сотрудник
Лобня, г. Москва и Московская область, Россия
На дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах Центрального Нечерноземья России со средней обеспеченностью подвижными формами фосфора и средним, близким к низкому содержанию, калия установлена высокая эффективность применения калийного удобрения совместно с фосфорным на семенных посевах лядвенца рогатого. Эффективными дозами фосфорно-калийных удобрений, обеспечивающими увеличение урожайности семян в первый год на 42–47 % и, по последействию, на второй год на 17–33 % является внесение Р30–60K90–120.
лядвенец рогатый (Lotus corniculatus L.), фосфорные и калийные минеральные удобрения, урожайность, семена, посевные качества
Преобладающая часть территории земель сельскохозяйственного использования в России характеризуется доминированием экстремальных факторов, что требует подбора культур и сортов с повышенным адаптивным потенциалом и стрессоустойчивостью [1]. Лядвенец рогатый (Lotus corniculatus L.) является одной из ценных бобовых культур с высокими кормовыми и почвоулучшающими достоинствами, в первую очередь на менее плодородных, кислых почвах, где другие бобовые травы не формируют высоких урожаев [2; 3]. Несмотря на ряд преимуществ, большого хозяйственного распространения в кормопроизводстве России эта культура до сих пор не имеет, что связано с дефицитом семян из-за низкой урожайности, обусловленной недостаточной разработанностью приемов агротехники возделывания [3]. В настоящее время коммерческий оборот сертифицированных «Россельхозцентром» семян лядвенца рогатого на официальном рынке страны составляет около 37 т, что более чем в десять раз меньше научно обоснованных объемов от потребности производства в посевном материале этой культуры [4].
Величина урожайности сельскохозяйственных культур в каждый конкретный год определяется взаимодействием комплекса факторов: природно-климатическими и метеорологическими условиями текущих вегетационных сезонов, технологиями возделывания, продукционным потенциалом возделываемых сортов, а также почвенным плодородием. Экономически эффективное функционирование агроэкосистем, способных обеспечить получение высокой продуктивности, базируется на сохранении почвенного плодородия. В Центральном Нечерноземье преобладают дерново-подзолистые почвы с естественным невысоким плодородием. При возделывании сельскохозяйственных культур для получения продукции происходит постоянный безвозвратный вынос растениями с урожаем основных элементов питания из почвы, что без применения соответствующих компенсирующих доз минеральных удобрений не позволяет достигать высокой продуктивности возделываемых культур. Процесс обеспечения питания растений относится к антропогенно регулируемым факторам, обеспечивающим получение стабильно высоких урожаев семян с высокими посевными качествами. Общий запас питательных веществ в почве характеризует лишь ее потенциальное плодородие. Для оценки эффективного плодородия и способности почвы обеспечивать формирование высокой урожайности сельскохозяйственных культур определяющее значение имеет содержание питательных веществ в доступных для растений формах. В современном земледелии усиливаются процессы снижения плодородия почв, связанные с нерациональным использованием пашни и сокращением применения средств химизации. Поэтому за основу повышения эффективного плодородия почвы и урожайности растений принимают использование севооборотов и систему удобрений [5]. С внесением минеральных удобрений компенсируется часть потерь питательных веществ, выносящихся из почвы с урожаем, однако структурность почвы существенно не меняется. В этих условиях необходимыми факторами роста почвенного плодородия выступают, прежде всего, многолетние травы [6].
Лядвенец, как и все бобовые культуры, предъявляет повышенные требования к обеспеченности почвы фосфором и калием. При недостатке этих элементов образуется мало клубеньков, снижается азотфиксирующая способность, зимостойкость и продуктивность [7]. На дерново-подзолистых почвах при возделывании многолетних бобовых трав в связи с большим потреблением ими калия для формирования надземных органов наблюдается выраженный отрицательный баланс по этому элементу [8]. Для формирования урожая бобовые растения из минеральных удобрений значительно больше используют калий, чем фосфор (в три раза) [9; 10]. Основным положением об актуальности поддержания плодородия почв для обеспечения высокого уровня и условием для систематического роста урожаев является классический постулат о необходимости постоянного возвращения в почву не менее 80 % калия от его выноса [11]. На дерново-подзолистых почвах со средней обеспеченностью подвижными формами калия и высокой — фосфором внесение K60–90 приводило к повышению сбора сухой массы лядвенца на 14–20 % [12]. Роль калия в питании растений хорошо известна: он способствует образованию АТФ, повышению устойчивости растений к стрессам, активизирует процесс фиксации азота бобовыми культурами [13].
Возделывание лядвенца без применения удобрений на светло-серой лесной среднесуглинистой среднекислой почве при средней обеспеченности пахотного горизонта калием приводило к снижению его содержания. Внесение K60 не обеспечивает бездефицитного баланса этого элемента, что лимитирует рост урожайности лядвенца. Внесение калия в дозах 120 и 180 кг/га д. в. вело уже к положительному его балансу: наблюдалось постепенное повышение содержания доступных растениям форм K2О в почве. Однако сопоставление обеспеченности почв этим элементом и фосфором свидетельствует о дисбалансе этих элементов питания [7]. Без внесения фосфорных удобрений содержание Р2О5 в почве снизилось на 66 мг/кг, а при внесении их в дозе Р40 — на 18 мг/кг, и только начиная с дозы Р60 идет накопление в почве этого элемента за счет роста группы минеральных фосфатов [14]. Несмотря на то, что растения лядвенца способны поглощать фосфор более эффективно, чем другие кормовые бобовые травы, когда фосфор почвы доступен в небольших количествах, повышение содержания химически доступного фосфора в почве при внесении удобрений положительно и достоверно коррелировало с увеличением концентрации этого элемента в корнях, их биомассой и в целом продуктивностью растений лядвенца [15–17].
Лядвенец рогатый отзывчив на применение фосфорно-калийных удобрений, эффект от использования которых выражается в улучшении основных элементов структуры, увеличении семенной продуктивности и посевных качеств семян [18; 19; 20]. При этом эффективные дозы удобрений определяются в зависимости от почвенно-климатических условий, уровня плодородия конкретных полей, содержания основных элементов питания в почве и их доступности, а также сортовых особенностей лядвенца рогатого. Так, например, совместное внесение минеральных удобрений на светло-серой лесной почве с высоким содержанием фосфора и средним — калия в дозе Р40K60 способствовало увеличению урожайности лядвенца рогатого [7]. При отсутствии или очень низком уровне поступления элементов питания с удобрениями баланс их в почве характеризуется большой напряженностью. При этом по мере истощения почв ухудшается развитие растений, ведущее к снижению их продуктивности [21].
Цель исследований — изучить эффективность применения фосфорно-калийных удобрений и определить их оптимальные дозы внесения на семенных травостоях лядвенца рогатого сорта Дединовский на дерново-подзолистых среднесуглинистых почвах Центрального Нечерноземья России со средней обеспеченностью подвижными формами фосфора и средней, близкой к низкой — калия.
Методика. Опыт закладывали в Московской области на опытном поле ОХ «Ермолино» Дмитровского района на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве с содержанием в пахотном слое (18–20 см) на 100 г сухой почвы подвижных форм фосфора (по Кирсанову) — 9,6–10,0 мг, обменного калия (по Масловой) — 8,3–9,0 мг; гумуса — 1,57–1,63 %; общего азота — 0,14–0,17 %; реакция почвенного раствора слабокислая, рНсол — 5,1–5,2. Фосфорные и калийные удобрения (суперфосфат простой гранулированный — 18 % Р2O5) и хлористый калий (63 % K2O) вносили согласно схеме опыта в системе допосевной обработки почвы. Посев лядвенца — раннелетний беспокровный. Семена перед посевом инокулировали специфичным штаммом клубеньковых бактерий. Травостой первого года жизни подкашивали в середине второй декады августа с удалением зеленой массы с поля. На второй и третий годы травостои опрыскивали общим фоном борной кислотой (500 г/га д. в.) в фазу бутонизации–начала цветения лядвенца.
Учеты и наблюдения осуществляли в соответствии с «Методическими указаниями по проведению исследований в семеноводстве многолетних трав». Площадь одной делянки составляла 40 м2, повторность четырехкратная, размещение делянок по повторностям рендомизированное. Для анализа структуры отбор снопов производили на типичном травостое на площадках по 0,25 м2 в четырехкратной повторности. Сбор семян проводили путем прямого обмолота со всей учетной площади делянки комбайном Sampo 130 с предварительной десикацией травостоя десикантом контактного действия Реглон в дозе 4–5 л/га при созревании 70–80 % бобов. Во фракцию спелых бобов по цвету объединяли желто-коричневые, золотисто-коричневые, коричневые, бурые, темно-бурые с полностью созревшими семенами преимущественно темно-коричневого цвета и от полутвердой до твердой консистенции. Урожайность определяли измерительно-весовым методом. Статистическую обработку экспериментальных данных проводили методом дисперсионного анализа на основании методики Б. А. Доспехова (1985) на ПЭВМ с использованием группы пакета приложений Microsoft Offise Word 2007.
Результаты и обсуждение. Исследования показали, что внесение минеральных удобрений на почвах со средней обеспеченностью подвижными формами фосфора и средней, близкой к низкой калием способствовало лучшему развитию растений — отмечалось более интенсивное их кущение. В результате этого количество побегов в травостое увеличилось с 404 до 536 шт./м2 при самых высоких дозах фосфора и калия, в том числе генеративных с 266 до 330 шт./м2 (табл. 1). Наряду с этим вследствие действия фосфорно-калийных удобрений было зарегистрировано улучшение и других основных элементов структуры семенного травостоя лядвенца рогатого первого года пользования, отмечалось увеличение количества сформировавшихся бобов с 2,46 до 3,40 тыс. шт./м2, обсемененности бобов с 12,9 до 15,9 шт., в том числе выполненных семян с 10,1 до 12,8 шт.
1. Влияние внесения фосфорно-калийных удобрений
на формирование урожайности семян лядвенца рогатого
первого года пользования (в среднем по двум закладкам)
|
Дозы удобрений, кг/га д. в. |
Количество побегов, шт./м2 |
Количество бобов, тыс. шт./м2 |
Количество семян в бобе, шт. |
Урожай-ность семян, кг/га |
|||
|
всего |
в т. ч. генера-тивных |
всего |
в т. ч. зрелых |
всего |
в т. ч. выпол- ненных |
||
|
Контроль |
404 |
266 |
2,46 |
1,92 |
12,9 |
10,1 |
176 |
|
Р60 |
415 |
280 |
2,57 |
2,02 |
13,4 |
11,0 |
188 |
|
K90 |
460 |
300 |
2,98 |
2,29 |
15,0 |
12,4 |
220 |
|
Р30K30 |
413 |
268 |
2,56 |
2,02 |
12,9 |
11,0 |
190 |
|
Р30K60 |
476 |
298 |
2,96 |
2,30 |
13,0 |
12,2 |
222 |
|
Р30K90 |
503 |
314 |
3,18 |
2,44 |
15,4 |
12,0 |
250 |
|
Р30K120 |
509 |
330 |
3,40 |
2,54 |
15,6 |
12,2 |
258 |
|
Р60K30 |
432 |
284 |
2,66 |
2,18 |
13,4 |
11,2 |
202 |
|
Р60K60 |
474 |
312 |
3,05 |
2,37 |
14,0 |
12,2 |
239 |
|
Р60K90 |
506 |
320 |
3,14 |
2,50 |
15,9 |
12,7 |
262 |
|
Р60K120 |
536 |
326 |
3,32 |
2,58 |
15,4 |
12,8 |
260 |
|
НСР05 |
45,8 |
24,7 |
0,22 |
0,19 |
— |
— |
19,8 |
Наиболее выраженным было действие калийного удобрения. При этом эффект проявлялся как при его моновнесении, так и совместно с суперфосфатом. Применение K90 на фоне естественного уровня плодородия способствовало увеличению количества генеративных побегов на 13 %, числа бобов на один стебель с 9,2 до 9,9 шт. при одновременном росте их обсемененности на 16 %, что приводило к повышению сбора семян на 25 % по сравнению с контролем (табл. 1). Внесение только одного суперфосфата в дозе P60 при тенденции улучшения показателей структуры и посевных качеств семян не обеспечило получения значимой прибавки урожайности лядвенца.
Сравнительный анализ эффективности совместного использования калийного и фосфорного удобрений показал, что достоверная прибавка сборов семян лядвенца в пределах 26–48 % была получена в интервале доз K60–120 как на фоне P30, так и P60. При этом с увеличением фоновой дозы фосфорного удобрения с 30 до 60 кг/га д. в. отмечалось повышение эффективности совокупного действия этих элементов. По сравнению с продуктивностью лядвенца при использовании Р30K60–90 урожайность семян при внесении Р60K60–90 была выше на 5–8 % (табл. 1). Чем выше обеспеченность растений доступным калием, тем в большей степени фосфорные удобрения усиливают использование этого элемента из почвы и удобрений при одновременном повышении потребления и фосфора, то есть проявляется синергический эффект [22]. В нашем опыте при внесении Р60K30 урожайность семян лядвенца была на 8 % больше по сравнению с применением только одного Р60, а при более высокой дозе (Р60K60) эффективность увеличилась уже на 27 %.
Применение фосфорно-калийных удобрений способствовало улучшению посевных качеств семян, отмечалось повышение массы их 1000 штук на 5–14 %.
После внесения фосфорно-калийных удобрений в первый год они используются растениями только частично и определенная их часть накапливается в почве. На разных почвах эффект от применения калия, в том числе под многолетними травами, сохраняется до трех лет [21; 23; 24]. На последействии калия базируется агротехнический прием внесения калийных удобрений в «запас» на несколько лет (обычно на три года). Однако при применении невысоких (K30–60) доз калийных удобрений период их последействия на среднесуглинистой почве не превышает один–два года [24]. Среднегодовое применение фосфорных удобрений в дозе 20 и 40 кг/га д. в. также недостаточно для сохранения содержания и фосфора в почве [23]. Длительность последействия фосфорных удобрений на разных типах почв составляет от четырех до шести лет [21; 24]. Из фосфорных удобрений в первый год используется только около 20–25 %, а за два–три последующих года — примерно еще 40 % Р2О5, то есть снижение содержания подвижных фосфатов наиболее резко происходит в течение первых двух–трех лет [25]. При этом при внесении фосфорных удобрений неиспользованные растениями фосфаты переходят в наиболее растворимые фракции фосфатов кальция и используются растениями по мере необходимости.
Изучение последействия удобрений на семенном травостое лядвенца рогатого второго года пользования показало, что применение калийного удобрения только в дозах K90–120 на фоне Р30–60 за счет большего количества образовавшихся бобов, на 8–18 %, в том числе зрелых на 11–23 %, и их обсемененности на 17–21 % позволило получить достоверную прибавку сборов семян, на 17–33 % по отношению к контролю (табл. 2). При этом масса 1000 семян также превосходила на 8–11 % массу 1000 семян, полученных без применения удобрений. При использовании только одного K90 или Р30–60K60 по последействию отмечалось лучшее развитие растений лядвенца и достоверное увеличение их кустистости на 12–16 %, в том числе продуктивных побегов на 6–11 %, а также определенное увеличение основных показателей структуры: общего количества бобов (на 6–10 %) и их обсемененности (на 8–13 %). Однако вследствие недостаточной разницы числа вызревших бобов и выполненных семян в них не позволили получить значимой прибавки урожая семян по последействию применения K90 или Р30–60K60.
2. Влияние последействия фосфорно-калийных удобрений
на формирование урожайности семян лядвенца рогатого
второго года пользования (в среднем по двум закладкам)
|
Дозы удобрений, кг/га д. в. |
Количество побегов, шт./м2 |
Количество бобов, тыс. шт./м2 |
Количество семян в бобе, шт. |
Урожай-ность семян, кг/га |
|||
|
всего |
в т.ч. генера-тивных |
всего |
в т.ч. зрелых |
всего |
в т.ч. выпол- ненных |
||
|
Контроль |
332 |
246 |
2,28 |
1,88 |
10,9 |
9,8 |
168 |
|
Р60 |
350 |
257 |
2,32 |
1,98 |
11,4 |
9,8 |
176 |
|
K90 |
372 |
273 |
2,46 |
2,00 |
12,3 |
10,2 |
179 |
|
Р30K30 |
342 |
248 |
2,24 |
1,91 |
10,4 |
9,7 |
156 |
|
Р30K60 |
375 |
262 |
2,41 |
1,94 |
11,8 |
10,0 |
171 |
|
Р30K90 |
394 |
270 |
2,62 |
2,09 |
12,8 |
10,6 |
196 |
|
Р30K120 |
406 |
282 |
2,68 |
2,14 |
12,8 |
11,0 |
212 |
|
Р60K30 |
340 |
255 |
2,36 |
1,90 |
11,4 |
9,6 |
168 |
|
Р60K60 |
384 |
273 |
2,50 |
2,00 |
12,2 |
10,2 |
186 |
|
Р60K90 |
402 |
282 |
2,70 |
2,29 |
12,8 |
11,2 |
221 |
|
Р60K120 |
414 |
297 |
2,75 |
2,31 |
13,2 |
11,2 |
223 |
|
НСР05 |
33,9 |
23,2 |
0,204 |
0,184 |
— |
— |
18,4 |
Таким образом, в системе факторов, объективно влияющих на развитие растений, формирование структуры травостоя и семенную продуктивность лядвенца рогатого на дерново-подзолистых среднесуглинистых слабокислых почвах Центрального Нечерноземья России со средней обеспеченностью подвижными формами P2O5 и средней, близкой к низкой — K2O разовое внесение фосфорно-калийных минеральных удобрений является эффективным агроприемом, способствующим повышению урожайности семян на травостоях первого–второго года пользования. Эффективными дозами применения фосфорно-калийных удобрений, обеспечивающих увеличение урожайности семян в первый год на 42–47 % и, по последействию, на второй год на 17–33 % являются дозы Р30–60K90–120. Использование РK удобрений более эффективно при совместном их внесении за счет проявления синергического эффекта. При выборе дозы регуляторные возможности отдельных видов удобрений целесообразно использовать дифференцированно с учетом почвенного плодородия и выноса элементов с урожаем.
1. Косолапов В. М., Костенко С. И. Селекция кормовых культур и продовольственная безопасность России: проблемы и пути решения // Кормопроизводство. - 2012. - № 10. - С. 24-26.
2. Гриц Н. В., Лебедева А. Ю. Анализ использования лядвенца рогатого и люцерны изменчивой в формировании кормовой базы Нечерноземной зоны // Инновационные подходы к развитию науки и производства регионов : сб. науч. тр. по материалам Национальной науч.-практ. конф. - Тверь : Тверская ГСХА, 2019. - С. 115-117.
3. Золотарев В. Н. Биологические особенности плодообразования и формирования урожая семян лядвенца рогатого (Lotus corniculatus L.) // Адаптивное кормопроизводство. - 2020. - № 1. - С. 30-44. DOI:https://doi.org/10.33814/AFP-2222-5366-2020-1-30-44.
4. Золотарев В. Н. Биологическое обоснование способов уборки семенных травостоев лядвенца рогатого // Многофункциональное адаптивное кормопроизводство : сб. науч. тр. Вып. 22 (70). - М. : ООО «Угреша Т», 2020. - С. 78-90. DOI: 10.33814/МАК-2020-22-70-78-90.
5. Синеговская В. Т., Наумченко Е. Т. Система удобрений как средство воспроизводства плодородия почвы и стабилизации продуктивности полевого севооборота // Вестник российской сельскохозяйственной науки. - 2020. - № 1. - С. 38-41.
6. Бабков Г. Н. Плодородие почв, интенсификация производства, урожайность сельскохозяйственных культур // Управление экономическими системами: электронный научный журнал. - 2012. - № 2 (38). - С. 87.
7. Терехов М. Б., Махалов Р. М., Родыгина Н. В. Эффективность применения минеральных удобрений при последействии разового известкования на продуктивность лядвенца рогатого и содержание форм фосфора и калия в почве // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. - 2016. - № 3. - С. 28-34.
8. Эседуллаев С. Т. Формирование моделей продуктивности козлятника восточного на дерново-подзолистых почвах Центрального района Нечерноземной зоны // Владимирский земледелец. - 2010. - № 3 (53). - С. 19-22.
9. Булатова Н. В., Регорчук Н. В. Плодородие дерново-подзолистой почвы и урожайность многолетних трав при длительном применении минеральных удобрений на фоне известкования // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2017. - № 5 (60). - С. 28-32.
10. Боровик А. А., Радовня В. А., Аляпкин А. В. Влияние удобрений на вынос с урожаем элементов питания и накопление в почве корневой массы галеги восточной // Почвоведение и агрохимия. - 2011. - № 1 (46). - С. 259-265.
11. Прянишников Д. Н. Избранные сочинения. Т. 1. Агрохимия. - М. : Колос, 1952. - 735 с.
12. Кузнецова С. Н. Воздействие минеральных удобрений на продуктивность бобовых трав в одновидовом посеве // Конкурентоспособность и инновационная активность АПК регионов : сб. науч. тр. по материалам Междунар. науч.-практ. конф. - Тверь : Тверская ГСХА, 2018. - С. 28-30.
13. Осипова Д. Н., Иванова С. Е., Соколова Т. А. Калийное состояние и минералогический состав илистой фракции обыкновенных черноземов при внесении разных доз калийных удобрений // Вестник Московского университета. Серия 17: Почвоведение. - 2016. - № 2. - С. 11-17.
14. Махалов Р. М., Гувеннов А. И. Влияние последействия различных доз известкования и длительного применения минеральных удобрений на агрохимические свойства светло-серой лесной почвы и урожайность лядвенца рогатого // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2015. - № 2 (45). - С. 32-37.
15. Acuña H. Response to phosphorus, potassium and sulphur application on the productivity of Lotus spp. in two soil groups of central Chile // Lotus Newsletter. - 2008. - Т. 38. - Pp. 1-6.
16. Castillo C., Acuña H., Zagal E., & Inostroza L. Phosphorus absorption and use efficiency by Lotus spp. under water stress conditions in two soils: A pot experiment // Chilean journal of agricultural research. - 2013. - Т. 73. - № 1. - Pp. 31-40. Doi.org/10.4067/S0718-58392013000100005.
17. Boschetti N. G., Quintero C. E., Giuffre L. Phosphorus fractions of soils under Lotus corniculatus as affected by different phosphorus fertilizers // Biology and fertility of soils. - 2009. - Т. 45. - № 4. - Pp. 379-384. Doi.org/10.1007/s00374-008-0341-z.
18. Stevanovic P., Vuckovic S., Popovic V. et al. Influence of the mineral fertilization at morphological and productive characteristics of the Lotus corniculatus on pseudogley // Wulfenia, Austria. - 2015. - Т. 22. - № 10. - Pp. 190-204.
19. Tomic D., Stevovic V., Djurovic D. et al. Uticaj kalcizacije zemljišta na prinos krme i semena Žutog zvezdana (Lotus corniculatus L.) (Effect of Soil Liming on the Forage and Seed Yield of Birdsfoot Trefoil (Lotus corniculatus L.) // “XIX SAVETOVANJE O BIOTEHNOLOGIJI” Zbornik radova, Vol. 19 (21). - 2014. - Pp. 346-351.
20. Влияние известкования и минеральных удобрений на урожайность лядвенца рогатого / М. Б. Терехов, О. Б. Терехова, Н. В. Родыгина, Г. И. Капитанова, Р. М. Махалов // АгроЭкоИнфо. - 2018. - № 2 (32). - С. 4.
21. Лапа В. В., Ивахненко Н. Н., Грачева А.А. Длительность последействия остаточных количеств фосфорных и калийных удобрений // Почвоведение и агрохимия. - 2014. - № 1 (52). - С. 136-149.
22. Павлов К. В. Синергизм фосфора и калия при удобрении райграса // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. - 2005. - № 1. - С. 39-41.
23. Моторин А. С. Последействие минеральных удобрений на торфяных почвах под многолетними травами в условиях Западной Сибири // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2019. - № 3 (77). - С. 20-24.
24. Якименко В. Н. Действие и последействие калийных удобрений в полевом опыте на серой лесной почве // Агрохимия. - 2015. - № 4. - С. 3-12.
25. Кирпичников Н. А., Адрианов С. Н. Действие и последействие фосфорных удобрений на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве при различной степени известкования // Агрохимия. - 2007. - № 10. - С. 14-23.
