Эффективность азотных удобрений и биопрепаратов под озимую рожь на дерново-подзолистой почве разной степени окультуренности

ФГБНУ “Федеральный научный центр лубяных культур”, Россия, 170041, г. Тверь, Комсомольский пр-т, д. 17/56, *, e-mail: , **, e-mail: , ***, e-mail:

Federal Research Center for Bast Fiber Crops, 17/56 Komsomolsky Ave., Tver 170041, Russian Federation, *, e-mail: , **, e-mail: , ***, e-mail:

Почва обладает существенным качественным свойством – плодородием и вследствие этого является в сельском хозяйстве основным средством производства. Плодородие – способность почвы обеспечивать растения элементами питания, водой, благоприятной физико-химической средой для нормального роста и развития – возникло в результате природных почвообразовательных процессов как совокупность биосферных функций (Кирюшин, 2021). В ходе сельскохозяйственного использования, под направленным воздействием антропогенных факторов, таких как обработка почвы, применение средств химизации, севооборот, развивается культурный почвообразовательный процесс. Культурное почвообразование в свою очередь обеспечивает свойства и режимы, обуславливающие определенные уровни плодородия почвы и продуктивности растений. По степени развития культурного почвообразовательного процесса дерново-подзолистые почвы на суглинистых и глинистых почвообразующих породах подразделяют на освоенные (слабоокультуренные), окультуренные (среднеокультуренные) и культурные (высокоокультуренные); дерново-подзолистые почвы на песках и супесях – на освоенные и окультуренные. К числу показателей для оценки степени окульту-ренности почвы относят: мощность пахотного горизонта, содержание гумуса, показатели питательного и кислотно-щелочного режимов, насыщенности основаниями, нитратообразующей способности (Кирюшин, Кирюшин, 2015).

В Нечерноземной зоне одним из основных факторов, оказывающих влияние на окультуренность и продуктивность сельскохозяйственных земель, является применение удобрений. Систематическое внесение средств химизации в годы интенсивного развития сельского хозяйства способствовало значительному повышению плодородия: снизилась доля кислых почв, увеличилось содержание подвижных соединений фосфора и калия. Благодаря достигнутым показателям, нормативная урожайность зерновых без внесения удобрений в 1996 г. составляла 22.7 ц/га (Сычев, Шафран, 2019). Как показали дальнейшие исследования, продуктивность хорошо окультуренных почв оставалась на высоком уровне дли- тельное время и при систематическом применении удобрений сохранялась (Мерзлая, Афанасьев, 2019). Комплексное агрохимическое окультуривание полей, проводимое в Псковской области, способствовало увеличению сельскохозяйственных земель с хорошими показателями плодородия почвы: из 300 тыс. га обследуемой площади в настоящее время 40% занимают земли с высоким содержанием подвижного фосфора (более 150 мг/кг); среднее содержание имеют 26%; выше среднего – 17% сельскохозяйственных угодий. Повышенное и высокое содержание подвижного калия установлено на 15 и 12% обследованных земель соответственно. Средневзвешенный показатель содержания гумуса составляет 2.3%. В регионе преобладают слабо- и среднеокультуренные почвы, но имеются и угодья с высокой степенью окультуренности, использовавшиеся ранее под кормовые и овощные севообороты (Шайкова и др., 2019). Имеются данные о влиянии степени окуль-туренности на азотный режим почвы (Никитишен, 2008). Слабо-окультуренные почвы обладают меньшими запасами общего азота и низкой нитратообразующей способностью. На окультуренных почвах, с реакцией среды близкой к нейтральной, нитратообразующая способность существенно возрастает (Волкова, 2019).

Северо-Западный регион характеризуется умеренно холодным климатом с избыточным количеством осадков. Территория относится к так называемой “зоне рискованного земледелия”, для которой характерны резкие и частые изменения климатических условий, приводящие к значительным колебаниям урожайности и валовых сборов зерновых культур. Поэтому озимая рожь занимает в зерновом хозяйстве Северо-Запада особое место. Данная культура отличается повышенной засухо- и зимостойкостью, устойчивостью к кислотности почвы, способностью формировать стабильный урожай в неблагоприятные по метеоусловиям годы, что длительное время обеспечивало успешное ее выращивание (Сысуев и др., 2015). Зерно озимой ржи используется для пищевых, кормовых и технических целей. Причиной, ограничивающей его использование на кормовые цели, было повышенное содержание высокомолекулярных водорастворимых арабиноксиланов (ВАК), снижающих питательные свойства корма. В настоящее время выведены новые сорта озимой ржи универсального использования с по- ниженным содержанием ВАК (Кобылянский, 2014). С одним из таких инновационных сортов – “Новая Эра” – на дерновоподзолистой легкосуглинистой почве различной степени окульту-ренности проводятся исследования по изучению эффективности азотных удобрений и биопрепаратов.

Вследствие гидротермических условий и слабо-, и хорошо-окультуренные дерново-подзолистые почвы в начале весенней вегетации озимых имеют очень низкое содержание нитратного азота, о чем свидетельствуют результаты ранневесенней диагностики азотного питания. Низкое содержание нитратного азота в почве можно объяснить слабой биологической активностью почвы. В литературе имеются данные о тесной зависимости между биологической активностью почвы и содержанием нитратов в ней на протяжении вегетационного периода (Новиков, 2020).

Традиционная система удобрений под озимую рожь предусматривает дробное внесение азотных удобрений на фоне основного фосфорно-калийного с обязательной ранневесенней подкормкой азотом. Однако избыточное питание азотом приводит к полеганию растений. В поисках решения этой проблемы проводятся исследования влияния комплексных биопрепаратов, которые содержат корректирующие дозы макро и микроэлементов, на урожайность и качество сельскохозяйственных культур. Наиболее распространенным способом применения является внесение их в виде листовых подкормок (Fernandez et al., 2013), (Осипов, Шкра-бак, 2019). Одним из способов применения микробиологических препаратов (МБП) является их внесение в качестве модификаторов минеральных удобрений. Биопрепараты способствуют увеличению урожайности сельскохозяйственных культур, повышают эффективность удобрений, снижают потери питательных веществ (Суров, 2017; Чеботарь, 2014; Marenychatall., 2019). В настоящей работе изучено влияние полного минерального удобрения с разными дозами азота, а также биопрепаратов, вносимых на фоне пониженных доз азотных удобрений на урожайность зерна озимой ржи и на окупаемость действующего вещества удобрений в зависимости от окультуренности почвы.

Изучаемые биопрепараты: Гумат калия-натрия, Кодамин В-Мо, Агрофлорин и Ауксинолен, Бисолбифит.

Гумат калия-натрия произведен на основе гуминовых кислот. Содержание азота – 3.5%, фосфора и калия в органической форме – 0.5% и 2.5%. Удобрение содержит микроэлементы Мg (0.1%), В (0.1%), Со (0.01%), Сu (0.05%), Fe (0.12%), Mn (0.1%), Mo (0.025%), Zn (0.12%) в форме комплексных органоминеральных соединений, гуминовые (7%) и карбоновые (глюконовую, лимонную, янтарную, молочную – в сумме 0.6%) кислоты, которые являются хелатирующими агентами, аминокислоты (2.4%) .

Кодамин В-Мо – комплексное удобрение, содержит 6.4% азота, 6.5% бора, 0.22% молибдена и 12.48% свободных аминокислот .

Агрофлорин содержит ферменты, аминокислоты, 10.9 г/л органических кислот (фумаровую, янтарную, щавелево-уксусную, уксусную), витамины группы В, фолиевую и никотиновую кислоты, 26 макро- и микроэлементов . В состав Ауксинолена входят фитогормоны (ауксины, глифосин, гибберелловая кислота, цитокинины), ферменты, аминокислоты, а также макро и микроэлементы, витамины группы В, фолиевая и никотиновая кислоты ).

Некорневые подкормки жидкими комплексными удобрениями, исследованиям эффективности которых в настоящее время уделяется большое внимание, обеспечивают непосредственно органы и ткани растений необходимыми элементами питания. Это обстоятельство дает возможность избежать потерь питательных веществ в результате отрицательного влияния почвенных факторов, таких как выщелачивание, прочное закрепление в почвенном поглощающем комплексе и перевод в труднодоступные для питания растений соединения (Битюцкий, 2011).

Бисолбифит – микробный препарат, созданный во ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии, активным биоагентом которого является штамм бактерий Bacillus subtilis Ч-13 и его метаболиты, с титром живых клеток не менее 100 млн КОЕ/г препарата. Препарат обладает хорошей сыпучестью и адгезией и предназначен для биологической модификации минеральных удобрений. Норма расхода модификатора составляет 4–5 кг/т минеральных удобрений. В результате нанесения бактерий на поверхность гра- нул удобрений образуется “биокапсула”, которая одновременно может выполнять сразу несколько функций: удобрительную, защитную и стимулирующую ; Завалин и др., 2015). Бактерии за счет колонизации корней и продуцирования фитогормонов улучшают развитие корневых волосков и их поглотительную способность, в результате чего повышается эффективность минерального питания растений.

Изучение эффективности азотных удобрений и биопрепаратов под озимую рожь, в зависимости от степени окультуренности почвы, позволит при планировании урожайности не только восполнять вынос азота, фосфора и калия из почвы, но и экономить материальные ресурсы для получения максимального экономического эффекта от внесенных удобрений (Кирюшин, Кирюшин, 2015; Чухина и др., 2019). Для оценки эффективности принято рассчитывать окупаемость действующего вещества вносимых удобрений единицей сельскохозяйственной продукции. В ходе проведения Географической сети опытов с удобрениями установлено, что в условиях Нечерноземной зоны окупаемость минеральных удобрений на посевах зерновых изменялась от 5.6 кг зерна на 1 кг NPK при недостаточном увлажнении и избытке тепла до 10.4 кг зерна на 1 кг NPK при оптимальном уровне климатических факторов (Сычев, Ефремов, 2018; Сычев и др., 2018). Соблюдение доз, сроков, способов внесения агрохимикатов, сбалансированное питание макро- и микроэлементами, соблюдение агротехнических требований, позволяет повысить окупаемость NPK прибавкой урожая, преодолевая предел рентабельности в 2–3 раза (Методическое руководство по проектированию…, 2008).

Цель проведенных исследований – на основании полученных данных установить эффективность азотных удобрений и биопрепаратов в зависимости от окультуренности дерновоподзолистой легкосуглинистой почвы для разработки ресурсосберегающей технологии возделывания инновационной озимой ржи универсального назначения с низким содержанием водорастворимых арабиноксиланов (ВАК).

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Научно-исследовательская работапроводилась в 2019–2022

гг. на полях лаборатории агротехнологий ФГБНУ “Федеральный центр лубяных культур” обособленного подразделения Псковский НИИСХ в соответствии с методическими указаниями “Методика полевого опыта”, с использованием современных методов исследований почв и растений (Доспехов, 1985).

Почва опытных участков – дерново-подзолистая легкосуглинистая. Исходная агрохимическая характеристика почвы приведена в таблице 1.

Агрохимическое обследование почвы опытных участков показало, что в пределах территории опытного поля обособленного подразделения Псковского НИИСХ имеются участки, различающиеся по степени кислотности, составу почвенного поглощающего комплекса, содержанию гумуса, нитратообразующей способности. Группировку почвенных участков по степени окультуренно-сти провели согласно классификации дерново-подзолистых почв, развитых на глинистых и суглинистых почвообразующих породах.

Схема опыта включала следующие варианты: 0 – контроль без удобрений; N 20 P 40 K 70 ; N 40 P 40 K 70 ; N 20 P 40 K 70 + N 20 (весной в фазу кущения); N 20 P 40 K 70 + N 40 (весной в фазу кущения) – фон для биопрепаратов; N 20 P 40 K 70 + N 40 (весной в фазу кущения) + N 20 (в фазу выхода в трубку); фон + Агрофлорин и Ауксинолен (дважды: в фазы кущения и выхода в трубку); фон + Кодамин В-Мо (дважды: в фазы кущения и выхода в трубку); фон + К-Гумат-Nа (дважды: в фазы кущения и выхода в трубку); фон + Бисолбифит. Опыт заложен в 4-кратной повторности. Общая площадь делянки – 37.5 м², учетная площадь – 30 м², повторность 4-кратная.

Объекты исследования: озимая рожь сорта “Новая Эра”, дозы азотных удобрений, биопрепараты, участки дерновоподзолистой легкосуглинистой почвы разной степени окультурен-ности.

Агротехнические приемы и сроки проведения исследований – общепринятые для зоны возделывания озимой ржи. Минеральные удобрения внесены под предпосевную культивацию в виде азофоски, суперфосфата и калия хлористого в качестве основного удобрения. Подкормки аммиачной селитрой и листовые подкормки биопрепаратами проведены в соответствии со схемой опыта.

Таблица 1. Агрохимическая характеристика почвы опытных участков

Table 1. Agrochemical characteristics of the soil of experimental plots

Почва	Год	рН	Нг	S	Р 2 О 5	К 2 О	Гумус, %	NO 3— накопление, мг/кг	Степень насыщенности основаниями, %
			мг-экв/100 г		мг/кг
(ВО) высоко-окультуренная	*	5.5– 6.5	1.5– 2.0		250– 300	220– 250	3.0–5.0	40–50	>80.0
	2019	6.2	1.8	12.1	>350	133		43.0	87.1
	2020	6.2	1.7	11.4	300	237	3.2	45.0	87.0
	2021	6.1	1.8	14.0	>350	200	2.8	47.4	88.6
(СО) средне-окультуренная	*	5.0– 5.5	3.0– 5.0		100– 250	100– 220	2.0–3.5	30–40	60–80
	2019	5.6	3.3	4.9	260	179		34.0	59.8
	2020	5.3	3.6	5.3	220	167	2.1	31.0	59.6
	2021	5.2	3.5	5.0	300	200	2.2	29.1	58.8
(Ос) освоенная	*	4.3– 4.7	>5.0		30– 100	100– 200	1.5–2.5	20–30	30–60
	2022	4.8	5.7	3.5	220	180	2.0	9.0	38.0

Примечание. * – группировка дерново-подзолистых почв по агрохимическим показателям, согласно классификации по степени окультуренности (Кирюшин, 2015).

Note. * – grouping of sod-podzolic soils by agrochemical indicators, according to the classification by cultivation status (Kiryushin, 2015).

Бисолбифит внесен в почву перед посевом с минеральными удобрениями из расчета 4 кг порошка на 1 т удобрений.

Аналитические работы выполнены в лаборатории агротехнологий ФГБНУ ФНЦ ЛК ОП Псковский НИИСХ в соответствии с ГОСТ 26483-85, ГОСТ Р 54650-2011, ГОСТ 26212-2021, ГОСТ 27821-2020. Математическую обработку полученных данных проводили дисперсионным методом по Б.А. Доспехову.

Величина затрат минеральных удобрений с разными дозами азота для формирования 1 т зерна рассчитана по формуле:

З=Д/У+П, где З – затраты минеральных удобрений с разными дозами азота для формирования 1 т урожая, кг/т; Д – доза удобрения, кг/га; У – урожайность без внесения удобрений, т/га; П – прибавка урожая от удобрений, ц/га (Шафран, 2022).

Гидротермические условия НИР, представленные на рисунке 1, имели свои особенности. Температурный режим осенних периодов вегетации в целом был благоприятным и существенно не отличался от средних многолетних данных. Выпадение осадков обеспечивало озимой ржи достаточные запасы влаги. Температурный режим в осенний период был несколько выше многолетних показателей. В ноябре положительные температуры днем и небольшие заморозки ночью способствовали закалке растений.

Зимние периоды имели резкие различия по годам исследований. К началу декабря во все годы наблюдений, за исключением 2019, отмечен устойчивый переход от положительных температур к отрицательным, что соответствовало окончанию осенней вегетации растений. В декабре 2018 г. выпало 77% осадков от нормы. Снежный покров установился только в январе 2019 г., что предотвратило вымерзание растений в конце января, когда были отмечены морозы до -21.6 °С. Февраль характеризовался теплой погодой с температурами воздуха существенно выше средних многолетних значений.

Зиму 2019–2020 гг. можно охарактеризовать как аномально теплую, нетипичную для Псковской области. В декабре–январе наблюдались положительные температуры, в отдельные ночи были небольшие заморозки.

осадки, мм 2018-2019

осадки, мм 2020-2021

осадки, мм Ср. многолетние температура воздуха 0С 2019-2020

температура воздуха 0С 2021-2022

ЕИИИЗ осадки, мм 2019-2020

EZZZ3 осадки, мм 2021-2022

температура воздуха 0С 2018-2019

температура воздуха 0С 2020-2021

температура воздуха 0С Ср. многолетние

Рис. 1. Гидротермические условия проведения исследований.

Fig. 1. Hydrothermal conditions for research.

Климатическая зима наступила в III декаде февраля: отрицательные температуры воздуха и снежный покров установились 27 февраля. Зимний период 2020–2021 гг. не имел особенностей, в отличие от зимы 2021–2022 гг., которая отличалась рано установившимися отрицательными температурами и снежным покровом, а также многочисленными оттепелями во второй половине зимы, способствующими образованию ледяной корки и вымоканию растений.

Различия по температуре воздуха и количеству осадков весной на начало вегетации растений существенного влияния не оказывали. Начало вегетации озимой ржи все годы отмечалось в III декаде апреля. Майские месяцы в 2019 и 2021 гг. характеризовались избыточным количеством осадков, в 2–3 раза превышающим многолетние показатели.

Летние периоды по температуре воздуха в июне превосходили многолетние показатели. Сумма осадков в 2019, 2020 и 2021 гг. составляла 25% и 50% от нормы, гидротермические коэффициенты (ГТК) были равны 0.4, 0.74, 0.68 и 1.92, что характеризовало июнь этих лет, как засушливый. Июль был прохладнее, за исключением 2020 г. В июле ГТК 0.64 был установлен в 2021 г.

Суммы температур воздуха выше 10 °С за вегетационный период озимой ржи, включая осень, по годам составили 2 376, 2 138, 2 536 и 2 196 °С соответственно.

Погодные условия оказывали определенное влияние на урожайность. В то же время, выявлены закономерности в развитии растений при внесении минеральных удобрений и биопрепаратов на протяжении четырех лет исследований.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Влияние различных доз азотных удобрений на урожайность зерна озимой ржи, в зависимости от степени окультуренности почвы, отображено на рисунке 2.

Степень окультуренности почвы оказывала существенное влияние на урожайность зерна озимой ржи, что согласуется с литературными данными (Савич и др., 2021; Савин и др., 2022).

^м 2019

Полиномиальная (2019)       Полиномиальная (2020)       Полиномиальная (2021)

Рис. 2. Влияние различных доз азотных удобрений на урожайность зерна озимой ржи на дерново-подзолистой почве высокой степени окультуренности, т/га.

Fig. 2. Influence of various doses of nitrogen fertilizers on the yield of winter rye grain on soddy-podzolic soil with longterm cultivation status, t/ha.

Снижение агрохимических показателей (увеличение кислотности почвы, снижение степени насыщенности основаниями, уменьшение нитратообразующей способности и гумуса) приводило к снижению урожайности зерна контрольного варианта, в среднем за три года исследований, на 0.5 т/га на среднеокультуренной почве и на 1.4 т/га на освоенной.

На высокоокультуренной дерново-подзолистой почве урожайность в контроле составляла 3.4 и 3.0 т/га в 2019 и 2021 гг. соответственно. В 2020 г. получено существенно меньше зерна, что можно объяснить стрессовыми условиями в период аномально теплой зимы. Максимальная урожайность в 2019 г. (4.2 т/га) установлена при внесении N 20 P 40 K 70 в основное удобрение и N 20 в ранневесеннюю подкормку; в 2020 и 2021 гг. наибольшая урожайность получена при дробном внесении 60 кг д. в. азота на гектар: 20 кг – в основное удобрение осенью и 40 кг – в ранневесеннюю подкормку. Дальнейшее повышение доз азота сопровождалось снижением урожайности зерна – наблюдался “закон убывающей отдачи” при внесении 80 кг д. в. азота.

Зависимость урожайности зерна озимой ржи от доз азота, представленная в таблице 2, подчиняется уравнениям полинома с высокой величиной достоверности аппроксимации.

Таблица 2. Уравнения полиномиальной зависимости урожайности зерна озимой ржи от доз азотных удобрений на почве высокой степени окультуренности

Table 2. Equations оf the polynomial dependence of the yield of winter rye grain from the doses of nitrogen fertilizers on soil with a high degree of cultivation

Год	Уравнение	Величина  достоверно сти аппроксимации
2019	У=-0.0913Х2+0.7219Х+1.7699	0.9921
2020	У=-0.0355X2+0.433X+1.425	0.7946
2021	У=-0.0801Х2 +0.8416Х+2.2289	0.9401

Результаты проведенного дисперсионного анализа данных эффективности азотных удобрений под озимую рожь на высоко-окультуренной почве, приведенные в таблице 3, показали, что влияние различных доз азота (фактора А) и влияние почвенноклиматических условий (фактора B) были существенны.

Изменение урожайности под влиянием азотных удобрений под озимую рожь на участках освоенной почвы и почвы средней степени окультуренности показано на рисунке 3. Установлена прямолинейная зависимость урожайности озимой ржи от доз азота. Благоприятные климатические условия 2019 г. способствовали получению хорошего урожая зерна. Высокой была и отзывчивость культуры на азотные удобрения. Аномально теплая зима в 2020 г. привела к истощению растений и отразилась на урожайности. Самая низкая урожайность зерна без внесения удобрений установлена в 2022 г. на освоенной почве с рН 4.7–4.9 и низкой нитратообразующей способностью, что послужило основанием для высокой отзывчивости озимой ржи на применение азотных удобрений.

Линейные уравнения зависимости урожайности зерна от доз азота, представленные в таблице 4, имеют высокую величину достоверности аппроксимации.

Результаты дисперсионного анализа данных эффективности азотных удобрений под озимую рожь на почве средней степени окультуренности приведены в таблице 5. Влияние различных доз азота (фактора А) и влияние почвенно-климатических условий (фактора B) были существенны, что подтверждается определением статистических критериев:

F фактич > F критич ; р-value < 0.05.

На рисунке 4 отображено влияние листовых подкормок и МБП Бисолбифит на урожайность зерна озимой ржи в зависимости от окультуренности почвы, в среднем за 2019–2021гг.

На почве средней степени окультуренности наибольшая прибавка к минеральному фону получена при внесении МБП Бисолбифит, которая составила 0.22 т/га или 7.6%.

Таблица 3. Результаты дисперсионного анализа данных эффективности азотных удобрений под озимую рожь на почве высокой степени окультуренности

Table 3. Results of dispersion analysis of data on the effectiveness of nitrogen fertilizers applied under winter rye on soil cultivated for a long-term

Источник разброса		SS	df	MS	F	p-value	F критич
Фактор А		2.777969	9.00	0.31	7.7295	0.000130	2.45628
Фактор В		17.02759	2.00	8.51	213.201	0.000000	3.55456
Ошибка модели		0.718796	18.00	0.04
Всего		20.52436	29.00
Вывод 1	ИСТИНА	Нулевая гипотеза об отсутствии влияния уровней Фактора А отклонена. Различие средних значений выборок не может быть объяснено лишь случайностью
Вывод 2	ИСТИНА	Нулевая гипотеза об отсутствии влияния уровней Фактора В отклонена. Различие средних значений выборок не может быть объяснено лишь случайностью

^м 2019

^м 2020

^м 2021

^^^ •Линейная (2021)

■■■■i 2022

^^^^в • Линейная (2022)

Линейная (2019)

Линейная (2020)

Рис. 3. Влияние различных доз азотных удобрений на урожайность зерна озимой ржи на дерново-подзолистой почве средней степени окультуренности и на освоенной дерново-подзолистой почве, т/га.

Fig. 3. Influence of various doses of nitrogen fertilizers on the yield of winter rye grain on moderately cultivated soddy-podzolic soil and on long-term cultivated soddy-podzolic soil, t/ha.

■ высокоокультуренная почва     ■ среднеокультуренная почва

Рис. 4. Влияние окультуренности почвы и биопрепаратов на урожайность зерна озимой ржи, в среднем, т/га.

Fig. 4. Influence of soil cultivation status and biological preparations on the yield of winter rye grain, on average, t/ha.

Таблица 4. Уравнения линейной зависимости урожайности зерна озимой ржи от доз азотных удобрений на почве средней степени окультуренности и на освоенной почве

Table 4. The equation of the linear dependence of the yield of winter rye from the dose of nitrogen fertilizers on the soil of an average degree of cultivationand on mastered soddy-podzolic soil

Год	Уравнение	Величина достоверности аппроксимации
2019	У = 0.2758Х + 2.8329	0.9764
2020	У = 0.224X + 1.196	0.9128
2021	У = 0.3352Х + 1.7489	0.9734
2022	У = 0.4103Х + 1.0687	0.9458

Обработка растений Агрофлорином и Ауксиноленом обеспечивала дополнительно к минеральному фону 0.11 т/га зерна или 3.67%, биопрепаратом Кодамин В-Мо – 0.26 т/га или 8.78% и гуминовым удобрением К-Гумат-Na – 0.16 т/га или 5.36%. На высо-коокультуренной почве действие биопрепаратов было выражено существенно меньше. Проведение листовых подкормок биопрепаратами Кодамин В-Мо и К-Гумат-Nа повышало урожайность, в сравнении с минеральным фоном, на 0.1 т/га и 0.12 т/га или 2.8% и 3.4% соответственно. Несмотря на более выраженный эффект от биопрепаратов на среднеокультуренном участке, на участке с высокой степенью окультуренности урожайность зерна была выше на 0.37–0.59 т/га.

Агрономическая эффективность средств химизации, определяемая величиной прибавки урожая и окупаемостью вносимых удобрений, представлена в таблице 6. Анализ данных таблицы показал, что степень окультуренности почвы оказывала заметное влияние на величину получаемых прибавок и окупаемость действующего вещества удобрений. На высокоокультуренной (ВО) почве проведение азотных подкормок в различных дозах обеспечивало в годы исследований прибавки урожая зерна в пределах 0.38–1.7 т/га или 11.2–65.9% к контролю при окупаемости 2.1– 10.0 кг зерна за 1 кг NPK.

Таблица 5. Результаты дисперсионного анализа данных эффективности азотных удобрений под озимую рожь на почве средней степени окультуренности

Table 5. Results of dispersion analysis of data on the effectiveness of nitrogen fertilizers applied under winter rye on the moderately cultivated soil

Источник разброса		SS	df	MS	F	p-value	F критич
Фактор А		7.0731002	9	0.7859	19.73221	0.000000	2.250131
Фактор В		18.720118	3	6.240039	156.6736	0.000000	2.960351
Ошибка модели		1.0753638	27	0.039828
Всего		26.868582	39
Вывод 1	ИСТИНА	Нулевая гипотеза об отсутствии влияния уровней Фактора А отклонена. Различие средних значений выборок не может быть объяснено лишь случайностью
Вывод 2	ИСТИНА	Нулевая гипотеза об отсутствии влияния уровней Фактора В отклонена. Различие средних значений выборок не может быть объяснено лишь случайностью

Таблица 6. Влияние окультуренности почвы на агрономическую эффективность азотных удобрений под озимую рожь и затраты азота на производство продукции

Table 6. Influence of soil cultivation on the agronomic efficiency of nitrogen fertilizers under winter ryeand nitrogen costs for production

	Дозы азота, кг/га
Почва	20	40	20+20	20+40	20+40+ 20	20	40	20+20	20+40	20+40+ 20
	Прибавки, (в числителе – т/га, в знаменателе – %)					Затраты N, кг/т – в числителе; Окупаемость, кг зерна/кг NPK – в знаменателе
ВО	0.38	0.73	0.77	0.68	0.39	5.3	9.6	9.5	14.6	21.0
2019	11.2	21.2	22.6	19.9	11.5	2.9	4.8	5.2	4.0	2.1
ВО	0.39	0.54	0.56	1.2	0.8	9.0	16.9	16.8	19.9	30.5
2020	21.4	29.7	30.8	65.9	44.0	3.0	3.6	3.7	7.1	4.2
ВО	0.75	1.05	1.17	1.70	1.37	5.4	10.0	9.7	12.9	18.5
2021	25.5	35.7	39.8	57.8	46.6	5.8	7.0	7.8	10.0	7.2
ВО	0.51	0.77	0.84	1.19	0.86	6.6	12.2	12.0	15.8	23.4
среднее за 3 г.	19.4	28.9	31.1	47.9	34.0	3.9	5.2	5.6	7.0	4.5

Продолжение таблицы 6

Table 6 continued

	Дозы азота, кг/га
	20	40	20+20	20+40	20+40+ 20	20	40	20+20	20+40	20+40+ 20
	Прибавки, (в числителе – т/га, в знаменателе – %)					Затраты N, кг/т – в числителе; Окупаемость, кг зерна/кг NPK – в знаменателе
СО	0.20	0.43	0.63	1.11	1.34	5.9	11.1	10.5	14.0	17.7
2019	6.3	13.5	19.7	35	42.2	1.5	2.9	4.2	6.5	7.1
СО	0.13	0.21	0.36	0.81	1.13	12.0	22.9	21.1	25.5	30.0
2020	8.4	13.6	23.4	52.6	73.4	1.0	1.4	2.4	4.8	5.9
СО	0.62	0.81	1.15	1.36	1.84	7.8	14.4	12.9	18.1	21.1
2021	31.6	41.3	58.5	69.3	93.7	4.8	5.4	7.6	8.0	9.7
СО	0.32	0.48	0.71	1.09	1.44	8.5	16.1	14.8	19.2	22.9
среднее за 3 г.	15.4	22.8	33.9	52.3	69.8	2.4	3.2	4.7	6.4	7.5
Ос	0.88	0.91	1.26	1.67	2.33	9.0	17.9	15.4	20.0	21.9
2022	65.8	68.6	94.5	125.9	174.9	6.7	6.1	8.4	9.9	12.2

В среднем за три года исследований установлена наиболее эффективная доза азота для озимой ржи, возделываемой на дерново-подзолистой почве высокой степени окультуренности, равная 60 кг/га, внесенная дробно: 20 кг/га в основное удобрение и 40 кг/га в фазу кущения весной. Внесение указанной дозы азота способствовало получению наибольшей прибавки – 1.19 т/га или 47.9% к контролю при окупаемости 7.0 кг зерна за 1 кг NPK. Наибольшая окупаемость удобрений – 10.0 кг зерна за 1 кг NPK – получена в 2021 г.

На участках почвы, имеющей среднюю степень окультурен-ности (СО), различные дозы азотных подкормок способствовали получению прибавок урожая зерна от 0.13 до 1.84 т/га или 6.3– 93.7% к контролю при окупаемости 1.0–9.7 кг зерна за 1 кг NPK. Наиболее эффективная доза азота для озимой ржи, возделываемой на дерново-подзолистой почве средней степени окультуренности, составила 80 кг/га: 20 кг/га было внесено с основным удобрением, 40 кг/га – в фазу кущения весной и 20 кг/га – в фазу выхода в трубку. В среднем по годам при внесении указанной дозы азота прибавка зерна была равна 1.44 т/га или 69.8% к контролю, с окупаемостью 7.5 кг зерна за 1 кг NPK. Благоприятные условия 2021 г. на среднеокультуренном участке позволили окупить 1 кг NPK 9.7 кг зерна.

На освоенной почве прибавки урожая зерна были наибольшими, что объясняется низким уровнем плодородия и высокой отзывчивостью растений на применение удобрений. В зависимости от дозы внесенного азота они находились в пределах от 0.88 т/га или 65.8% к контролю до 2.33 т/га или 174.9% соответственно. Окупаемость удобрений возрастала с повышением дозы азота. Максимальная окупаемость – 12.2 кг зерна за 1 кг NPK – установлена при внесении N 80 P 40 K 70 c дробным внесением азота.

В таблице 6 представлены данные о затратах азота на производство 1 т зерна озимой ржи. В среднем за три года исследований на почве с высокой степенью окультуренности затраты азота на производство зерна возрастали в зависимости от дозы элемента с 6.6 кг/т при внесении минимальной дозы (равной 20 кг/га) до 23.4 кг/т при внесении 80 кг азота/га. На почве со средней степенью окультуренности при внесении всех исследуемых доз азота, за исключением 80 кг/га, наблюдается повышение затрат элемента, в сравнении с высокоокультуренным участком, до 8.5 кг/т при внесении 20 кг/га. При внесении 40 кг/га (в первом случае внесено 40 кг/га с осени, во втором – 20 кг/га с осени и 20 кг/га в подкормку рано весной) затраты азота возрастали до 16.1 и 14.8 кг/т, а при внесении 60 кг/га – до 19.2 кг/т зерна. На освоенной почве затраты азота удобрений составляли 9.0 кг/т зерна при внесении 20 кг/га, 17.9 кг/т при внесении 40 кг/га осенью. Отмечено, что дробное внесение 40 кг/га азота (20 кг/га с осени и 20 кг/га в подкормку) способствовало снижению затрат элемента – до 15.4 кг/т зерна.

Установлена закономерность, при которой с повышением окультуренности дерново-подзолистой почвы снижались затраты азота на производство зерна. Исключение составляет величина исследуемого показателя при внесении дозы азота, равной 80 кг/га. Отсутствие закономерного снижения затрат элемента на производство зерна при повышении плодородия почвы обусловлено снижением урожайности на высокоокультуренном участке, вследствие избыточного азотного питания и полегания растений.

Одним из способов повышения эффективности минеральных удобрений при возделывании озимой ржи является применение биопрепаратов. Результаты изучения эффективности минеральных удобрений под влиянием биопрепаратов на почве с различной степенью окультуренности представлены на рисунке 5.

Установлено, что применение биопрепаратов повышало эффективность минеральных удобрений. На высокоокультуренной почве на каждый 1 кг NPK дополнительно к минеральному фону получено 0.15, 0.75 и 0.83 кг зерна при проведении листовых подкормок растворами препаратов Агрофлорин и Ауксинолен, Кодамин В-Мо, К-Гумат-Na соответственно.

На среднеокультуренной почве дополнительно получено 0.74, 1.74 и 1.09 кг зерна от листовых подкормок биопрепаратами Агрофлорин и Ауксинолен, Кодамин В-Мо, К- Гумат-Na соответственно и 1.51 кг зерна за 1 кг NPK при внесении МБП Бисолби-фит.

Рис. 5. Влияние степени окультуренности почвы и биопрепаратов на агрономическую эффективность азотных удобрений под озимую рожь, кг зерна за 1 кг NPK (в среднем за 2019–2021 гг.).

Fig. 5. Influence of soil cultivation status and biological preparations on the agronomic efficiency of nitrogen fertilizers applied for winter rye, kg of grain per 1 kg of NPK (average for 2019–2021).

Применение биопрепаратов на высокоокультуренной почве оказало меньшее действие вследствие большей обеспеченности растений элементами питания. В то время как на среднеокульту-ренной почве присутствовал ограничивающий урожайность фактор, который был скорректирован биопрепаратами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам исследований, проводимых на дерновоподзолистой легкосуглинистой почве разной степени окультурен-ности, установлены основные закономерности действия минеральных удобрений с разными дозами азота, а также биопрепаратов на фоне N 20 P 40 K 70 +N 20 , на урожайность зерна озимой ржи и окупаемость удобрений в Псковской области.

Степень окультуренности почвы оказывала существенное влияние на урожайность зерна озимой ржи. В контрольном варианте среднеокультуренной почвы недополучено 0.5 т/га зерна, на освоенной – 1.4 т/га, в сравнении с высокоокультуренной почвой. Затраты азотных удобрений для получения максимального эффекта на высокоокультуренной почве были ниже в разные годы на 20 – 40 кг/га.

На дерново-подзолистой освоенной почве внесение минеральных удобрений обеспечивало более высокое действие на урожайность зерна. Максимальный агрономический эффект оказало внесение минеральных удобрений N 80 P 40 K 70 c дробным внесением азота: в основное удобрение, ранневесеннюю подкормку и подкормку в фазу выхода в трубку. Прибавка урожая от удобрений достигла 2.33 т/га или 174.9% к контролю с окупаемостью 12.2 кг зерна за 1 кг NPK.

На среднеокультуренной почве для получения максимального урожая потребовалось в составе полного минерального удобрения 80 кг азота на гектар, при этом окупаемость достигла 5.9 – 9.7 кг зерна за 1 кг NPK.

На почве с высокой степенью окультуренности максимальный эффект получен при внесении полного минерального удобрения с дозой азота 40 кг д. в. в 2019 г. и 60 кг д. в. в 2020 и 2021 гг. Окупаемость удобрений при внесении максимально эффективных доз азота составляла 5.2 – 10.0 кг зерна за 1 кг NPK.

Совместное применение минеральных удобрений с невысокими дозами азота и биопрепаратов на почве средней степени окультуренности повышало окупаемость удобрений. Агрономическая эффективность биопрепаратов была эквивалентна 3.7 – 8.8% прибавки урожая относительно минерального фона. На высоко-окультуренной почве действие биопрепаратов было выражено слабее, что можно объяснить более высоким уровнем плодородия почвы.

Исследования показали, что в границах одного сельскохозяйственного предприятия имеются участки почвы с разной степенью окультуренности и разной потребностью растений в элементах питания, что определяет необходимость проведения агрохимических изысканий на каждом конкретном поле для расчета экономически обоснованных затрат при разработке ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур.