Эффективность применения органоминеральных удобрений на луковых культурах

Введение. Основными задачами системы удобрений являются получение высоких урожаев культур и хорошего качества продукции, сохранение и повышение плодородия почвы, реализация экологической безопасности и экономической эффективности удобрений, снижение себестоимости продукции и обеспечение прибыли в хозяйстве [1]. Исследованиями [2–8] установлено, что наиболее эффективно действие органоминеральной системы удобрений, превосходящей по ряду показателей минеральную и органическую системы удобрения. Н.Н. Бамбалов и Г.А. Соколов [9] утверждают, что неизбежно будет происходить постепенная замена минеральных удобрений более совершенными органоминеральными. Белорусские ученые [10, 11] перспективными считают органоминеральные удобрения на основе гуминовых соединений. Многочисленными исследованиями доказано, что гуминовые вещества обладают стимулирующими и адаптогенными свойствами [12–24]. Они повышают интенсивность физиологических и биохимических процессов в растениях, помогают им преодолеть стресс от неблагоприятных погодных условий и антропогенного воздействия. На основе многолетних исследований сотрудниками кафедры общей химии был разработан способ получения гуминового биостимулятора из низинного торфа [25]. Препарат готовят из осажденных гуминовых кислот, и при таком способе их выделения имеется два вида отходов в большом объеме: жидкая осадочная смесь после отделе- ния гуминовых веществ от торфа и надосадочный раствор после осаждения гуминовых кислот. В настоящее время нами разработан и запатентован безотходный способ получения органоминеральных удобрений из низинного торфа [26]. Необходимо установить действие этих удобрений на разные культуры, в т. ч. луковые.

Цель исследования – установление влияния органоминеральных удобрений на продуктивность луковых культур.

Задачи : установить влияние состава и дозы органоминеральных удобрений на луковые культуры, определить эффективность действия корневой и некорневой обработок.

Объекты и методы. При безотходном способе переработки торфа получают три вида органоминеральных удобрений, общее их название – агрохимикат «Тюменский». Торф подвергается обработке щелочью для выделения гуминовых веществ. После их удаления остается жидкая осадочная торфогуминовая смесь (удаляемый отход при первой технологии), которая может вносится в чистом виде или с добавлением минеральных удобрений для внесения в почву (марка А). После подкисления щелочного экстракта отделяют раствор фульвокислот от осадка гуминовых кислот. Из надосадочного раствора с фульвовыми кислотами (удаляемый в канализацию отход при первой технологии) готовится органоминеральное удобрение со слабокислой реакцией среды при различном соотношении NPK для некорневой и корневой подкормок растений (марка Б). После центрифугирования из геля осажденных гуминовых кислот готовится гуминовый препарат, отличающийся от первого способа составом катионов и более эффективным действием (марка В). Предназначен препарат для предпосевной, некорневой и корневой подкормок растений.

Полевые опыты проводились в ГАУ Северного Зауралья (г. Тюмень, 2019–2021 гг.) на темно-серой лесной почве. Почва хорошо окультуренная, рН сол. = 6,8, содержание: органического вещества – 5,3 %, нитратного азота 16,6 мг/кг, подвижного фосфора – 762 мг/кг, подвижного калия – 332 мг/кг.

Культура - чеснок озимый, сорта Тянь-Шанский, Шадейка и Назус .

Схема опыта: 1 – контроль (вода); 2 – марка Б (2 мл/л). Расход воды на контроле и рабочего раствора марки Б – 10 л/м2. Схема посадки – 10 × 10 см, плотность посадки зубчиков – 70 шт/м2.

Культура - лук репчатый, сорт Штутгар-тер ризен.

Схема опыта № 1: 1 – контроль (вода); 2 – марка А (состав 1), марка А (состав 2). Состав 1 – марка А без добавления минеральных удобрений, состав 2 – марка А с минеральными удобрениями в соотношении N 1 P 1 K 0,7 . Приготовление рабочего раствора: на 8 л воды – 1 л препарата. Расход воды (контроль) и рабочего раствора марки А – 9 л/м².

Схема опыта № 2: 1 – контроль (вода); 2 – марка А (2 л/м2); 3 – марка А (5 л/м2). В данном опыте в марке А не растворяли минеральные удобрения. Полив делянок перед посадкой, расход воды на контроле и рабочего раствора марки А – 10 л/м2. Севок в течение трех часов замачивали в воде (контроль) и растворе марки В (0,002 %).

Схема посадки севка в опытах 10 × 20 см, плотность посадки – 36 шт/м2. Площадь учетных делянок – 3 м2. Повторность в опыте – трехкратная. Посадка чеснока озимого – третья декада сентября, лука репчатого – первая декада мая. Проведение биометрических замеров всходов – конец мая. Уборка – вторая-третья декада августа. Отбор почвенных образцов – в период посадки и уборки культур. Биометрические замеры луковиц проведены через 2 недели после уборки.

Влияние агрохимиката «Тюменский» на свойства почвы устанавливали по показателям: рН солевой вытяжки – ГОСТ 26483-85; гидролитическая кислотность – ГОСТ 26212-91; массовая доля азота нитратного – ГОСТ 26951-86; массовая доля подвижных соединений фосфора – ГОСТ 26204-91; массовая доля подвижных соединений калия – ГОСТ 26204-91; массовая доля подвижной серы – ГОСТ 26490-85; количество эквивалентов кальция – ГОСТ 26428-85; количество эквивалентов обменного кальция – ГОСТ 26487-85; количество эквивалентов натрия – ГОСТ 26427-85; содержание обменного натрия – ГОСТ 26950-86; количество эквивалентов магния – ГОСТ 26428-85; количество эквивалентов калия – ГОСТ 26427-85; количество эквивалентов иона хлорида – ГОСТ 26425-85; количество эквивалентов бикарбонат-иона – ГОСТ 26424-85; количество эквивалентов кар-бонат-иона – ГОСТ 26424-85; количество эквивалентов иона сульфата – ГОСТ 26426-85; массовая доля органического вещества – ГОСТ 26213-91; удельная электропроводность (УЭП) – ГОСТ 26423-85; сумма поглощенных оснований – ГОСТ 27821-88.

В луковицах лука репчатого определяли содержание: сухого вещества – ГОСТ 28561-90; сахаров – ГОСТ 8756.13-87; нитратов – МУ МЗ СССР № 5048-89.

Все анализы проведены в аккредитованной испытательной лаборатории ФГБУ ГСАС «Тюменская».

Для выявления наименьшей существенной разности между вариантами проведенных опытов проведена статистическая обработка результатов исследований дисперсионным анализом по Б.А. Доспехову с использованием программы MS Excel 2010.

Результаты и их обсуждение. В течение 2019–2021 гг. проводились испытания состава и доз марок агрохимиката «Тюменский» на разных культурах. В 2021 г. прошли регистрационные испытания и процедура регистрации агрохимиката.

Испытания марок агрохимиката «Тюменский» проводили на двух луковых культурах: чесноке озимом и луке репчатом. Полив весной посадок чеснока озимого в фазе 2–3 листьев агрохимикатом «Тюменский» марки Б (в надосадочный раствор добавлены минеральные удобрения в соотношении N1P1K0,5) увеличил диаметр луковицы, число зубков в луковице и массу луковицы: сорт Тянь-Шанский – на 8, 9 и 28 %; сорт Шадейка – на 20, 6 и 44; сорт Назус – на 16, 6 и 45 % соответственно [27]. Прибавка урожайности у сорта Тянь-Шанский составила 0,54 кг/м2, у сортов Шадейка и Назус – 0,31 и 0,43 кг/м2 соответственно.

Энергия прорастания лука репчатого увеличилась на всех вариантах применения марок А и В агрохимиката «Тюменский» на 8–17 % по срав- нению с контролем. Предпосевная обработка севка в растворе марки В (2 мл/л) с корневой обработкой почвы маркой А (2 л/м2), а также полив маркой А (5 л/м2) с замачиванием севка в воде обеспечили максимальную всхожесть (100 %) (табл. 1). На вариантах полив почвы раствором марки А (2 л/м2) и замачивание севка в растворе марки В взошло 97 и 94 % севка соответственно. Всхожесть при обработке севка маркой В на фоне некорневой обработки маркой А в дозе 5 л/м2 была на уровне контроля.

Таблица 1

Вариант обработки		Всхожесть, %	Высота растений, см	Число листьев, шт.
Севок	Почва
Вода	Вода (контроль)	89	21,6	4,8
Марка В	Вода	94	27,5	6,2
Вода	Марка А (2 л/м2)	97	28,3	6,7
Марка В	Марка А (2 л/м2)	100	26,6	5,2
Вода	Марка А (5 л/м2)	100	26,9	5,7
Марка В	Марка А (5 л/м2)	89	25,0	4,8
НСР 05		–	2,86	0,57

Влияние агрохимиката «Тюменский» на продуктивность лука репчатого (сорт Штутгартер ризен) (2021 гг.)

На всех вариантах обработки марками А и В высота растений лука репчатого существенно превышала контроль – на 16–31 %. Максимально превышал контроль полив почвы маркой А в дозе 2 л/м2 – на 6,7 см. Число листьев на всех вариантах превышало контроль на 8–40 %. Максимальное число листьев обеспечили варианты: обработка севка маркой В и корневая обработка маркой А в дозе 2 л/м2 (на 29 и 40 % соответственно).

В опыте № 1 полив маркой А увеличил диаметр луковицы лука репчатого: состав 1 – на 18 %, состав 2 – на 12 % (табл. 2). Масса луковицы также превышала контроль: состав 1 – на 54 %, состав 2 – на 32 %. Урожайность лука выше контроля при поливе маркой А (состав 1) на 45 %, маркой А (состав 2) – на 23 %.

Все комбинации обработки севка и почвы марками А и В существенно увеличивали диаметр луковицы лука репчатого (сорт Штутгартер

Ризен) на 16–52 %. Максимальная прибавка по отношению к контролю получена на варианте с предпосевной обработкой севка раствором марки В и корневого применения марки А в дозе 2 л/м2 – 2,6 см.

Масса луковицы лука репчатого превышала контроль (вода) на всех вариантах применения марок А и В агрохимиката «Тюменский»: севок (марка В)+почва (вода) – на 61 %; севок (во-да)+почва (марка А, 2 л/м2) – на 128; севок (марка В) + почва (марка А, 2 л/м2) – на 178; севок (вода)+почва (марка А, 5 л/м2) – на 126; севок (марка В)+почва (марка А, 5 л/м2) – на 75 %. Максимальное увеличение массы луковицы отмечено при обработке севка маркой В и корневом применении марки А в дозе 2 л/м2 – на 76,9 г, минимальное – при обработке севка маркой В и корневой подкормкой маркой А в дозе 5 л/м2 – на 32,2 г.

Влияние агрохимиката «Тюменский» на продуктивность лука репчатого (сорт Штутгартер ризен) (2020-2021 гг.)

Таблица 2

Вариант обработки		Диаметр луковицы, см	Масса луковицы, г	Урожайность, кг/м2
Севок	Почва
Опыт № 1
Вода	Вода (контроль)	5,00	62,67	2,79
Вода	Марка А (состав 1)	5,92	96,28	4,05
Вода	Марка А (состав 2)	5,58	82,78	3,44
НСР 05		0,35	17,79	0,40
Опыт № 2
Вода	Вода (контроль)	5,0	43,1	1,21
Марка В	Вода	6,1	69,2	2,00
Вода	Марка А (2 л/м2)	6,8	98,3	2,46
Марка В	Марка А (2 л/м2)	7,6	120,0	1,79
Вода	Марка А (5 л/м2)	6,7	97,3	2,66
Марка В	Марка А (5 л/м2)	5,8	75,3	1,52
НСР 05		0,48	17,13	0,31

Урожайность лука репчатого существенно превышала контроль на всех вариантах обработки марками А и В на 26–120 %. Максимальные прибавки урожайности получены на вариантах применения агрохимиката «Тюменский» в виде корневой обработки в дозах рабочего раствора 2 и 5 л/м2 – 1,25 и 1,45 кг/м2 соответственно. Предпосевное замачивание севка в растворе марки В также значительно увеличило урожайность – на 0,79 кг/м2.

Агрохимикат «Тюменский» во всех комбинациях положительно повлиял на качество луковиц: увеличилось содержание сухого вещества – на 1,6–3,3 % (относит. 13–26 %), сахаров – на 2,0–3,7 % (относит. 25–46 %); уменьшилось содержание нитратов – на 36–84 % (табл. 3). Максимальное увеличение содержания сухого вещества и сахаров и минимальное содержание нитратов в луковицах отмечено на варианте при замачивании севка в растворе марки В и поливе раствором марки А в дозе 2 л/м2.

Таблица 3

Влияние марок А и В агрохимиката «Тюменский» на качество луковиц лука репчатого (сорт Штутгартер Ризен) (2021 г.)

Вариант обработки		Сухое вещество, %	Сахара, %	Содержание нитратов, мг/кг
Севок	Почва
Вода	Вода (контроль)	12,6	8,1	31
Марка В	Вода	14,2	10,1	20
Вода	Марка А (2 л/м2)	15,2	10,4	8
Марка В	Марка А (2 л/м2)	15,9	11,8	5
Вода	Марка А (5 л/м2)	15,4	11,2	9
Марка В	Марка А (5 л/м2)	15,6	11,0	13

В опыте № 1 на луке репчатом отбор образцов почвы провели только в период уборки. Агрохимикат «Тюменский» при поливе в дозе 1 л/м2 уменьшил значения рН солевой вытяжки: состав 1 – на

0,1 ед. рН, состав 2 – на 0,3 ед. рН (табл. 4). Гидролитическая кислотность повысилась на 27 % при поливе маркой А с добавлением минеральных удобрений. В опыте № 2 корневое примене- ние марки А агрохимиката «Тюменский» увеличило реакцию почвенного раствора в период посадки севка на 0,7 ед. рН в дозе 2 л/м2 и на 1,1 ед. рН в дозе 5 л/м2. В период уборки лука повышение сохранилось. Значительно снизилась гидролитическая кислотность в периоды посадки и уборки: доза 2 л/м2 – на 0,94 и 0,48 ммоль/100 г; доза 5 л/м2 – на 1,18 и 0,94 ммоль/100 г соответственно.

Сумма поглощенных оснований в опыте № 1 увеличилась при поливе маркой А без минеральных удобрений (состав 1) на 8 %, с введением в состав минеральных удобрений (состав 2) уменьшилась на 12 %. Во время посадки в опыте № 2 увеличилась сумма поглощенных оснований: доза 2 л/м2 – на 7 %, доза 5 л/м2 – на 27 %. К уборке увеличение суммы поглощенных оснований сохранилось при дозе 5 л/м2 – на 26 %.

Таблица 4

Вариант обработки почвы	рН сол.	Гидролитическая кислотность, ммоль/100 г	Сумма поглощенных оснований, ммоль/100 г
Опыт № 1. Уборка
Вода (контроль)	6,8±0,1	0,91±0,11	37,4±5,6
Марка А (состав 1)	6,8±0,1	0,92±0,11	40,3±4,9
Марка А (состав 2)	6,7±0,1	1,16±0,14	32,8±4,9
Опыт № 2. Посадка
Вода (контроль)	6,2±0,1	1,50±0,14	37,4±5,6
Марка А (2 л/м2)	6,9±0,1	0,56±0,08	40,2±4,9
Марка А (5 л/м2)	7,3±0,1	0,32±0,06	47,4±4,9
Опыт № 2. Уборка
Вода (контроль)	6,3±0,1	1,31±0,14	38,4±5,6
Марка А (2 л/м2)	6,7±0,1	0,83±0,11	38,0±5,6
Марка А (5 л/м2)	7,3±0,1	0,37±0,06	48,2±4,9

Влияние марки А агрохимиката «Тюменский» на кислотность и сумму поглощенных оснований темно-серой лесной почвы (2020–2021 гг.)

При внесении органоминеральных удобрений в опыте № 1 приняли решение определить изменения в содержании эквивалентов макроэлементов и анионов в почве. Существенных различий между контролем и вариантами с маркой А по содержанию эквивалентов обменного кальция, обменного натрия, магния и калия, анионов хлора, бикарбонатов, карбонатов, сульфатов не наблюдалось. В основном все содержания были ниже предела определения и в последующих опытах не определялись. По удельной электропроводимости существенные изменения наблюдались только при внесении марки А (состав 2) – снижение на 33 %.

Содержание органического вещества в опыте № 1 при корневом применении марки А (состав 1) увеличилось на 0,91 % (относит. 11 %), так как с удобрением в почву внесены торф и гуминовые вещества. Содержание нитратного азота снизилось на 24 %, снижение обусловлено увеличением урожайности на 45 %. Значения этих показателей у состава 2 на уровне контроля. Содержание подвижных форм фосфора и калия на всех вариантах очень высокое, различий с контролем не установлено. Содержание подвижной серы ниже предела определения.

В опыте № 2 содержание органического вещества при внесении марки А перед посадкой севка по сравнению с контролем увеличилось: доза 2 л/м2 – на 1,53 %, доза 5 л/м2 – на 1,69 % (табл. 5). В период уборки увеличение содержания органического вещества сохранилось: доза 2 л/м2 – на 1,68 %, доза 5 л/м2 – на 1,67 %.

Таблица 5

Влияние марки А агрохимиката «Тюменский» на содержание элементов питания и органического вещества в почве (2021 г.)

Вариант обработки почвы	Содержание, мг/кг			Органическое вещество, %
	N-NO 3	P 2 O 5	K 2 O
Посадка
Вода (контроль)	16,6	762,1	332	5,33
Марка А (2 л/м2)	14,1	741,8	386	6,86
Марка А (5 л/м2)	20,4	741,8	415	7,02
Убо		рка
Вода (контроль)	13,5	845,3	310	5,24
Марка А (2 л/м2)	12,9	741,2	347	6,92
Марка А (5 л/м2)	17,8	820,5	356	6,91

Содержание нитратного азота превышало контроль только при дозе 5 л/м2: посадка – на 3,8 мг/кг, уборка – на 4,3 мг/кг. В период посадки содержание подвижного фосфора и калия на контроле очень высокое. При внесении марки А содержание подвижного фосфора в почве незначительно уменьшилось (на 20,3 мг/кг), а калия – увеличилось на 54 (доза 2 л/м2) и 83 мг/кг (доза 5 л/м2).

Выводы. На основании полученных результатов пришли к заключению, что торфогуминовую смесь (марка А) предпочтительнее вносить в почву в чистом виде без добавления минеральных удобрений. Испытания агрохимиката «Тюменский» марок А и В на луке репчатом показали, что применение данного удобрения наиболее эффективно: корневая подкормка маркой А – 2 л/м², предпосадочная обработка севка маркой В – 2 мл/л. Марку А в дозе 5 л/м² можно вносить под осеннюю основную обработку для повышения плодородия почвы. Агрохимический анализ почвы двух опытов показал, что агрохимикат «Тюменский» повышал реакцию почвенного раствора, содержание органического вещества и сумму поглощенных оснований.