АГРОХИМИЯ, 2015, № 4, с. 3-12
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ Удобрения
УДК 631.83:631.421.1:631.445.25
ДЕЙСТВИЕ И ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ КАЛИЙНЫХ УДОБРЕНИЙ В ПОЛЕВОМ ОПЫТЕ НА СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЕ
© 2015 г. В.Н. Якименко
Институт почвоведения и агрохимии 630090 Новосибирск, просп. Лаврентьева, 8/2, Россия E-mail: yakimenko@issa.nsc.ru
Поступила в редакцию 13.10.2014 r.
В стационарном полевом опыте показано, что длительный сильный дефицит баланса калия в агроценозе приводил к существенному ухудшению калийного состояния почвы и продуктивности культур. Длительность последействия калийных удобрений зависела от их доз, внесенных в предшествующие годы, и составляла от 1 до 5 лет. При регулярном внесении доз калийных удобрений, основанных на реальной продуктивности агроценоза, содержание форм калия в почве стабилизировалось. В период последействия калийных удобрений масштабы снижения в почве содержания обменного и необменного калия значительно превышали его вынос растениями. Ключевые слова: действие и последействие удобрений, калийные удобрения, серая лесная почва, полевой опыт.
ВВЕДЕНИЕ
Научно обоснованное применение минеральных удобрений является обязательным условием эффективного и устойчивого функционирования агроценозов. Рациональное использование удобрений позволяет получать не менее 30-50% дополнительной прибавки урожая при сохранении и повышении почвенного плодородия [1]. Важным свойством удобрений является их пролонгированное действие, способность оказывать положительное влияние на условия минерального питания выращиваемых культур не только в год внесения, но и в течение ряда последующих лет.
Длительность последействия минеральных удобрений зависит как от внесенной дозы, так и от их вида, что обусловлено спецификой трансформации в почве того или иного макроэлемента. В ряде проведенных исследований показано довольно слабое использование культурами закрепленного в почве азота удобрений как в первый год последействия, так и суммарно за последующие несколько лет [2, 3]. В то же время, последействие фосфорных удобрений, особенно при их активном балансе, может значимо проявляться в течение нескольких десятилетий [4, 5].
Изучение последействия калийных удобрений проводили в различных почвенно-климатических
условиях. В длительных опытах [6] установлено продолжительное (свыше 20 лет) последействие калия, пропорциональное внесенной дозе удобрений. В опытах [7] почвенный фонд калия, созданный за счет внесенных в предшествующие годы удобрений, обеспечивал возможность получения высоких урожаев культур в течение 3-х ротаций полевого севооборота (18 лет); при этом содержание форм калия в почве уменьшилось в 2.0-3.3 раза. Исследованиями [8] показано, что калий переходил в разряд первого минимума через 8-10 лет после прекращения внесения удобрений, последействие же калия наблюдали в течение 2-4 лет [9, 10]. По данным [11], доступность калия, внесенного с удобрениями и закрепившегося в почве, не уступает их прямому действию; тогда как в исследованиях [12] остаточный калий на черноземах использовался слабо: при его высоком содержании в почве внесение калийных удобрений существенно увеличивало урожай.
На последействии калия базируется агротехнический прием внесения калийных удобрений в запас на несколько лет (обычно на 3 года). Целесообразность этого приема обоснована в ряде работ [13-15], тогда как другие авторы [16, 17] при этом отмечали значительный непроизводительный расход калийных удобрений. Установлено [18], что для повышения содержания обменного
калия в почве при запасном внесении удобрений расходуется значительно больше калия, чем при ежегодном его применении под каждую культуру севооборота. В исследованиях [19] выявлено, что темпы увеличения содержания калия в почве при внесении его различных доз заметно медленнее, чем темпы уменьшения содержания калия в почве после прекращения использования калийных удобрений.
В целом можно утверждать, что имеющиеся литературные данные по последействию калия относительно немногочисленны и не всегда однозначны, для Западно-Сибирского региона они практически отсутствуют. Учитывая нарастающее истощение пахотных почв в отношении калия, выявление региональной специфики действия и последействия калийных удобрений на продуктивность культур и почвенное плодородие представляется актуальным. Цель работы - в многолетнем стационарном опыте дать сравнительную оценку эффективности действия и последействия различных доз калийных удобрений на калийное состояние почвы и урожайность картофеля.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование изменений калийного состояния почвы в зависимости от интенсивности баланса калия в агроценозе проводили в стационарном полевом опыте, заложенном в 1988 г. на исходно целинной серой лесной среднесуглинистой почве со следующими характеристиками: содержание гумуса - 4.9%, физической глины - 30.8%, емкость катионного обмена - 21.1 мг-экв/100 г, валовое содержание азота - 0.22%, фосфора - 0.15 (подвижного - 18 мг/100 г), калия - 1.5% (обменного - 12, необменного - 120 мг/100 г), почвооб-разующая порода - лессовидный карбонатный суглинок. Опыт расположен на научном стационаре ИПА в лесостепной зоне юга Западной Сибири. Закладку и проведение опыта осуществляли по общепринятой методике, первые годы выращивали овощные культуры в севообороте, с 2000 г. -картофель бессменно [20]. В опыте учитывали и отчуждали с делянок как основную, так и побочную продукцию выращиваемых культур.
Схема опыта включает следующие варианты: вариант 1 - без удобрений (контроль), 2 - № (фон - вносили азотные и фосфорные удобрения из расчета 100%-ной компенсации выноса элементов планируемым урожаем выращиваемой культуры), 3 - фон + К25% (калий в дозе 25% от выноса планируемым урожаем), 4 - фон + К50%,
5 - фон + 6 - фон + Kloo%, 7 - фон + К125%.
Повторность в опыте четырехкратная. Удобрения в форме Каа, Рсд и Кх вносили ежегодно весной перед посевом семян, высадкой рассады или клубней. Конкретные дозы удобрений под различные овощные культуры и их урожайность опубликованы нами ранее [21]. Дозы внесенных минеральных удобрений под картофель в последние годы составили: N100, Р60, калия в вариантах с 3 по 7 - соответственно К30, 60, 90, 120 и 150, планируемая урожайность - 200 ц клубней/га.
С 2008 г. методом расщепления делянок изучали последействие калия: на части площади опыта калийные удобрения в вариантах NPK вносить перестали, в другой части опыта продолжали ежегодно вносить все удобрения согласно его схеме. Таким образом, была возможность проследить параллельно действие и последействие калия, начиная с одного и того же исходного уровня его содержания в почве (для каждого из вариантов), созданного в предшествующие годы внесения удобрений. Почвенный фонд калия, сформировавшийся к этому времени в различных вариантах опыта, показан в работе [22].
Почвенные образцы на анализ отбирали во время уборки урожая. Содержание форм калия в почве определяли: обменного - в вытяжке 1 М раствора CH3COONH4, легкообменного - в 0.0025 М СаС12, необменного - в 1 М Н^3.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Урожайность картофеля в опыте (табл. 1) в значительной степени зависела от погодных условий в период вегетации. Например, в 2008, 2010 и особенно 2012 г. лето было засушливым, тогда как в 2009 и 2011 г. погодные условия в период вегетации картофеля отличались хорошей тепло- и влагообеспеченностью. Соответственно, урожай клубней в вариантах NPK-действия в засушливые годы был меньше запланированного, а в благоприятные - существенно больше. Тем не менее, среднегодовая урожайность картофеля за 5 лет в этих вариантах составила (варианты с 3 по 7 соответственно): 147, 203, 213, 221 и 246 ц/га. Таким образом, фактически полученный в опыте средний урожай клубней соответствовал запланированному, оправдывая в целом прогнозные оценки и расчетные дозы удобрений.
При любых погодных условиях вегетационного периода наибольшая продуктивность картофеля отмечена в вариантах опыта с ежегодным внесением сбалансированных доз минеральных удобрений (варианты даК50%-КРК125%-действие). Использование повышенных доз калийных удоб-
действие и последействие калииных удобрении... 5
Таблица 1. Влияние действия и последействия калийных удобрений на урожайность клубней картофеля, ц/га
Вариант Годы исследования
2008 2009 2010 2011 2012
1. Без удобрений 52 78 62 81 84
2. КР 71 125 78 95 80
3. КРК25% 126 203 136 178 92
96 162 101 114 78
4. КРК50% 170 291 182 239 133
146 246 136 143 85
5. КРК75% 183 297 187 253 144
177 263 145 144 86
6. КРКю0% 184 309 188 274 148
180 271 152 156 97
7. КРК125% 214 342 202 312 162
204 327 158 157 98
НСР05 23 32 24 29 22
Примечание. Над чертой - действие, под чертой - последействие удобрений. То же в табл. 2-5.
рений (КРК125%) было оправдано с точки зрения заметного повышения устойчивости картофеля к комплексу неблагоприятных внешних факторов (засухи, избыточного увлажнения и т. п.). Однако учитывая экономическую составляющую, практически наиболее целесообразно, по-видимому, внесение калийных удобрений с небольшим дефицитом баланса (КРК75%). Результаты длительного опыта также свидетельствовали, что одностороннее внесение КР-удобрений в почву с истощенным калийным фондом совершенно неэффективно, и на продуктивности выращиваемого картофеля это практически не отражается.
Изучение последействия почвенного фонда калия, сформированного предшествующим внесением различных доз калийных удобрений, показало, что его длительность и эффективность закономерно зависит от исходного уровня содержания калия в почве агроценоза, обусловленного ранее поддерживаемым балансом этого элемента (табл. 1, варианты КРК-последействие). В 2008 г. (первый год последействия) урожайность клубней в вариантах 5-7 КРК-последействия составила 96-98% по сравнению с этими же вариантами КРК-действия, в варианте 3 разница составила 25%. В последующие годы различия в продуктивности картофеля между соответствующими вариантами КРК-действия и КРК-последействия постепенно увеличивались и в 2011 г. составляли ~40%. Все это время (2008-2011 гг.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.