением N – по Къельдалю; Р 2 О 5 – по Дениже в модификации Малюгина и Хреновой; К 2 О – на пламенном фотометре.

Содержание абсолютно сухого вещества в клубнях картофеля устанавливали гравиметрическим методом в ходе высушивания образцов при 105ºС до постоянного веса [4].

Результаты исследований

Агрохимическая характеристика лугово-черноземной почвы опытного участка приведена в табл. 1.

Таблица 1 Содержание элементов питания в почве до посадки картофеля, мг/кг почвы

(опытное поле ОмГАУ, слой 0–30 см)

Элемент	Фактическое содержание, мг/кг почвы			Оптимальное содержание (по Ермохину Ю.И.), мг/кг почвы
	2008 г.	2009 г.	2010 г.
N-NO 3	6,8	5,4	13,6	32
Р(P 2 O 5 )	38,0	97,4	62,6	69 и более
К(K 2 O)	104,0	181,0	90,0	84 и более

Из табл. 1 следует, что содержание подвижного фосфора в почве было заниженным в 2008 г. и 2010 г., а нитратного азота – очень низким во все годы исследований.

Исходя из оптимальных уровней содержания элементов питания в почве, установленных для картофеля, и фактического их содержания в почве до посадки культуры, были рассчитаны дозы азотно-фосфорных удобрений: N 105 P 110 – 2008 г., N 100 – 2009 г., N 77 P 25 – 2010 г.

В формировании высоких урожаев с хорошим качеством большое значение имеют не только условия питания, но и сортовые особенности культур [5; 6], это нашло отражение в результатах данных исследований (табл. 2).

Отмечено, что урожайность картофеля, возделываемого без применения удобрений, уменьшается в ряду: Алая Заря > Кормилец > Свитанок Киевский > Розара > Зекура.

Сортовые особенности растений картофеля четко проявилась при оценке эффективности использования расчетных доз минеральных удобрений.

В 2008 г. наибольшие прибавки урожайности сформировали сорта Алая Заря и Свитанок Киевский (12 и 11,5 т с га соответственно), наименьшую – сорт Зекура (0,3 т/га).

В 2009 г. лидерами по прибавкам урожайности стали сорта Алая Заря, Свитанок Киевский и Зекура. В 2010 г. наибольшую прибавку сформировали сорта Зекура, Кормилец и Алая Заря, наименьшую – сорт Розара (0,2 т/га).

Реакцию сортов картофеля на применение удобрений (прибавки урожайности, %) отражает ряд: Алая Заря 8,2 т/га (32,3%) > Свитанок Киевский 7,0 т/га (30,7%) > Зекура 4,8 т/га (22,9%) > Розара 4,6 т/га (21,8%) > Кормилец 3,3 т/га (14,1%).

Таблица 2

Отзывчивость сортов картофеля на почвенное плодородие

Вариант	Сорт
	Алая Заря		Свитанок Киевский		Кормилец		Зекура		Розара
	^ kJ О 'р ДІ	kJ И хо KJ хо S s к	kJ о Р и	kJ KJ к	kJ О ^ И	kJ И X© со и	kJ о Д5 И	kJ И X о хо р	kJ о Д5 д?	kJ И X о хо р и
2008 г.: НСР 05 сорта – 2,0; НСР 05 удобрений – 5,0
Контроль	28,0	–	18,6	–	20,8	–	14,0	–	17,0	–
N 105 P 110	40,0	12,0 42,9	30,1	11,5 61,8	22,6	1,8 8,7	14,3	0,3 2,1	22,0	5,0 29,4
2009 г.: НСР 05 сорта – 0,6; НСР 05 удобрений – 7,5
Контроль	30,0	–	32,0	–	30,3	–	29,0	–	29,4	–
N 100	40,0	10,0 33,3	40,9	8,9 27,8	36,5	6,2 20,5	40,0	11,0 37,9	37,8	8,4 28,6
2010 г.: НСР 05 сорта – 0,8; НСР 05 удобрений – 1,8
Контроль	18,3	–	17,8	–	19,1	–	20,0	–	17,0	–
N 77 P 25	20,9	2,6 14,2	18,5	0,7 3,9	21,0	1,9 9,9	23,0	3,0 15,0	17,2	0,2 1,2
Средняя урожайность, т/га
Контроль	25,4		22,8		23,4		21,0		21,1
Расчетная доза	33,6		29,8		26,7		25,8		25,7
Средняя прибавка от применения удобрений, т/га/%
Расчетная доза	8,2 32,3		7,0 30,7		3,3 14,1		4,8 22,9		4,6 21,8

В опытах средняя урожайность сортов картофеля при использовании удобрений составила 28,3 т/га, без удобрений – 22,7 т/га, это ниже на 5,6 т/га (24,7%).

Важный агрохимический показатель эффективности применения удобрений – окупаемость прибавкой урожайности (О) единицы внесенных удобрений. Рассчитывали окупаемость по формуле (2)

О = П/Д (N + P) , (2) где П – прибавка урожайности продукции от применения удобрений, кг/га; Д – сумма доз внесенных удобрений, кг д. в/га.

В опытах окупаемость каждого кг д.в. удобрений прибавкой урожайности для разных сортов картофеля была различной (табл. 3).

Установлен диапазон средней окупаемости каждого кг внесенных удобрений прибавкой урожайности различных сортов: от 30 до 60 кг с га. Наиболее эффективно внесение удобрений в вариантах опытов с сортом Алая Заря. Минимальная из полученных в исследованиях окупаемость удобрений у сорта Кормилец (30,0 кг/кг д.в.).

Экспериментально установлено: на создание 1 ц клубней сортами Алая Заря и Свитанок Киевский используется 5,1 кг/га азота совместно с фосфором в расчете на элемент (N 3,4 P 1,7 ), сортами Кормилец – 12,6 кг/га (N 8,4 P 4,2 ), Зекура – 8,7 кг/га (N 5,8 P 2,9 ), Розара – 9,1 кг/га (N 6,1 P 3,0 ) соответственно.

Таблица 3

Окупаемость единицы удобрений прибавкой урожайности картофеля, кг/кг д.в.

Вариант опыта	Сорт
	Алая Заря		Свитанок Киевский		Кормилец		Зекура		Розара
	oS ~R os' Ьй CO OS KO s к	о co О О	OS os' Ьй CO KO S	о co О	OS OS*' KO	u co О	OS OS*' KO	u co О	OS OS*' KO	u co О
2008 г.
N 105 P 110               1	12,0	55,8	11,5	1 53,5	1,8	8,4	0,3	1,4	5,0	23,3
2009 г.
N 100                     1	10,0	100,0	8,9	1 89,0	6,2	62,0	11,0	110,0	8,4	84,0
2010 г.
N 77 P 25	2,6	25,5	0,7	1   6,9	1,9	18,6	3,0	29,4	0,2	2,0
Средняя окупаемость, кг/кг д.в.	60,0		50,0		30,0		50,0		40,0

Также определены коэффициенты использования элементов питания растениями картофеля из естественных запасов почвы (КИП) и показатели эффективности действия расчетных доз удобрений (ПЭУ) (табл. 4).

Таблица 4

Коэффициенты использования элементов питания из почвы сортами картофеля и показатели эффективности расчетных доз удобрений

Сорт	КИП, д. ед.		ПЭУ, д. ед
	N	Р 2 О 5	N	Р 2 О 5
Алая Заря	0,80	0,21	0,39	0,23
Свитанок Киевский	0,77	0,13	0,36	0,23
Кормилец	0,68	0,14	0,36	0,11
Зекура	0,67	0,11	0,23	0,15
Розара	0,69	0,10	0,20	0,13

Достоверная разница в КИП, а также ПЭУ у ряда сортов объяснима особенностями их генотипов, как следствие – физиологическими особенностями, в частности, строением корневой системы и ее функциональностью (глубиной проникновения, площадью всасывающей поверхности корней и др.) [7; 8].

Полученные в исследованиях агрохимические характеристики (О, КИП и ПЭУ) для разных сортов картофеля имеют практическую значимость и позволяют использовать их в дальнейшем при расчете доз удобрений на планируемую урожайность картофеля.

Энергетическую стоимость полученной сельхозпродукции характеризует биоэнергетическая эффективность, наряду с окупаемостью, КИП и ПЭУ – значимые агрохимические характеристики эффективности применения удобрений, а также условные показатели энергетической рентабельности производства [9]. На основании полученных в опытах экспериментальных данных рассчитан энергетический коэффициент полезного действия (КПД, или энергоотдача), т.е. соотношение между количеством энергии, полученной с дополнительной сельхозпродукцией, и энергетическими затратами для получения прибавки урожайности [10].

В направлении снижения величины биоэнергетического показателя (КПД) изучаемые сорта картофеля можно расположить в ряд: Алая заря > Свитанок Киевский > Розара > Зекура > Кормилец (табл. 5).

Таблица 5

Биоэнергетическая эффективность применения минеральных удобрений под сорта картофеля

Сорт	Прибавка, ц/га	Количество энергии (Vf0), МДж/га	Энергозатраты (А 0 ), МДж	Биоэнергетический КПД (η), ед.
Алая Заря	82,0	30012,0	10402,0	2,9
Свитанок Киевский	70,0	25742,0	10346,0	2,5
Кормилец	33,0	12078,0	10167,0	1,2
Зекура	48,0	20740,0	10280,0	2,0
Розара	46,0	16592,0	10240,0	2,1

С биоэнергетической точки зрения, применение удобрений при возделывании картофеля в опытах было эффективным, энергоотдача для каждого из сортов превысила единицу.

Заключение

Таким образом, полученные в ходе исследований агрохимические показатели свидетельствуют об агрономической и биоэнергетической целесообразности мероприятий, направленных на возделывание с использованием расчетных доз минеральных удобрений перспективных сортов картофеля на лугово-черноземной почве Омского Прииртышья.

I.V. Temereva1, T.B. Smirnova2

• ¹Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin (Omsk SAU), Omsk

• ² Siberian Cossack Institute of Technology and Management, Branch of the Moscow State University of Technology and Management named after K.G. Razumovsky (First Cossack University) , Omsk

Agrochemical assessment of the effectiveness of application of fertilizers under different potato varieties on meadow-сhernozem soil