О птимизация минерального питания в систем ах удобрения овощн ых культур и картофеля на юг е западной сибири
Сведения о предстоящей защите диссертации
СИРОТА Сергей Михайлович
«Оптимизация минерального питания в системах удобрения овощных культур и картофеля на юге Западной Сибири»
06.01.04
сельскохозяйственные науки
Д 006.049.01
Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центральных районов Нечернозёмной зоны
143026, Московская область, Одинцовский район, пос. Немчиновка-1, ул. Калинина, дом 1, НИИСХ ЦРНЗ
Тел. 591-83-91 и 591-87-54
Адрес электронной почты диссертационного совета - Email: [email protected]
Дата защиты диссертации – 30 сентября 2008 года, в 14 часов.
На правах рукописи
СИРОТА Сергей Михайлович
оПТИМИЗАЦИЯ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ В системАХ удобрения овощнЫХ КУЛЬТУР И КАРТОФЕЛЯ
на югЕ западной сибири
Специальность 06.01.04 – Агрохимия
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
доктора сельскохозяйственных наук
Москва – 2008
Работа выполнена в ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства овощных культур
Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук,
профессор, академик РАСХН
ПИВОВАРОВ Виктор Федорович
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,
профессор, академик РАСХН
МИНЕЕВ Василий Григорьевич,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор
ФЕДОТОВА Людмила Сергеевна,
доктор биологических наук, профессор
ЗУБКОВА Валентина Михайловна
Ведущая организация: ГНУ Всероссийский научно-исследовательский
институт агрохимии им. Д.Н. Прянишникова
Защита состоится 30 сентября 2008 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 006.049.01 при Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны по адресу: 143026, Московская область, Одинцовский район, п. Немчиновка-1, ул. Калинина, д. 1.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИСХ ЦРНЗ.
Автореферат разослан «___» __________ 2008 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета А.С. Мерзликин
Общая характеристика работы
Актуальность проблемы. Овощеводство и картофелеводство являются важнейшими отраслями сельскохозяйственного производства. Их развитие в нашей стране, и в частности в Западно-Сибирском регионе, сдерживается рядом факторов, среди которых важное место отводится эффективному использованию удобрений. Известно, что условия питания оказывают первостепенное влияние как на урожайность, так и качество продукции. Последнее очень важно, поскольку овощи и картофель, наряду с ценными хозяйственными признаками, могут накапливать и ряд нежелательных компонентов, отрицательно влияющих на организм человека. В их число входят тяжелые металлы, нитраты и другие токсиканты. Удобрению овощных культур и картофеля посвящено много работ в нашей стране и за рубежом. Гораздо меньше имеется исследований по многолетнему применению минеральных и органических удобрений. Что касается Западной Сибири (Алтайский край), то значимых обобщений, охватывающих комплекс воздействия длительного применения удобрений в овощном севообороте на почвенную среду, сорта возделываемых культур, экологическое состояние агроценозов по указанному региону практически не имеется.
Для регулирования продуктивности овощных культур и картофеля требуется разработка, совершенствование и освоение эффективных систем удобрения, обеспечивающих рациональное использование материальных ресурсов, возмещение расходуемых элементов питания и органического вещества. Получение качественно новых знаний достигается обобщением результатов длительных полевых опытов с удобрениями в овощных севооборотах. Для практического использования эти данные могут быть представлены и в виде прогнозных математических моделей.
Вышеизложенное обусловливает актуальность данной проблемы в условиях сильно выраженного дефицита баланса питательных веществ в овощеводстве Алтайского края.
Цель и задачи исследований. Цель исследований – научно обосновать особенности формирования урожая овощных культур и картофеля при длительном применении удобрений в овощном севообороте; разработать практические приемы оптимизации систем удобрения, обеспечивающие формирование устойчивых, высокопродуктивных агроценозов с заданными параметрами качества продукции и воспроизводство плодородия чернозема выщелоченного в условиях юга Западной Сибири.
В задачи исследований входило:
– выявить изменение агрохимических, агрофизических, водно-физических и экологических параметров плодородия чернозема выщелоченного при различном уровне интенсивности длительного применения удобрений;
– изучить направленность изменения погодных условий и характер их влияния на урожайность возделываемых культур, установить оптимальные параметры агрометеорологических факторов для реализации потенциальной продуктивности растений;
– выявить влияние длительного применения различных систем удобрения в овощном севообороте на урожайность сортов овощных культур и картофеля в зависимости от складывающихся гидротермических условий периода вегетации;
– разработать математические модели повышения эффективности различных доз и сочетаний удобрений для формирования запланированной урожайности овощных культур и на их основе разработать систему применения удобрений, обеспечивающую наивысшую окупаемость элементов питания товарной продукцией;
– определить сортовые особенности изменения биохимического состава овощных культур и скорректировать систему применения удобрений, обеспечивающую получение продукции с заданными биохимическими показателями, отвечающими требованиям полноценного питания человека;
– дать экономическую, энергетическую и экологическую оценку длительного применения удобрений в овощном севообороте.
Научная новизна исследований
Установлены направленность и характер изменений гумусного состояния, питательного режима, физико-химических, агрофизических и водно-физических свойств при длительном экстенсивном и различном уровне интенсивности использования чернозема выщелоченного в овощном севообороте. Выявлена экологическая безопасность длительного систематического применения удобрений в овощном севообороте. Применительно к условиям юга Западной Сибири на основе учета агрометеорологических показателей, биологических особенностей и критических периодов роста и развития растений дано теоретическое обоснование формирования высокопродуктивных овощных агроценозов, устойчивых к неблагоприятным погодным факторам. Выявлена роль элементов минерального питания в достижении максимальной продуктивности томата, капусты, моркови, огурца и картофеля. Определено влияние удобрений на формирование биохимического состава овощей и картофеля. Предложены математические модели взаимосвязи урожайности и качества овощей с дозами удобрений, обеспечивающие наибольшую окупаемость элементов питания и получение полноценной товарной продукции овощных культур и картофеля. Определены дозы и сочетания основных элементов питания, обеспечивающие при выращивании овощной продукции уровень рентабельности не ниже
60–80% в зависимости от складывающихся погодных условий. Дана энергетическая и экономическая оценка систематического применения удобрений на овощных культурах.
Защищаемые положения:
– изменение плодородия чернозема выщелоченного в интенсивном овощном севообороте при длительном применении различных систем удобрения;
– роль агроклиматических факторов в формировании урожайности овощных культур и эффективности применения удобрений в овощном севообороте на основе математического моделирования;
– сортовая отзывчивость овощных культур на использование различных систем удобрения;
– возможность целенаправленного регулирования биохимического состава овощной продукции за счет рационального сочетания видов и доз применения удобрений;
– моделирование урожайности и биохимического состава овощей на основе учета комплекса факторов: погодных условий региона, применения удобрений и плодородия чернозема выщелоченного;
– экономическая и энергетическая оценка длительного применения органических и минеральных удобрений в овощном севообороте.
Практическая значимость и реализация результатов исследований. Усовершенствованы агроэкологические подходы по сохранению и воспроизводству плодородия чернозема выщелоченного юга Западной Сибири в условиях интенсивного овощного севооборота. На основании результатов многолетних комплексных исследований и статистической обработки экспериментальных данных определены и скорректированы оптимальные дозы азота, фосфора и калия (при минеральной системе удобрения), обеспечивающие получение максимальной товарной продуктивности в условиях юга Западной Сибири: для томата – N50-65P140-160K60-70, капусты белокочанной – N90-110P100-120K90-110, моркови столовой – N30-40P25-35K40-60, картофеля – N30P30K60 и огурца – N70-80P95-105K75-85. Они обеспечивают получение урожайности томата на уровне 39–43 т/га; капусты – 71–106; моркови – 48–54; огурца – 29–38 и картофеля – 34–37 т/га с высокими показателями качества. Проведенные исследования позволяют рекомендовать производству математические модели для прогнозирования эффективности удобрений при выращивании овощных культур. Это позволит не только получать стабильно высокую урожайность, но и сэкономить значительное количество минеральных удобрений.
Предложенная система удобрений обеспечивает высокую экономическую и энергетическую отдачу, позволяет создать бездефицитный баланс органического вещества в почве и повысить экологическую безопасность применения агрохимических средств.
Апробация работы. Результаты исследований доложены на Международных научно-практических конференциях в Барнауле (2006–2008), Алма-Ате (2006), Пензе (2007), Нижнем Новгороде (2008), Всероссийских научно-практических конференциях в Барнауле (1997, 2002), Краснодаре (2006), Пензе (2007, 2008), Уфе (2008), Москве (2007, 2008), ежегодно на заседаниях Ученого совета ВНИИО (Москва, 1992–2002).
Публикация результатов исследований. Основные положения диссертации опубликованы в 47 научных работах, в том числе в 17 изданиях, рекомендованных ВАК РФ, и в одной монографии.
Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, шести глав, выводов, предложений производству, списка литературы. Диссертация изложена на 350 страницах машинописного текста, содержит 72 таблицы,
82 рисунка, 68 приложений. Список используемой литературы включает
462 источника, в том числе 24 зарубежных автора.
Автор выражает искреннюю благодарность за совместную творческую работу Б.Н. Алмазову, Л.Т. Холуяко, М.А. Белякову, В.И. Гладких,
С.В. Жарковой, Е.Г. Сироте.
Содержание работы
Условия и методика проведения исследований
Исследования выполнены в период 1968–2007 гг. в длительном стационарном опыте: «Система удобрения овощных культур и картофеля в овощном севообороте», заложенном в 1942 г. Е.Т. Музычкиным под руководством З.И. Журбицкого в Государственном научном учреждении Западно-Сибирская овощная опытная станция (ЗСООС). Работа является обобщением материалов как предыдущих исследований (Е.Т. Музычкин,
Г.С. Гусев, Б.Н. Алмазов, Л.Т. Холуяко и др.), так и полученных лично автором (1992–2007гг).
Стационарный опыт проводится в соответствии с тематическим планом НИОКР станции по заданию 04.14.04.03.05.
Погодные условия. Сумма активных температур составляет во многих районах края более 2000 С, что является достаточным для роста и развития овощных культур. К тому же, по продолжительному ряду наблюдений метеопоста ЗСООС, температурные условия становятся более благоприятными для вегетации не только ныне выращиваемых культур, но и более теплолюбивых, таких, как арбуз и дыня.
По количеству осадков за период май – сентябрь годы проведения опытов можно разделить на засушливые – от 100 до 200 мм (1978, 1979, 1981, 1982, 1983, 1989, 1990, 1997, 1999, 2003, 2004), умеренно засушливые – от
200 до 300 мм (1980, 1984–1987, 1991–1993, 1995, 1996, 1998, 2001, 2005–2007) и нормально влажные – 300 мм и более (1994, 2000, 2002).
За анализируемый период отмечены годы очень засушливые – 1981, 1982, 1989, 1990, 1997 (ГТК=0,5–0,7); засушливые – 1979, 1999, 2003, 2004 (ГТК=0,7–0,9); неустойчиво влажные – 1978, 1980, 1983, 1986, 1991, 1992, 1998, 2001, 2005, 2006, 2007 (ГТК=0,9–1,1); умеренно влажные – 1985, 1987, 1993, 1995, 2000 (ГТК=1,1–1,3) и влажные – 1984, 1994, 1996, 2002 (ГТК=1,3–1,5).
Почва многолетнего стационарного полевого опыта – чернозем слабовыщелоченный среднесуглинистый иловато-крупнопылеватый малогумусный. Агрохимические показатели следующие: сумма поглощенных оснований (S) – 30–31 мэкв/100 г почвы; рНkcl 5,9–6,5; гидролитическая кислотность по Каппену – 2,54–3,16 мэкв; степень насыщенности основаниями – 90,6–92,7%; гумус по Тюрину – 4,04–4,24%; общий азот по Кьельдалю – 0,144–0,168%; общий фосфор по Дениже – 0,195–0,245%; подвижный фосфор по Труогу – 176–506 мг, по Чирикову – 256–692 мг/кг; доступный калий по Масловой – 205–348 мг/кг почвы.
В 1977 г. на первом поле (первая закладка) и в 1978 г. на восьмом поле (вторая закладка) закончилась 6-я ротация севооборота. В связи с тем что были решены задачи, поставленные в начале 5-й ротации (1967–1968 гг.), на заседании Ученого совета НИИОХ (21 февраля 1978 г.) решено продолжить опыт в 7-й и последующих ротациях по измененной программе, согласованной с отделом применения удобрений в севооборотах ВИУА.
В настоящей работе схема опыта представлена в следующем виде:
1. Контроль, без удобрения; 2. Р81К66*; 3. N56Р81; 4. N56К66; 5. N56Р81К66;
6. N84Р121К99; 7. Органические удобрения – 32 т/га торфопометного компоста (ТПК)*; 8. ТПК 32 т/га + N56Р81К66; 9. Последействие органо-минеральной системы удобрения – 400 т/га органических удобрений + N400Р660К540 суммарно за 1942–1968 гг. (* – средняя доза удобрений в варианте за ротацию севооборота).
Минеральные удобрения применяли в форме аммиачной селитры, суперфосфата двойного гранулированного и хлористого калия. Органические удобрения – торфопометный компост (ТПК) с содержанием: азота 1,67%, фосфора 1,54, калия 0,83% и влажностью 50,6–60,0%.
Агротехника возделывания овощных культур – общепринятая для черноземных почв Алтайского края.
В период вегетации растений через каждые 20 дней проводили отбор почвенных образцов из слоев 0–20 и 20–40 см для определения влажности почвы и содержания нитратов. Нитратный азот определяли по Грандваль-Ляжу, подвижный фосфор – по Чирикову и Труогу, обменный калий – на пламенном фотометре (Петербургский, 1968; Агрохимические методы..., 1975). Почвенные образцы для определения содержания подвижного фосфора и калия отбирали в конце вегетационного периода.
Смешанные с четырех повторностей растительные образцы (листья, кочерыги, стебли, плоды, корнеплоды, клубни) анализировали на содержание абсолютно сухого вещества, азота (по Кьельдалю), фосфора (по Дениже), калия после мокрого озоления (на пламенном фотометре). Содержание питательных элементов в растительных образцах определяли в огурцах и томатах в период максимального сбора урожая, в картофеле, моркови и капусте непосредственно перед уборкой.
Сухое вещество определяли высушиванием пробы в термостате при температуре +105 С до постоянной массы, общий сахар – микрометодом Бертрана, витамин С – по И.К. Мурри.
Экспериментальные данные обрабатывали методами дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализа (Доспехов Б.А., 1985).
Основные агрохимические и агрофизические свойства чернозема выщелоченного изучали по завершении 4-й (1968–1969 гг.), 10-й (1997–1998 гг.) и 11-й (2002–2003 гг.) ротации овощного севооборота.
Экономическую и энергетическую оценку эффективности изучаемых факторов рассчитывали по методикам, рекомендованным Россельхозакадемией (Коринец В.В., 1989; Методические рекомендации…, 1989).
Результаты исследований
Влияние длительного применения удобрений на плодородие
чернозема выщелоченного
Гумусное состояние почвы. Экстенсивное использование чернозема выщелоченного в течение 35 лет приводит к снижению содержания гумуса в пахотном (0–20 см) слое почвы в среднем по двум полям на 0,39% (табл. 1).
Таблица 1
Изменение содержания гумуса в черноземе выщелоченном по истечении 11-й ротации, среднее по двум полям, % (горизонт 0–20 см)
| Вариант | 1968 г. | 2003 г. | Изменение в 2003 г. к | ||
| 1968 г. | контролю | ||||
| Без удобрений | 4,12 | 3,73 | -0,39 | – | |
| Р81К60 | 4,49 | 3,94 | -0,55 | +0,21 | |
| N56P81 | 4,52 | 4,05 | -0,47 | +0,32 | |
| N56K66 | 4,48 | 3,90 | -0,58 | +0,17 | |
| N56P81K66 | 4,44 | 3,90 | -0,54 | +0,17 | |
| N84P121K99 | 4,62 | 4,42 | -0,20 | +0,69 | |
| ТПК 32 т/га | 4,70 | 5,60 | + 0,90 | +1,87 | |
| ТПК 32 т/га + N56Р81К66 | 4,58 | 5,64 | +1,06 | +1,91 | |
| Последействие удобрений | 4,55 | 4,10 | -0,45 | +0,37 | |
| НСР05 | 0,28 | 0,32 | |||
Использование минеральных удобрений в парных сочетаниях (РК, NP, NK) и в виде полного минерального удобрения в одинарной дозе (NPK) не оказывало существенного влияния на содержание гумуса. По-видимому, рост урожайности и сопровождающееся при этом увеличение количества пожнивно-корневых остатков, поступающих в почву после уборки овощных культур, сопровождались ростом биологической активности и как следствие усиленной минерализацией растительных остатков.
В подпахотном (20–40 см) слое почвы даже в неудобренной почве отмечено накопление гумуса. Влияние малых доз минеральных удобрений на содержание гумуса несущественно. Ежегодное применение N84P81K66 способствовало снижению потерь гумуса в пахотном и накоплению в подпахотном слоях.
В среднем по двум полям запасы гумуса в слое почвы 0–20 см под влиянием парных систем удобрения и использования N56P81K66 существенно не изменялись. Применение органических удобрений (1716 т/га суммарно за
11 ротаций) способствовало росту запасов гумуса на 41,2 т/га в пахотном слое и на 29,7 т/га в подпахотном по сравнению с неудобренной почвой.
Содержание азота в черноземных почвах тесно связано с содержанием гумуса. В среднем по двум полям по истечении 11-й ротации использование минеральных удобрений способствовало повышению содержания азота на 0,03–0,05% по сравнению с неудобренной почвой в пахотном горизонте. Под влиянием органических удобрений рост общего азота составил 47,5% к экстенсивно используемой почве. В подпахотном горизонте изменения в содержании общего азота менее выражены. В то же время при использовании полуторной дозы NPK его прирост к неудобренному варианту составил 7,1%.
Анализ полученного экспериментального материала позволил выявить, что малогумусный среднесуглинистый чернозем после 60-летнего применения различных систем удобрения существенно различался по содержанию «активного», или трансформируемого, и «пассивного», или консервативного, гумуса. Использование минеральных удобрений в парных сочетаниях и NPK в одинарной дозе обеспечивало содержание активного гумуса в количестве
0,05–0,09% в пахотном и 0,06–0,17% в подпахотном горизонте, что не превышает 1,6–4,1% от общего содержания гумуса. Наибольшее количество трансформируемого гумуса – 1,75–1,79% в пахотном и 1,54–1,58% в подпахотном горизонте – выявлено при органической и органо-минеральной системах удобрения. В этом случае доля активной части достигала 30–32% от общего содержания гумуса.
Физико-химические свойства почвы. В среднем по двум полям как в пахотном, так и в подпахотном горизонте величина рНКСl при экстенсивном использовании пашни возросла на 0,45–0,15 ед. Систематическое применение минеральных удобрений в виде парных комбинаций и в составе полного минерального удобрения (в одинарной дозе) не оказывало существенного влияния на величину обменной кислотности по сравнению с неудобренной почвой. Различия между вариантами в пахотном горизонте не превышали 0,05–0,15 ед. рН, в подпахотном – 0,10–0,15 ед. (табл. 2). Ежегодное внесение NРК в полуторной дозе вызывало рост кислотности, и величина рНКСl в пахотном и подпахотном горизонтах снижалась на 0,35 ед. При органической системе удобрения рост рН к исходному уровню составил 0,75 ед.
Величина Нг за 35 лет в пахотном горизонте снизилась на
0,62 мг-экв/100 г почвы, а в слое 0–40 см – на 0,50 мг-экв/100 г почвы. Действие минеральных удобрений на величину гидролитической кислотности существенно зависело от их видов и доз. Использование фосфорных и калийных удобрений в парной комбинации приводило к снижению кислотности в пахотном горизонте на 0,64–0,23 мг-экв/100 г по сравнению с 1968 г. и неудобренной почвой соответственно. Применение азота в составе парных сочетаний и полного минерального удобрения вызывало рост Нг на 0,19–0,20 мг-экв/100 г почвы по сравнению с экстенсивно используемой почвой. В подпахотном горизонте направленность изменений имела ту же картину.
Систематическое внесение 32 т/га органических удобрений оказывало мелиорирующее действие на состояние ППК. При этом в 0–40 см слое чернозема выщелоченного величина Нг снижалась на 0,78 мг-экв/100 г почвы. Добавление минеральных удобрений несколько нивелировало положительное действие торфонавозного компоста, причем наиболее сильно это проявилось в пахотном горизонте.
Таблица 2
Изменение обменной кислотности чернозема выщелоченного, рНКСl, среднее по двум полям (гор. 0–20 см)
| Вариант | 1968 г. | 2003 г. | изменение в 2003 г. | |
| к 1968 г. | к контролю | |||
| Без удобрений | 6,20 | 6,75 | +0,55 | – |
| Р81К60 | 6,30 | 6,90 | +0,60 | +0,15 |
| N56P81 | 6,05 | 6,65 | +0,60 | +0,10 |
| N56K66 | 6,15 | 6,70 | +0,55 | +0,05 |
| N56P81K66 | 6,35 | 6,65 | +0,40 | +0,10 |
| N84P121K99 | 6,35 | 6,40 | +0,05 | -0,35 |
| ТПК 32 т/га | 6,40 | 7,15 | +0,75 | +0,40 |
| ТПК 32 т/га + N56Р81К66 | 6,15 | 7,10 | +0,95 | +0,35 |
| Последействие удобрений | 6,10 | 6,70 | +0,60 | +0,05 |
В среднем по двум полям использование фосфорно-калийной системы удобрения вызывало рост суммы поглощенных оснований (S) в пахотном горизонте на 0,95 мг, а в слое 0–40 см на 1,33 мг-экв/100 г почвы. Применение азотных удобрений в зависимости от сочетания с фосфорными и калийными и их доз снизило этот показатель. При этом в слое 0–40 см изменения достигали от -0,12 до +0,56 мг-экв/100 г почвы. Систематическое внесение N84Р121К99 вызывало снижение суммы поглощенных оснований в пахотном горизонте на 2,60 и 1,75 мг-экв по сравнению с 1968 г. и неудобренной почвой соответственно. В целом в слое 0–40 см это снижение составило
2,12–1,00 мг-экв/100 г почвы.
Действие ТПК на динамику обменных оснований коренным образом отличалось от действия минеральных удобрений. При этом за 35 лет в пахотном горизонте рост суммы обменно-поглощенных кальция и магния составил 5,05, а в слое почвы 0–40 см – 3,44 мг-экв/100 г почвы. По отношению к длительно неудобренной почве это увеличение составило соответственно 6,10 и 5,90 мг-экв. Следует подчеркнуть, что мелиорирующее действие органической системы удобрения охватывает не только пахотный, но и подпахотный горизонт.
Таким образом, длительное применение различных систем удобрения способствовало существенному изменению состава и свойств почвенного поглощающего комплекса. В результате длительного применения минеральных удобрений, особенно в повышенных дозах, происходило ухудшение физико-химических свойств чернозема выщелоченного. Систематическое внесение 32 т/га органических удобрений оказывало положительное мелиорирующее действие на физико-химические свойства не только пахотного, но и подпахотного горизонта почвы.
Азотный режим почвы. Содержание в почве нитратного азота под всеми культурами севооборота носит сезонный характер и в значительной степени зависит от времени года. В конце весны – начале лета содержание его максимальное, затем оно снижается к окончанию летнего периода с минимальным содержанием осенью. Наибольшее его содержание отмечено в начале вегетации при выращивании моркови столовой, капусты белокочанной, картофеля, томата. В среднем за годы исследований под этими культурами в начале вегетации в пахотном слое содержание нитратов колебалось от
26 до 90 мг/кг почвы. При выращивании огурцов их в почве значительно меньше, что можно объяснить интенсивностью роста и развития этой культуры и как следствие высоким потреблением растениями элементов питания в начале вегетации. Наибольшее количество нитратов отмечено в вариантах с внесением полного минерального удобрения, особенно в повышенных дозах. В вариантах с органическими удобрениями и их сочетанием с минеральными высокая обеспеченность растений нитратным азотом отмечена на протяжении всей вегетации.
Фосфатный и калийный режим почвы. Содержание общего фосфора в почвах является одной из характеристик потенциального плодородия. Как показали результаты исследований, длительное применение удобрений способствует увеличению его содержания в слое почвы 0–20 см. Так, при использовании N84Р121К99 и органических удобрений содержание Робщ в этом слое составило 0,235–0,245% и было выше, чем в неудобренной почве, на 20,5–25,6%.
Эффективное плодородие почв в отношении фосфора во многом определяется запасом доступных фосфатов, участвующих в процессах динамического обмена с твердой фазой почвы. Эти формы характеризуют запас подвижных фосфатов почвы, или фактор «емкости» (табл. 3).
Для оценки динамики изменения содержания подвижных форм фосфора разными методами Чирикова и Труога рассчитаны зависимости между ними с выборкой из 213 определений. Результаты статистической обработки свидетельствуют о тесной связи между показателями этих методов (рис. 1). Полученные линейные уравнения можно использовать для сравнения величин содержания подвижного фосфора, полученных указанными методами.
Для перевода данных метода Труога по отношению к Чирикову выявлена следующая зависимость:
у = 155,5 + 0,563х,
где у – содержание Р2О5 по Чирикову; х – содержание Р2О5 по Труогу; r = 0,95 (рис. 1).
Рис. 1. Зависимость между содержанием подвижных форм фосфора в черноземе выщелоченном по Чирикову (у) и Труогу (х)
Если требуется сопоставить данные, полученные методом Чирикова с данными по Труогу, можно использовать уравнение:
у = 99,9 + 1,04х,
где у – содержание Р2О5 по Труогу; х – содержание Р2О5 по Чирикову; r = 0,96.
Таблица 3
Изменение содержания подвижного фосфора в черноземе выщелоченном, мг/кг почвы
| Вариант | Поле № 1 | Поле № 8 | ||||||
| по Труогу, 1968 г. | по Чирикову, 2002 г. | по Труогу, 1969 г. | по Чирикову, 2003 г. | |||||
| Горизонт, см | Горизонт, см | Горизонт, см | Горизонт, см | |||||
| 0–20 | 20–40 | 0–20 | 20–40 | 0–20 | 20–40 | 0–20 | 20–40 | |
| Без удобрений | 176 | 158 | 372 | 393 | 213 | 189 | 382 | 379 |
| Р81К60 | 352 | 206 | 450 | 468 | 381 | 235 | 538 | 512 |
| N56P81 | 235 | 178 | 512 | 486 | 410 | 248 | 520 | 486 |
| N56K66 | 275 | 224 | 381 | 356 | 344 | 253 | 377 | 396 |
| N56P81K66 | 280 | 171 | 411 | 435 | 331 | 219 | 424 | 416 |
| N84P121K99 | 437 | 224 | 552 | 540 | 461 | 230 | 577 | 570 |
| ТПК 32 т/га | 427 | 226 | 696 | 642 | 506 | 288 | 780 | 752 |
Окончание табл. 3
| ТПК 32 т/га + N56Р81К66 | 365 | 202 | 849 | 707 | 461 | 278 | 824 | 767 |
| Последействие удобрений | 298 | 205 | 627 | 552 | 310 | 291 | 625 | 593 |
Результаты определения содержания Р2О5 указывают на различия между первым и восьмым полями по истечении 4-й ротации севооборота (табл. 3). В среднем по всем вариантам содержание Р2О5, извлекаемое по Труогу, на восьмом поле было выше на 20%, чем на первом. Эта картина характерна как для пахотного, так и для подпахотного горизонта.
В среднем по двум полям содержание подвижного фосфора после 11-й ротации севооборота в зависимости от применяемых систем удобрения возрастало в пахотном слое на 41–459 мг/кг почвы и в подпахотном на
40–351 мг/кг почвы. В слое почвы 0–40 см увеличение содержания Р2О5 в сравнении с неудобренным вариантом составило 40–404 мг/кг. Меньшее превышение выявлено в варианте N56Р81К66, большее – при использовании органо-минеральной системы удобрения.
На неудобренной почве также выявлен существенный прирост Р2О5 к исходному содержанию. В пахотном слое содержание Р2О5 возросло на 183, подпахотном – на 212 мг/кг почвы, или на 94–122%. Это вызвано мобилизационными процессами под влиянием почвенной микрофлоры и возделываемых культур.
Систематическое применение удобрений в севообороте оказывало существенное влияние на содержание обменного калия. Так, через 26 лет после закладки опыта при использовании органических удобрений и N520Р900К825 количество К2О в пахотном слое возросло на 22–35 мг/кг почвы, а под влиянием больших доз органических удобрений и N370Р600К495 – на 92–86 мг/кг. По истечении 11-й ротации севооборота систематическое применение калийных удобрений способствовало росту К2О по сравнению с неудобреной почвой на 32–51 мг/кг в пахотном и на 19–59 мг/кг в подпахотном слое почвы. Наибольшее увеличение (57–108 мг/кг) в пахотном слое выявлено при использовании органо-минеральной системы удобрения.
Что касается обменного калия, за 35-летний период на всех вариантах содержание К2О, определенное по Чирикову, оказалось существенно ниже, чем по Масловой. В связи с этим на основании проведения анализов рассчитаны зависимости для адекватного сопоставления экспериментальных данных. При этом для перевода содержания калия по Масловой (у) в сопоставимые величины по Чирикову (х) использована следующая зависимость:
y = -18,92 + 0,636х; r = 0,96.
Таким образом, длительное применение удобрений способствует улучшению пищевого режима чернозема выщелоченного. В пахотном горизонте обеспеченность фосфором характеризуется как очень высокая, обменным калием – высокая. Для оценки временных изменений содержания Р2О5 и К2О, определяемых различными методами, следует использовать переводные значения с помощью вышеприведенных уравнений регрессии.
Определение тяжелых металлов (Pb, Cd, Hg, Cr) в черноземе выщелоченном не выявило их превышения по величине ПДК в результате 60-применения применения минеральных и органических удобрений в указанных дозах.
Агрофизическое состояние почвы. Определение структурно-агрегатного состава, проведенное по завершении 11-й ротации севооборота (2003 г.), выявило значительные изменения в абсолютном содержании различных структурных отдельностей. Доля глыбистой фракции в пахотном слое достигала 10,1–18,6, в подпахотном – 26,8–49,3% от массы почвы, т.е. возросла в 1,2–4,0 раза (табл. 4). Наряду с этим прослеживалась картина повышения доли распыленной фракции в пахотном горизонте и снижения в подпахотном. Обобщающим показателем, характеризующим качество механически прочных структурных агрегатов, является коэффициент структурности. Под влиянием удобрений он возрастал в пахотном слое с 1,9 до 2,0–2,7, а в целом слое 0–40 см – с 1,3 до 1,5–2,3 ед.
Применение минеральных удобрений вызывало тенденцию роста количества водопрочных агрегатов на 0,9–2,8% по сравнению с неудобренной почвой.
Систематическое использование органических удобрений обогащало почву «активным» перегноем, что способствовало склеиванию микроагрегатов в водоустойчивые структурные образования. За счет этого водопрочность возрастала на 6–7% в пахотном и подпахотном горизонтах соответственно.
Таблица 4
Изменение структурного состояния чернозема выщелоченного
по истечении 11-й ротации севооборота, слой 0-20 см
| Вариант | Размер агрегатов, мм; Масса, % | Коэффициент структурности | Сумма водопрочных агрегатов, % | ||||
| >10,0 | 10,0-3,0 | 3,0-1,0 | 1,0-0,25 | <0,25 | |||
| Без удобрений | 14,4 | 29,4 | 31,8 | 11,7 | 12,8 | 2,67 | 78,1 |
| N56P81K66 | 5,4 | 25,4 | 49,5 | 8,6 | 11,1 | 5,06 | 70,4 |
| N84P121K99 | 7,6 | 29,0 | 43,6 | 8,6 | 11,3 | 4,29 | 73,7 |
| ТПК 32 т/га | 5,6 | 30,2 | 44,5 | 8,1 | 11,6 | 4,81 | 78,0 |
| ТПК 32 т/га + N56Р81К66 | 7,3 | 32,2 | 38,8 | 9,0 | 12,6 | 4,02 | 69,7 |
Порозность почвы во многом определяет условия газообмена пахотного и подпахотного горизонтов, накопление и передвижение влаги у корнеобитаемого слоя оказывает прямое влияние на активность микробиологических процессов. Под действием минеральных удобрений величина как общей, так и капиллярной порозности изменялась несущественно, а при использовании органической системы удобрения общая пористость возрастала на 1,0–2,0%, капиллярная – на 5–2% в пахотном и подпахотном горизонтах соответственно.
Овощные культуры, особенно при возделывании на неорошаемых участках, предъявляют повышенные требованиям к почвенным влагозапасам. Поэтому оптимизация водно-физических свойств чернозема выщелоченного имеет важное значение для получения устойчивых и высоких урожаев овощей. При использовании минеральных удобрений отмечена тенденция роста максимальной гигроскопичности и влажности завядания.
Органические удобрения, применяемые как самостоятельно, так и в сочетании с минеральными, положительно влияли на почвенно-гидрологические константы, особенно на величины наименьшей и капиллярной влагоемкости, которые возрастали в пахотном горизонте на 2–3%, в подпахотном на 1,3%.
Таким образом, длительное систематическое применение органических удобрений оказывало положительное влияние на агрофизические и водно-физические свойства чернозема выщелоченного. Одновременно происходит улучшение водно-физических свойств, что проявляется в росте величины наименьшей влагоемкости и увеличении запасов продуктивной влаги.
Влияние длительного применения удобрений на урожайность
овощных культур и картофеля
Плоды томатов. Улучшение условий минерального питания способствует активизации фотосинтетической деятельности растений, что в конечном итоге отразилось на урожайности. Отзывчивость на удобрения во многом зависела от сортовых особенностей томата (табл. 5). Для сорта Земляк оптимальный режим питания создавался при внесении удобрений в парной комбинации N90К90, где прибавка урожая плодов составила 7,2 т/га, или 21,6% по отношению к контролю.
Таблица 5
Урожайность сортов томата при длительном применении удобрений, средняя за годы исследований
| Вариант | Земляк | Сибирский скороспелый 1450 | Пикет | ||||||
| Урожай- ность, т/га | Прибавка урожая | Урожай- ность, т/га | Прибавка урожая | Урожай- ность, т/га | Прибавка урожая | ||||
| т/га | % | т/га | % | т/га | % | ||||
| Контроль | 33,4 | – | 35,9 | – | 31,6 | – | |||
| Р90К90 | 37,5 | 4,1 | 12,3 | 39,2 | 3,3 | 9,2 | 35,6 | 4,0 | 12,7 |
| N90Р90 | 38,0 | 4,6 | 13,8 | 40,6 | 4,7 | 13,1 | 35,0 | 3,4 | 10,8 |
| N90К90 | 40,6 | 7,2 | 21,6 | 39,7 | 3,8 | 10,6 | 35,7 | 4,1 | 13,0 |
| N90Р90К90 | 39,0 | 5,6 | 16,8 | 40,5 | 4,6 | 12,8 | 41,5 | 9,9 | 31,3 |
| N135Р135К135 | 38,6 | 5,2 | 15,6 | 40,9 | 5,0 | 13,9 | 41,3 | 9,7 | 30,7 |
| ТПК 30 т/га | 37,8 | 4,4 | 13,2 | 38,3 | 2,4 | 6,7 | 39,7 | 8,1 | 25,6 |
Окончание табл. 5
| ТПК 30 т/га + N90Р90К90 | 39,4 | 6,0 | 18,0 | 43,4 | 7,5 | 20,9 | 39,3 | 7,7 | 24,4 |
| Последействие удобрений | 37,6 | 4,2 | 12,6 | 40,1 | 4,2 | 11,7 | 32,4 | 0,8 | 2,5 |
| НСР05 | 3,1 | 3,2 | 3,0 |
Наибольшую урожайность плодов сорт Сибирский скороспелый 1450 формировал на фоне совместного внесения органических и минеральных удобрений – 43,4 т/га. Оптимальный режим питания и как следствие получение максимальной урожайности для сорта Пикет был в варианте с внесением полного минерального удобрения в умеренной дозе с прибавкой к контролю – 9,9 т/га, или 31,3%. Внесение полного минерального питания в повышенной дозе обеспечило такую же прибавку по всем изучаемым сортам томата. Органические удобрения также оказывают положительное действие на урожайность томата сортов Земляк и Пикет, и в меньшей мере на сорт Сибирский скороспелый 1450. Совместное применение органических и минеральных удобрений существенно повышает эффективность по сравнению с их раздельным внесением под томат сорта Сибирский скороспелый 1450.
На основании корреляционного и регрессионного анализов установлена зависимость между дозами удобрений (х, кг/га) и урожайностью плодов томата (у, т/га). Она описывается нелинейными уравнениями второй и третьей степени c сильной теснотой связи (корреляционное отношение R больше 0,7):
для азота: у = 40,8 + 0,247х – 0,0032х2 + 0,00013х3; R = 0,89;
для фосфора: у = 40,2 + 0,029х – 0,0024х2; R = 0,79;
для калия: у = 40,5 + 0,203х – 0,0015х2; R = 0,77.
Решение уравнений и графическая их интерпретация (рис. 2) показывают, что оптимальная доза азотных удобрений для томата на черноземе выщелоченном 50–70 кг/га, урожайность плодов при этом максимальная и составляет 46–47 т/га; оптимальная доза фосфора 140–160 кг/га. Зависимость между дозой внесения калия и урожаем томата такова, что оба показателя изменяются в одном направлении до тех пор, пока элемент находится в недостаточном количестве. В этом пределе между указанными выше величинами наблюдается тесная связь. Оптимальная доза калия для томата на черноземе выщелоченном составляет 50–70кг/га, при этом урожайность плодов – более 46 т/га. Так же как и в случае с азотом, прибавка урожая от внесения каждых 10 кг/га калия составляет более 1 т плодов с 1 га.
За счет последействия органно-минеральной системы удобрения дополнительно к контролю получено порядка 12% (4 т/га) по сортам Земляк и Сибирский скороспелый 1450 и 24% (7 т/га) по сорту Пикет.
Таким образом, анализ среднемноголетних данных и статистическая обработка экспериментального материала показывают, что для получения максимальной продуктивности томата при выращивании без орошения оптимальные дозы удобрений в условиях черноземов выщелоченных должны составлять N50-65P140-160K60-70. Корректировка доз удобрений позволяет не только повысить их окупаемость, но и снизить расход удобрений на получение единицы урожая.
 |  |
а б
Рис. 2. Зависимость урожайности томата (у) от доз удобрений (x):
а – азотные, б – калийные, средняя за годы исследований
Капуста белокочанная. Капуста белокочанная отличается интенсивным потреблением азота и калия (до 70% от максимального накопления в первые 50 сут. вегетации) и более равномерным использованием в течение вегетации фосфора. Многолетними исследованиями установлено, что в условиях юга Западной Сибири на черноземе слабовыщелоченном для капусты белокочанной наиболее эффективно применение удобрений в парных комбинациях NP и NK, обеспечивающее прибавку урожая от 42,0 до 92,6% (табл. 6). Действие полного минерального удобрения на капусте была немного выше, чем применение парных комбинаций. Внесение полного минерального удобрения в повышенной дозе зависело от особенностей сорта. Так, капуста сорта Надежда максимальный урожай кочанов формировала именно на фоне повышенной дозы удобрения (89,2 т/га), где прибавка к контролю составила 126,4%. Эффективность применения органических удобрений под капусту была невысокой и зачастую ниже, чем эффективность применения полного минерального удобрения.
Совместное внесение органических и минеральных удобрений улучшало минеральное питание капусты, но эффективность этой системы также определялась сортовыми особенностями. Выращивание на этом фоне питания сорта Сибирячка 60 обеспечивало получение максимальной урожайности – 106,1 т/га, а у других сортов, хотя прибавки были существенными, урожайность значительно ниже, чем от применения минеральной системы удобрения в одинарных и полуторных дозах.
В формировании урожайности капусты наибольшую роль играет азот, добавление которого к фосфорным и калийным удобрениям обеспечивает прибавку 37–38%. По мере роста увлажненности в период вегетации теснота связи между дозами азота и урожайностью возрастала.
В среднем за годы исследований зависимость урожайности капусты (у) от доз удобрений (х) выражается уравнениями параболы:
азотных: у = 60,17 + 0,493х - 0,0022х2; R = 0,91;
фосфорных: у = 53,69 - 0,0405х + 0,0119х2; R = 0,78;
калийных: У =68,02 + 0,232x -,00106x2; R = 0,71.
Таблица 6
Урожайность сортов капусты белокочанной при длительном применении удобрений, средняя за годы исследований
| Вариант | Сорт Надежда | Сорт Слава Алтайская 157 | Сорт Сибирячка 60 | ||||||
| Урожай-ность, т/га | Прибавка урожая | Урожай-ность, т/га | Прибавка урожая | Урожай-ность, т/га | Прибавка урожая | ||||
| т/га | % | т/га | % | т/га | % | ||||
| Контроль | 39,4 | – | 47,0 | – | 64,7 | – | |||
| Р90К90 | 51,1 | 11,7 | 29,7 | 59,1 | 12,1 | 25,7 | 73,5 | 8,8 | 13,6 |
| N90Р90 | 75,9 | 36,5 | 92,6 | 69,0 | 22,0 | 46,8 | 91,9 | 27,2 | 42,0 |
| N90К90 | 74,2 | 34,8 | 88,3 | 71,9 | 24,9 | 53,0 | 94,1 | 29,4 | 45,4 |
| N90Р90К90 | 74,7 | 35,3 | 89,6 | 72,2 | 25,2 | 53,6 | 98,4 | 33,7 | 52,1 |
| N135Р135К135 | 89,2 | 49,8 | 126,4 | 73,1 | 26,1 | 55,5 | 98,1 | 33,4 | 51,6 |
| ТПК 30т/га | 65,2 | 25,8 | 65,5 | 62,6 | 15,6 | 33,2 | 97,6 | 32,9 | 50,8 |
| ТПК 30 т/га + N90Р90К90 | 85,6 | 46,2 | 117,3 | 70,8 | 23,8 | 50,6 | 106,1 | 41,4 | 64,0 |
| Последействие удобрений | 65,4 | 26,0 | 66,0 | 59,4 | 12,4 | 26,4 | 79,9 | 15,2 | 23,5 |
| НСР05 | 4,9 | 5,1 | 6,3 | ||||||
Прибавка урожая на каждые дополнительно внесенные 10 кг азотных удобрений составила до 5 т/га. Оптимальной дозой азота было внесение
100–120 кг/га с урожайностью более 85 т/га. Дальнейшее увеличение дозы азотных удобрений было нецелесообразным. От последействия удобрений дополнительный эффект на сорте Надежда составил 66% (26 т/га), а в двух других он был близок – 26–23%, с прибавками 12 и 15 т/га.
Статистическая обработка экспериментальных данных позволила установить, что оптимальные дозы азота, фосфора и калия (при минеральной системе удобрения) на капусте белокочанной в условиях юга Западной Сибири должны поддерживаться на уровне N90-110P100-120K90-110. Это позволяет получить уровень урожайности порядка 80–85 т/га кочанов.
Морковь столовая. Внесение удобрений положительно сказывается на урожае моркови даже на почвах, обеспеченных питательными элементами. Во всех вариантах с удобрениями получены достоверные прибавки урожая. Вместе с тем отзывчивость моркови столовой на условия минерального питания определялась сортовыми особенностями культуры (табл. 7). Парная комбинация удобрений в сочетании РК была высокоэффективна для сорта Нантская 4, где получен максимальный урожай корнеплодов – 47,8 т/га. Оптимальный режим питания для моркови сорта Шантенэ 2461 складывался при внесении полного минерального удобрения, на фоне которого формировалось урожая более 40 т/га. Для сорта Лебяжинская благоприятные условия питания создавались при внесении органического удобрения.
Таблица 7
Урожайность сортов моркови при длительном применении удобрений, средняя за годы исследований
| Вариант | Нантская 4 | Шантенэ 2461 | Лебяжинская | ||||||
| Урожай-ность, т/га | Прибавка | Урожай-ность, т/га | Прибавка | Урожай-ность, т/га | Прибавка | ||||
| т/га | % | т/га | % | т/га | % | ||||
| Контроль | 39,5 | – | 34,8 | – | 43,1 | – | |||
| Р90К90 | 47,8 | 8,3 | 21,0 | 40,3 | 5,5 | 15,8 | 49,5 | 6,4 | 14,8 |
| N90Р90 | 46,2 | 6,7 | 17,0 | 40,4 | 5,6 | 16,1 | 49,2 | 6,1 | 14,2 |
| N90К90 | 46,0 | 6,5 | 16,5 | 41,8 | 7,0 | 20,1 | 49,8 | 6,7 | 15,6 |
| N90Р90К90 | 47,0 | 7,5 | 19,0 | 44,4 | 9,6 | 27,6 | 50,1 | 7,0 | 16,2 |
| N135Р135К135 | 43,7 | 4,2 | 10,6 | 42,8 | 8,0 | 23,0 | 46,7 | 3,6 | 8,4 |
| ТПК 30 т/га | 47,8 | 8,3 | 21,0 | 40,6 | 5,8 | 16,7 | 53,5 | 10,4 | 24,1 |
| ТПК 30 т/га + N90Р90К90 | 47,6 | 6,2 | 15,7 | 39,7 | 4,9 | 14,1 | 50,7 | 7,6 | 17,6 |
| Последействие удобрений | 45,7 | 8,1 | 20,5 | 40,2 | 5,4 | 15,5 | 50,2 | 7,1 | 16,5 |
| НСР05 | 4,6 | 3,2 | 4,8 | ||||||
Независимо от сортовой принадлежности внесение полного минерального удобрения было неэффективным в сравнении с парными комбинациями. Применение органических удобрений при выращивании моркови оказало такое же действие, как и все минеральные сочетания. Весьма эффективно морковь использует последействие удобрений, где прибавка урожая корнеплодов была или на уровне, или выше в сравнении с системами минеральных удобрений в парных комбинациях. Совместное применение минеральных и органических удобрений не сопровождалось дальнейшим ростом урожайности по сравнению с раздельным их использованием.
Статистическая обработка экспериментальных данных выявила сортовые различия в отзывчивости на уровень азотного, фосфорного и калийного питания моркови. Так, если для сорта Нантская 4 и Лебяжинская оптимум азотного питания находится на уровне 30–40, то у Шантенэ 2461 он превышает 60 кг/га. Зависимость урожайности моркови столовой (у, т/га) сортов Нантская 4 (а) и Шантенэ 2461 (б) от доз азотных удобрений (х, кг/га) выражается следующими уравнениями регрессии:
а) y = 43,6 + 0,199x – 0,0032x2 – 0,00002x3; R = 0,66;
б) y = 37,6 + 0,266x – 0,0053x2 + 0,00038x3; R = 0,76.
Соответствующие зависимости выявлены и в отношении фосфорного и калийного питания. Так, у сортов Нантская 4 и Лебяжинская оптимальный уровень фосфорного питания составляет 30–35 кг/га, а у сорта Шантенэ 2461 он больше 50 кг/га. У сортов Нантская 4 и Лебяжинская оптимум калийного питания составил 40–60 кг/га, у Шантенэ 2461 – более 80 кг/га.
Зависимость величины урожайности моркови (у, т/га) и доз N, P и К (х, кг/га) на основе среднемноголетних данных выразилась уравнениями
для азота: у = 39,6 + 0,184x – 0,004x2 + 0,00020x3; R = 0,78;
для фосфора: у = 39,05 + 0,185x – 0,0011x2 – 0,00052x3; R = 0,80;
для калия: у = 39,4 + 0,106x – 0,00106x2; R = 0,83.
Анализируя уравнения, можно отметить, что морковь проявляет более высокую потребность к калию, чем к азоту.
С помощью вышеприведенных уравнений для получения урожая 42 т/га выявлены оптимальные дозы азота, фосфора и калия (минеральная система удобрения) при возделывании моркови столовой на черноземах Алтайского края - N30-40P25-35K40-60.
Картофель. Урожайность картофеля на черноземе выщелоченном определялась как сортовыми особенностями, так и применяемыми системами удобрений. В среднем за годы исследований на почве с естественным уровнем плодородия (контроль) по изучаемым сортам урожайность была близкой –
25–27 т/га (табл. 8).
Таблица 8
Урожайность сортов картофеля при длительном применении удобрений, средняя за годы исследований
| Вариант | Берлихинген | Невский | ||||
| Урожайность, т/га | Прибавка | Урожайность, т/га | Прибавка | |||
| т/га | % | т/га | % | |||
| Контроль | 26,9 | – | – | 25,4 | – | |
| Р60К60 | 30,4 | 3,5 | 13,0 | 28,8 | 3,4 | 13,4 |
| N30Р60 | 31,5 | 4,6 | 17,1 | 30,3 | 4,9 | 19,3 |
| N30К60 | 31,8 | 4,9 | 18,2 | 32,5 | 7,1 | 28,0 |
| N30Р60К60 | 33,9 | 7,0 | 26,0 | 34,8 | 9,4 | 37,0 |
| N45Р90К90 | 31,9 | 5,0 | 18,6 | 33,9 | 8,5 | 33,5 |
| ТПК 40 т/га | 30,3 | 3,4 | 12,6 | 35,0 | 9,6 | 37,8 |
| ТПК 40 т/га + N30Р60К60 | 32,7 | 5,8 | 21,6 | 37,1 | 11,7 | 46,1 |
| Последействие удобрений | 30,8 | 3,9 | 14,5 | 33,9 | 8,5 | 33,5 |
| НСР05 | 2,5 | 2,9 | ||||
В то же время отзывчивость сортов картофеля на применяемые удобрения различалась и особенно с органической системой. Использование парных комбинаций удобрений РК и NР обеспечивало на обеих сортах практически одинаковый прирост продуктивности – 3,5–3,4 и 4,6–4,9 т/га соответственно на сорте Берлихинген и Невский. Более существенная прибавка урожайности характерна для азотно-калийной системы удобрения, где она достигала 18,2–28,0% по сравнению с неудобренной почвой. Под влиянием полного минерального удобрения в дозе N30Р60К60 продуктивность картофеля возрастала на 7,0–9,4 т/га, или на 26–37% по отношению к контролю. Дальнейшее увеличение доз не привело к повышению урожайности у обоих сортов по сравнению с одинарной дозой NPK.
Ежегодное внесение торфопометного компоста в дозе 40 т/га под картофель обеспечивало рост урожайности у сорта Берлихинген на 3,4 т/га, у сорта Невский на 9,6 т/га, или в 2,8 раза. Это характерно и для вариантов с органо-минеральной системой удобрений как в прямом действии, так и в последействии.
Применительно к изучаемым сортам картофеля можно считать, что в условиях Алтайского края сорт Невский относится к более интенсивному типу по сравнению с сортом Берлихинген. Об этом свидетельствуют результаты корреляционного и регрессионного анализа урожайных данных в связи с уровнями минерального питания. Так, у сорта Берлихинген увеличение дозы азота свыше 30 кг/га вызывает снижение продуктивности, а у сорта Невский этого не происходит. Зависимость между дозами азота (х, кг/га) и урожайностью клубней (у, т/га) выражалась следующими уравнениями для сортов:
Берлихинген: y = 28,65 + 0,182x – 0,0084x2 – 0,00036x3; R = 0,81;
Невский: y = 27,1 + 1,005x – 0,0445x2 + 0,0057x3; R = 0,88.
Обобщение среднемноголетних данных по изучаемым параметрам с использованием регрессионного анализа позволило вывести уравнения взаимосвязи урожайности (у, т/га) и доз применения удобрений (х, кг/га):
азотных: у = 22,75 + 0,697х – 0,0308х2 + 0,00410х3; R = 0,83;
фосфорных: у = 24,15 + 0,348х – 0,00928х2 + 0,000669х3; R = 0,78;
калийных: у = 23,3 + 0,105х + 0,00833х2; R = 0,76.
Решение уравнений позволяет заключить, что в среднем по изучаемым сортам оптимальная доза азота и фосфора составляет 30–40 кг/га, калия –
60 кг/га, что обеспечивает формирование 28 т/га клубней. Органо-минеральная система удобрения способствует получению большей урожайности на сорте Невский.
Огурец. Корневая система огурца имеет поверхностное расположение, поэтому данная культура особенно отзывчива на условия минерального питания. Эта же особенность и слабая сосущая сила корневой системы предопределяют ингибирование ростовых процессов при высокой концентрации элементов питания в почве.
Из табл. 9 следует, что среднегодовая продуктивность сорта Универсальный была выше, чем сорта Алтай, на 30–40% независимо от применяемой системы удобрения. В то же время отзывчивость этих сортов на условия возделывания сильно различалась как по абсолютным, так и по относительным показателям. Использование парных комбинаций элементов питания обеспечило рост урожайности у сорта Универсальный на 5,6–7,0 т/га, у сорта Алтай только на 2,8–4,3 т/га, или 20–24 и 12–18% соответственно.
Таблица 9
Урожайность сортов огурца при длительном применении удобрений, средняя за годы исследований
| Вариант | Универсальный | Алтай | ||||
| Урожайность, т/га | Прибавка | Урожайность, т/га | Прибавка | |||
| т/га | % | т/га | % | |||
| Контроль | 28,6 | – | – | 23,5 | – | – |
| Р90К60 | 35,6 | 7,0 | 24,5 | 27,8 | 4,3 | 18,3 |
| N60Р90 | 34,2 | 5,6 | 19,6 | 26,7 | 3,2 | 13,6 |
| N60К60 | 35,5 | 6,9 | 24,1 | 26,3 | 2,8 | 11,9 |
| N60Р90К60 | 35,2 | 6,6 | 23,1 | 29,3 | 5,8 | 24,7 |
| N90Р135К90 | 36,6 | 8,0 | 28,0 | 28,0 | 4,5 | 19,2 |
| ТПК–50 т/га | 36,9 | 8,3 | 29,0 | 26,3 | 2,8 | 11,9 |
| ТПК–50 т/га + N60Р90К60 | 37,8 | 9,2 | 32,2 | 28,9 | 5,4 | 23,0 |
| Последействие удобрений | 33,2 | 4,6 | 16,1 | 27,0 | 3,5 | 14,9 |
| НСР05 | 2,7 | 2,5 | ||||
На фоне фосфорно-калийной системы удобрения оба сорта формировали наибольшую прибавку урожая. Применение полного минерального удобрения в одинарной дозе N60Р90К60 способствовало росту урожайности огурца на 23–25% по сравнению с вариантом без удобрения. Использование полуторной дозы удобрений на сорте Универсальный обеспечило повышение продуктивности огурца на 5%, а на сорте Алтай привело к такому же снижению по сравнению с умеренной дозой NPK. Различия в сортовой отзывчивости характерны и для органической системы удобрения. Огурец сорта Универсальный на этом фоне обеспечил прибавку урожая плодов 8,3 т/га, а сорт Алтай – всего 2,8 т/га, или соответственно 29 и 12% по отношению к контролю. В то же время оба сорта проявляли максимальную продуктивность в варианте с органо-минеральной системой удобрения, при которой прибавки к контролю достигали 32–23% по сравнению с вариантом неудобренной почвы.
Статистический анализ экспериментального материала позволил выявить сортовые различия в отзывчивости на дозы элементов питания при минеральной системе удобрения, где наибольшие отличия характерны для доз азота. Так, если для сорта Алтай оптимальная его доза составляет 55–65 кг/га, то у сорта Универсальный стабилизация урожайности не наступает даже при дозе азота 90 кг/га.
В отношении фосфора также установлены сортовые различия для получения максимальной продуктивности. Сорт Универсальный наибольшую продуктивность создает при дозе фосфора 100 кг/га, Алтай – 120 кг/га. Оптимальный уровень калийного питания для формирования максимальной продуктивности составляет у сорта Универсальный 60 кг/га, Алтай – 80 кг/га.
Зависимость урожайности плодов огурца (у, т/га) от доз удобрений
(х, кг/га) описывалась следующими уравнениями регрессии:
азот: у = 25,05 + 0,0714x – 0,0049x2; R = 0,85;
фосфор: y = 24,5 + 0,070x – 0,0035x2; R = 0,81;
калий: y = 25,1 + 0,068x – 0,0046x2; R = 0,68.
Решение представленных уравнений позволяет заключить, что для получения максимальной урожайности оптимальные дозы удобрений под огурец должны быть на уровне N70-80P95-105K75-85.
Урожайность овощных культур и картофеля при разных погодных условиях
Томат. Прибавка урожая плодов томата в годы с достаточным обеспечением влагой может составлять до 20% по сравнению с засушливыми периодами (табл. 10).
Таблица 10
Урожайность томатов в зависимости от погодных условий,
средняя за годы исследований
| Вариант | Урожайность, т/га | Прибавка, т/га | Урожайность, т/га | Прибавка, т/га |
| ГТК<1,0 | ГТК>1,0 | |||
| Контроль | 32,6 | – | 40,0 | – |
| Р135К60 | 36,0 | 3,4 | 46,6 | 6,6 |
| N60Р135 | 36,8 | 4,2 | 44,2 | 4,2 |
| N60К60 | 37,6 | 5,0 | 48,8 | 8,8 |
| N60Р135К60 | 37,4 | 4,8 | 50,4 | 10,4 |
| N90Р202К90 | 36,0 | 3,4 | 49,6 | 9,6 |
| ТПК 20 т/га | 36,5 | 3,9 | 45,9 | 5,9 |
| ТПК 20 т/га + N60Р135К60 | 37,8 | 5,2 | 46,8 | 6,8 |
| Последействие удобрений | 36,7 | 4,1 | 47,5 | 7,5 |
Эффективность действия систем удобрения также повышалась в годы с оптимальным увлажнением. От применения минеральных удобрений прибавка урожая увеличивалась в 1,7–2,8 раза по сравнению с годами с недостаточной влагообеспеченностью. Особенно значительно возрастала эффективность удобрений в вариантах с внесением РК, оптимальной и повышенной дозы NРК. Органические удобрения в засушливые годы обеспечили урожай плодов томата более 36 т/га; в годы, оптимальные по обеспеченности влагой, их действие также повышается: урожайность томата достигла 45,9 т/га, а прибавка – 5,9 т/га. Отмечена также высокая эффективность последействия удобрений, особенно во влагообеспеченные годы.
Зависимость урожайности томата (у, т/га) от количества осадков (х, мм) за различные периоды вегетации выражается уравнением
у = 59,2 – 0,82х + 0,0052х – 0,000081х; R = 0,94
для периода июнь – сентябрь.
Решение уравнения показывает, что оптимальное количество осадков для периода июнь – август составляет 260 – 280 мм, что обеспечивает урожай 41 т/га.
Зависимость урожайности томата (у, т/га) от суммы температур (х, °С) для периода июнь – август выражается уравнением
у = –236,55 – 3,22х + 0,00196х – 0,00000062х; R = 0,88.
Решение уравнений и их графическая интерпретация (рис. 3) показывают, что наибольший урожай растения томата в условиях Западной Сибири формируют за короткую часть периода вегетации (июнь–август) в ограниченном интервале суммы температур – 2000–2150 °С. Повышение суммы температур ведет к резкому снижению продуктивности растений.
а б
Рис. 3. Влияние погодных условий за июнь–август на урожайность томата:
а – сумма температур, б – ГТК
Формирование максимальной продуктивности растений томата происходит в довольно широких значениях ГТК: для периода июнь – август – от 0,95 до 1,15; для периода июнь – сентябрь – от 1,0 до 1,25 (табл. 11). В то же время наибольший урожай томат формирует в условиях короткого периода вегетации с ГТК 1,0–1,1, а при более продолжительном периоде с ГТК –
1,15–1,25.
Обобщение результатов статистической обработки позволяет прийти к выводу, что агроэкологически обеспеченный урожай томата выше фактически полученного в опыте и гораздо выше реального урожая в условиях производства (18,1–19,7 т/га). Степень использования ресурсов климата и погоды в Алтайском крае при данном уровне урожайности томата невысокая. Более полно реализовать благоприятные агроклиматические ресурсы и получать урожаи, близкие к расчетным величинам, можно путем совершенствования системы применения удобрений и внедрение более продуктивных сортов.
Таблица 11
Агроклиматические параметры формирования высокопродуктивных агроценозов овощных культур и картофеля в Алтайском крае
| Агроклиматический параметр | Период вегетации | Интервал параметра | Потенциальная урожайность, т/га |
| Томат | |||
| Осадки, мм | июнь–август | 260–300 | 43–45 |
| июнь–сентябрь | 280–330 | 53–56 | |
| t >10 °С | июнь–август | 2000–2150 | 38–42 |
| июнь–сентябрь | 2300–2400 | 30–35 | |
| ГТК, ед. | июнь–август | 0,95–1,15 | 45–48 |
| июнь–сентябрь | 1,1–1,25 | 48–51 | |
| Капуста | |||
| Осадки, мм | июнь–сентябрь | 290–340 | 64–68 |
| июль–сентябрь | 220–260 | 51–55 | |
| t >10 °С | июнь–сентябрь | 1950–2100 | 45–55 |
| июль–сентябрь | 1850–1900 | 62–65 | |
| ГТК, ед. | июнь–сентябрь | 1,0–1,2 | 55–60 |
| июль–сентябрь | 1,3–1,5 | 53–58 | |
| Морковь | |||
| Осадки, мм | май–сентябрь | 280–320 | 42–47 |
| июнь–август | 250–300 | 80–90 | |
| t >10 °С | май–сентябрь | 2200–2300 | 70–75 |
| июнь–август | 2000–2150 | 34–38 | |
| ГТК, ед. | май–сентябрь | 1,15–1,25 | 43–48 |
| июнь–август | 1,05–1,20 | 44–49 | |
| Картофель | |||
| Осадки, мм | май–сентябрь | 290–340 | 26–29 |
| май–август | 230–270 | 24–27 | |
| t >10 °С | май–сентябрь | 1950–2100 | 27–31 |
| май–август | 1750–1900 | 23–26 | |
| ГТК, ед. | май–сентябрь | 1,0–1,20 | 22–24 |
| май–август | 1,15–1,25 | 24–27 | |
| Огурец | |||
| Осадки, мм | июнь–июль | 160–180 | 25–27 |
| июнь–август | 190–230 | 20–23 | |
| t >10 °С | июнь–июль | 1100–1200 | 12–18 |
| июнь–август | 1700–1900 | 22–24 | |
| ГТК, ед. | июнь–июль | 1,3–1,5 | 25–27 |
| июнь–август | 1,25–1,45 | 25–27 | |
Капуста. Естественное плодородие почвы и агрометеорологические условия Алтайского края благоприятны для формирования высокого и стабильного урожая капусты. На Алтае закономерно выпадение осадков в августе и сентябре, т.е. в период, когда идет интенсивное формирование кочана у капусты, как в засушливые, так и благоприятные по увлажнению годы. Поэтому величина ГТК в варианте без применения удобрений не оказывает существенного влияния на уровень урожайности капусты.
Внесение фосфорных и калийных удобрений в парной комбинации способствует получению дополнительного урожая кочанов (более 10 т/га), но гидротермический коэффициент и в этом варианте не оказывал влияния на эффективность удобрений.
Зависимость урожайности кочанов капусты (у, т/га) от осадков (х, мм) выразилась уравнениями
у = 9,75 + 0,402х – 0,0011х + 0,00065х; R = 0,79
для периода июнь – сентябрь;
у = 460,1 – 4,9х + 0,019х – 0,00024х; R = 0,85
для периода июль – сентябрь.
В результате их решения показано, что наибольшее влияние на урожай капусты оказывают осадки периода июль – сентябрь (220–260 мм), что способствует формированию урожая кочанов капусты – более 65 т/га.
Взаимосвязь урожайности (у, т/га) и суммы активных температур (х, °С) для капусты белокочанной выражается следующими уравнениями
у = –10191 + 14,1х – 0,006х + 0,0000097х; R = 0,86
для периода июнь – сентябрь;
у = 13559 – 23,6х + 0,014х – 0,000026х; R = 0,90
для периода июль – сентябрь.
Решение уравнений позволяет заключить, что наибольшую продуктивность среднеспелые сорта капусты белокочанной (Надежда, Сибирячка 60) проявляют при сумме активных температур 2000 °С.
Обобщение результатов математической обработки по взаимозависимости количества осадков, суммы температур и урожайности капусты показывает, что фактическая урожайность капусты в опыте близка к теоретической, которая может быть достигнута при конкретных погодных условиях (табл. 11). В то же время реальная ее урожайность в производственных условиях Алтайского края гораздо ниже – 25–27 т/га.
Морковь. Продуктивность моркови столовой повышается с ростом количества осадков, однако при этом эффективность систем удобрения в формировании урожая снижается. В засушливые годы наибольший урожай корнеплодов получен на фоне внесения парной комбинации РК и органического удобрения. В годы с оптимальным увлажнением эффективно внесение полного минерального удобрения и использование последействия органно-минеральной системы.
Зависимость урожайности моркови (у, т/га) от осадков (х, мм) выражалась уравнениями
у = 360 – 4,705х + 0,0212х – 0,00030х; R = 0,86
для периода май – сентябрь;
у = 504 – 7,653х + 0,0386х – 0,00059х; R = 0,90
для периода июнь – август.
Согласно уравнениям оптимальное количество осадков для формирования высокого урожая корнеплодов за вегетационный период составляет 280 мм.
Зависимость урожайности корнеплодов моркови (у, т/га) от суммы температур (х, °С) имеет следующий вид
у = –24528 + 30,4х – 0,012*х + 0,000017х; R =0,91
для периода май – сентябрь;
у = 26298 – 40,4х + 0,0206х – 0,000035х; R = 0,87
для периода июнь – август.
Их решение для периода июнь – август позволило выявить, что сумма температур выше 2200 °С вызывает снижение урожая корнеплодов почти в 2 раза, а значит оптимальная сумма температур для растений моркови в условиях Западной Сибири составляет не более 2250 °С за весь период вегетации.
Другим важным условием получения максимального урожая является равномерное поступление тепла в течение периода вегетации. На основе обобщения экспериментального материала рассчитаны агроклиматические факторы, необходимые для реализации потенциальной продуктивности моркови в условиях Алтайского края (табл. 11). Средняя фактическая урожайность моркови столовой в крае невысокая – 20,7–21,3 т/га. Сравнивая ее с расчетной, можно говорить о значительных резервах повышения урожайности и валовых сборов этой культуры в регионе.
Картофель. Применение удобрений под картофель эффективно как в годы с недостаточным увлажнением, так и оптимальные по влагообеспеченности. Наибольший урожай клубней во все годы исследований отмечен в варианте совместного применения полного минерального и органического удобрения.
При традиционной агротехнике урожайность картофеля среднеспелых сортов определяется в основном осадками июля–августа. Засуха в этот период угнетает процесс клубнеобразования. Зависимость величины урожая клубней картофеля (у, т/га) от осадков (х, мм) выразилась уравнениями
у = 109,7 – 1,37х + 0,0062х – 0,00084х; R = 0,84
для периода май – сентябрь;
у = 64,4 – 0,92х + 0,0055х – 0,00097х; R = 0,88
для периода май – август.
Из их решения следует, что наибольший урожай картофеля обеспечивается 320 мм осадков за период вегетации май – сентябрь.
Уровень продуктивности картофеля (у, т/га) от суммы температур
(х, °С) имеет следующий математический вид
у =-14582 + 20,4х – 0,0095х + 0,000015х; R = 0,90
для периода май – сентябрь;
у = –10861 + 16,8х – 0,0086х + 0,000015х; R = 0,85
для периода май – август.
Решение уравнений свидетельствует о том, что наибольшая урожайность клубней картофеля формируется при сумме температур в период май – сентябрь 1950–2100 °С, а в период май – август 1750–1900 °С. Следовательно, недобор суммы температур всего на 100 °С снижает урожайность на 10 т/га, а за период май – август – еще больше.
Изменение урожайности картофеля (у, т/га) от ГТК (х, ед.) имеет следующую зависимость
у = –8,9 + 67,2х – 42,0х + 6,8х; R = 0,83
для периода май – сентябрь;
у = 85,3 – 258,5х + 313,0х – 116,1х; R =0,93
для периода май – август.
Анализ уравнений показывает, что оптимальное значение ГТК для картофеля в условиях Западной Сибири составляет 1,0–1,2. Значение ГТК, при котором создаются благоприятные условия для образования наибольшего урожая, совпадает со значением, которое дает уравнение для периода май – август. В то же время следует отметить, что диапазон значений гидротермического коэффициента для получения среднего уровня урожайности картофеля в условиях Западной Сибири весьма широкий – от 0,8 до 1,4. Математическая обработка многолетних данных позволила определить агроклиматические параметры, при которых возможна реализация потенциальной продуктивности картофеля (табл. 11). Сведения о средней урожайности картофеля в крае (12,6–14,4 т/га) могут свидетельствовать о несоответствии агротехники, доз, сроков, способов внесения удобрений потребностям, сортов картофеля в условиях юга Западной Сибири.
Огурец. В засушливые годы более эффективно применение на огурце органического удобрения в сочетании с полным минеральным удобрением. Во влажные годы эффективность данной системы хотя и остается высокой, но уступает варианту с полным минеральным удобрением в оптимальной и повышенной дозах.
Зависимость величины урожайности огурца (у, т/га) от суммы осадков (х, мм) отображается уравнениями
у = 129 – 3,005 + 0,025х – 0,00062х; R = 0,94
для периода июнь – июль;
у = 237 – 4,19х + 0,025х – 0,00048х; R = 0,88
для периода июнь – август.
Из них следует, что получение наибольшего урожая плодов огурца находится в сильной зависимости от осадков в период июнь – июль. При количестве осадков 160–180 мм урожайность огурца достигает 27 т/га. Для более длинного периода (июнь – август) наблюдается меньшая зависимость урожайности от осадков. При количестве осадков 200–230 мм сбор плодов огурца меньше на 4 т/га.
Сумма активных температур также существенно влияет на урожайность огурца. Зависимость его продуктивности (у, т/га) от суммы активных температур (х, °С) выражается уравнениями
у = 4538 – 12,7х + 0,012х – 0,000036х; R = 0,94
для периода июнь – июль;
у = –254 + 0,348х – 0,0013х + 0,00000012х; R = 0,88
для периода июнь – август.
Анализ уравнений показывает, что оптимальная сумма температур для огурца за период июнь–июль составляет 1150–1200 °С, а за июнь–август –
1800 °С. В последнем случае сбор плодов огурца составил 24 т/га. Следует отметить пластичность сортов огурца сибирской селекции: урожай 20 т/га и более они способны сформировать в широком диапазоне суммы температур – от 1600 до 2050 °С.
Для комплексной оценки влияния погодных факторов на урожайность огурца приведены уравнения влияния гидротермического коэффициента (х, ед.) на урожайность (у, т/га)
у = 40,9 – 106,1х + 123,8х – 39,41х; R =0,92
для периода июнь – июль;
у = 122,8 – 354,9х + 363,9х – 113,9х; R = 0,95
для периода июнь – август.
Путем их решения можно рассчитать агроклиматические параметры формирования потенциальной урожайности огурца в условиях Алтайского края (табл. 11). Сравнивая полученные данные с фактической урожайностью огурца в многолетнем опыте, можно говорить о реализации потенциала сортов огурца в данных погодных условиях при соблюдении принятой в опыте агротехники. Дальнейший рост продуктивности огурца в опыте может быть связан с использованием новых высокопродуктивных сортов.
Влияние удобрений на биохимический состав овощной продукции
и картофеля
Плоды томата. При внесении минеральных и органических удобрений и их сочетании прослеживается четкая закономерность увеличения содержания в плодах томата сухого вещества (табл. 12). Наиболее высокие его показатели отмечены в вариантах с оптимальной и полуторной дозами минеральных удобрений.
Таблица 12
Биохимический состав томата сорта Земляк,
средний за годы исследований
| Варианты | Сухое вещество, % | Сахар, % | Витамин С, мг % | Кислотность, % | Нитраты, мг/кг сырой массы |
| Без удобрений | 5,52 | 3,10 | 26,72 | 0,46 | 18,0 |
| P135K60 | 5,83 | 3,58 | 25,09 | 0,52 | 21,6 |
| N60P135 | 5,95 | 3,52 | 24,19 | 0,50 | 18,5 |
| N60K60 | 5,69 | 3,23 | 24,26 | 0,56 | 22,7 |
| N60P135K60 | 6,00 | 3,48 | 24,56 | 0,55 | 21,0 |
| N90P202K90 | 6,01 | 3,57 | 25,15 | 0,54 | 22,0 |
| ТПК 20 т/га | 5,91 | 3,52 | 24,51 | 0,54 | 20,4 |
| ТПК 20 т/га + N60P135K60 | 6,15 | 3,54 | 23,38 | 0,56 | 21,2 |
| Последействие удобрений | 5,72 | 3,53 | 25,46 | 0,48 | 20,4 |
Независимо от вида и сочетания они оказали благоприятное влияние на накопление в плодах сахара. Наиболее высокие показатели его содержания (2,74–2,80%) отмечены в вариантах N60P135K60 и N90P202K90.
При использовании органических удобрений также происходило увеличение содержания сахара в плодах томатов по сравнению с контролем, но его количество было меньше, чем в вариантах с полным минеральным удобрением.
Содержание витамина С во всех вариантах с удобрениями было ниже контроля. Прямое действие, а также последействие удобрений способствовало некоторому повышению содержания в плодах томатов сухого вещества и органических кислот.
Внесение удобрений независимо от вида и дозы не вызывало существенного повышения содержания нитратов в продукции.
Капуста. Данные табл. 13 свидетельствуют о том, что содержание сухих веществ было наибольшим в сортах Слава Алтайская 157 и Надежда, а по уровню накопления общего сахара сорта мало отличались между собой: витамина С больше других содержалось в кочанах капусты сорта Надежда – 47,9 мг%. Этот сорт также накапливал меньше нитратов.
Таблица 13
Биохимический состав кочанов капусты, среднее за годы исследований
| Вариант | Сухое вещество, % | Общий сахар, % | Витамин С, мг% | Нитраты, N-NО3, мг/кг | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 2 | 3 | |
| Без удобрений | 9,81 | 9,75 | 8,84 | 5,37 | 5,52 | 5,55 | 41,24 | 47,86 | 44,23 | 60 | 97 |
| P90K90 | 9,37 | 9,88 | 8,75 | 4,81 | 5,74 | 5.61 | 37,44 | 43,66 | 39,83 | 85 | 118 |
| N90P90 | 8,76 | 9,09 | 8,67 | 4,80 | 5,36 | 5,56 | 36,20 | 42,49 | 41,63 | 429 | 191 |
| N90K90 | 8,55 | 9,26 | 8,58 | 4,64 | 5,21 | 5,59 | 34,77 | 42,87 | 42,32 | 279 | 296 |
| N90P90K90 | 8,60 | 9.05 | 8,57 | 4,52 | 5,11 | 5,64 | 36,12 | 43,20 | 41,90 | 449 | 221 |
| N135P135K135 | 8,50 | 8,49 | 8,19 | 4,55 | 5.02 | 5,41 | 34,49 | 40,49 | 37,71 | 654 | 298 |
| ТПК 30 т/га | 8,83 | 9,61 | 8,43 | 4,76 | 5,49 | 5,59 | 37,42 | 45,33 | 41,68 | 124 | 322 |
| ТПК 30 т/га + N90P90K90 | 8,69 | 8,73 | 8,26 | 4,65 | 5,42 | 5,25 | 36,91 | 44,39 | 37,32 | 133 | 298 |
| Последействие удобрений | 9,50 | 9,44 | 8,96 | 4,97 | 5.07 | 5,81 | 40.08 | 41,94 | 42,74 | 516 | 123 |
Примечание. Сорта капусты: 1 – Слава Алтайская 157, 2 – Надежда, 3 - Сибирячка 60.
Несмотря на различия в биохимическом составе, реакция сортов капусты на виды и системы удобрения была во многом одинакова. На фоне удобрений и их последействия в кочанах капусты снижается содержание сухих веществ, особенно это отмечается при внесении полного минерального удобрения в повышенной дозе.
Под действием удобрений уменьшается накопление общего сахара в кочанах капусты сортов Слава Алтайская 157 и Надежда, за исключением для последнего сорта варианта Р90К90, где его содержание повысилось на 0,22% по отношению к контролю.
Удобрения и их последействие неблагоприятно влияли на уровень накопления в кочанах капусты витамина С. Наименьшее снижение содержания витамина С отмечалось на фоне последействия удобрений у сортов Слава Алтайская 157 и Сибирячка 60, а также на фоне применения органического удобрения 30 т/га у сорта Надежда.
Применение удобрений способствовало повышению содержания нитратов в продукции, но их количество не превышало ПДК (500 мг/кг), за исключением варианта N135P135K135 у сорта Надежда.
Зависимость содержания сухого вещества (у, %) в кочанах капусты от доз азотных удобрений (х, кг/га) выражалась уравнениями
y = 9,72 + 0,0032x – 0,00048x + 0,00000192x; R = 0,81
у сорта Надежда;
y = 9,62 + 0,01608x – 0,000709 x – 0,00000068x; R = 0,95
у сорта Слава Алтайская 157;
y = 8,81 + 0,01225x – 0,0023 x + 0,00000769x; R = 0,99
у сорта Сибирячка 60.
Их анализ показывает, что азотные удобрения снижали содержание сухих веществ в капусте сорта Слава Алтайская 157, начиная с малых доз. В варианте с сортом Надежда содержание сухого вещества в меньшей мере зависит от доз азота, но тенденция ухудшения качества продукции по этому показателю с увеличением доз азотных удобрений сохраняется.
Биологической особенностью изучаемых сортов капусты является способность накапливать разное количество нитратов. Использование сортов и гибридов, генетической особенностью которых является меньшее накопление нитратного азота, является одной из возможностей снижения накопления нитратов в продукции. Так, сорт Надежда на естественном фоне накапливает в кочанах 179 мг/кг нитратов, а сорт Сибирячка 60 – менее 110 мг/кг. По этому экологическому показателю особенно чувствительна на внесение азотных удобрений капуста сорта Надежда. Внесение азота в дозе 100 кг/га вызывает повышение уровня содержания нитратов в кочанах капусты этого сорта до 400 мг/кг. В это же время в кочанах капусты сорта Сибирячка 60 их количество составляло 260 мг/кг.
Морковь. Под действием различных систем удобрения происходят изменения в биохимическом составе корнеплодов моркови, но их характер зависит от сортовых особенностей этой культуры. Морковь сорта Шантенэ 2461 проявляет высокую чувствительность к удобрениям. В результате их влияния в корнеплодах снижается содержание сухих веществ. Наибольшее их снижение по сравнению с контролем (12,38%) наблюдается в вариантах с парной комбинацией удобрений N40K60 и полным минеральным удобрением в повышенной дозе (на 0,38 и 0,37% соответственно). В то же время в варианте с последействием удобрений в корнеплодах моркови сорта Шантенэ 2461 накапливалось на 0,15% больше сухих веществ, чем в контроле.
Уровень содержания общего сахара в корнеплодах моркови при внесении удобрений понижается, независимо от сортовой принадлежности. Наименьшее количество общего сахара (6,73–7,31%) отмечено в варианте с полным минеральным удобрением в повышенной дозе.
Применение удобрений благоприятно сказывалось на содержании витамина С в корнеплодах моркови. Наибольшее его накопление – 5,38 мг% обеспечивали удобрения в парных комбинациях Р30К60 и N40Р30.
Важным показателем качества корнеплодов моркови является уровень содержания в них каротина, накоплению которого способствовали удобрения. Оптимальным фоном для повышения содержания каротина в корнеплодах сорта Шантенэ 2461 (12,36–12,62 мг%) является выращивание его с применением полного минерального удобрения в повышенной дозе, парной комбинации N40P30 и по последействию удобрений.
Виды удобрений и системы их применения способствовали повышению содержания нитратов в корнеплодах моркови по сравнению с контролем. Сорт моркови Шантенэ 2461 накапливал наибольшее количество нитратов в варианте с применением органического удобрения в дозе 20 т/га, а Нантская 4 – при полном минеральном удобрении в повышенной дозе (91 и 128 мг/кг соответственно). Но во всех случаях этот показатель был значительно меньше ПДК (250 мг/кг).
Картофель. Под влиянием прямого действия и последействия удобрений происходит снижение содержания в клубнях сухого вещества, крахмала, витамина С, и повышение нитратов по сравнению с контролем. На содержание крахмала в клубнях картофеля неблагоприятное влияние оказало полное минеральное удобрение в обеих дозах, где его количество было на 1,21 и 2,21% ниже контроля.
Внесение удобрений в виде парных сочетаний элементов минерального питания также привело к снижению показателей качества клубней картофеля, но оно было менее выражено, чем при внесении полного удобрения. Так, содержание сухого вещества в вариантах с парным внесением элементов снизилось по сравнению с контролем на 1,28–1,86%, а крахмала – на 0,37–1,19%.
Внесение минеральных и органических удобрений снижало качественные показатели клубней по сравнению с контролем. Содержание сухих веществ при этом уменьшилось на 2,28%, крахмала – на 0,74%, витамина С – на 2,74 мг %, а накопление нитратов возросло в два раза, но не достигло ПДК.
Огурец. Следует отметить, что качество плодов огурца во многом зависело от его сортовых особенностей. Так, содержание сухих веществ и витамина С было больше в плодах сорта Универсальный, чем сорта Алтай, на 0,25% и 2,37мг% соответственно. В то же время в плодах огурца сорта Алтай накапливалось сахаров на 0,15% больше, чем в сорте Универсальный.
Изменения показателей качества плодов огурца от вида и системы применения удобрений также зависели от сортовой принадлежности. В огурце сорта Алтай на фоне парных комбинаций удобрений РК, NР, полного минерального удобрения NPK в обеих дозах, совместного применения органического и минерального удобрений и их последействия повышалось содержание сухого вещества в плодах.
Таким образом, биохимический состав продукции овощных культур зависит как от сортовых особенностей, так и от применяемых систем удобрения. Сорта томата Земляк, огурца Универсальный и картофеля Невский по содержанию биологически ценных веществ относятся к более полноценным в пищевом отношении.
Полученные данные биохимического состава овощей и картофеля целесообразно использовать при прогнозировании качества получаемой продукции, и в первую очередь наиболее ценных показателей (сахаров в томатах и капусте, крахмала в картофеле, каротина в моркови, витамина С, сухих веществ во всех культурах). В обязательном порядке необходимо учитывать содержание нитратов у всех культур. Для этого следует подбирать такие дозы и соотношения азота, фосфора и калия, которые обеспечивают получение наиболее качественной и полноценной продукции.
Экономическая эффективность и энергетическая оценка длительного применения удобрений под овощные культуры и картофель
Экономическая эффективность применения удобрений. Анализ экономической эффективности различных систем удобрения на культуре томата показывает, что применение удобрений в целом способствовало повышению условно чистого дохода с единицы площади и было высокорентабельным. Поскольку влияние систем удобрения на продуктивность этой культуры было неодинаковым, это отразилось и на экономической эффективности. Так, у томата сорта Земляк наибольший чистый доход и рентабельность получены в варианте N60K60. Внесение повышенных доз минеральных удобрений под томат было неэффективным. Рентабельность производства томата сорта Земляк на фоне торфопометного компоста была в 2,6 раза меньше по сравнению с вариантом N60K60.
Применение удобрений под капусту положительно влияло на увеличение условно чистого дохода. Наиболее высокий экономический эффект получен на капусте сорта Надежда в варианте с применением удобрений в парной комбинации N60P90 с рентабельностью более 160%. Для капусты сорта Слава Алтайская 157 высокоэффективным было ее выращивание на фоне другой парной комбинации – N90K90 (рентабельность 150%). При возделывании капусты сорта Сибирячка 60 наибольший условно чистый доход получен в варианте N90P90K90 с рентабельностью 156%. Экономический эффект от использования под капусту органических удобрений ниже по сравнению с эффектом от использования минеральных удобрений из-за высокой стоимости работ по внесению, хотя уровень урожайности здесь был практически одинаков.
Анализ экономической эффективности различных систем удобрений в посадках картофеля показывает, что сорт Берлихинген отличается слабой отзывчивостью на минеральное питание. Максимальная прибавка урожая его клубней сформирована на фоне полного минерального питания – 7,0 т/га, где получены максимальный условно чистый доход и рентабельность. Выращивание сорта Берлихинген с использованием органических удобрений и в сочетании их с минеральными было экономически неоправданным, поскольку прибавка урожая не покрывает затрат, связанных с применением удобрений.
Более отзывчив на применение минеральных и органических удобрений картофель сорта Невский, где максимальный экономический эффект получен в варианте N30P60K60.
Анализ экономической эффективности применения удобрений под огурец выявил сортовые различия в получении условно чистого дохода и рентабельности. Наибольший доход (94 тыс. руб/га) обеспечил сорт Универсальный на фоне полного минерального удобрения в повышенной дозе – N90P135K90. Несколько меньший, условно чистый доход получен в вариантах с парными комбинациями удобрений Р90К60 и N60K60, но окупаемость затрат здесь была наибольшей с рентабельностью более 400%. При выращивания огурца сорта Алтай экономически целесообразно было вносить полное минеральное удобрение N60P90K90, где прибавка урожая плодов 5,8 т/га обеспечила получение условно чистого дохода 68 644 руб/га.
Энергетическая оценка. Расчеты энергетической эффективности показали, что затраты на внесение удобрений под культуру томата составили от 2,2 до 11,1 ГДж/га для минеральной и от 34,0 до 41,4 ГДж/га для органо-минеральной систем удобрения.
Наиболее высокая энергетическая эффективность систем удобрения получена на томатах с внесением парной комбинации удобрений P135K60. Биоэнергетический коэффициент здесь колебался от 2,2 до 2,7 единиц. Применение в системе удобрений азота снижало величину КПД, что связано с более высокими энергозатратами на его производство по сравнению с фосфорными и калийными удобрениями. Наименьшее значение биоэнергетического коэффициента отмечено в вариантах с внесением органических и органо-минеральных удобрений.
Энергетическая эффективность выращивания томатов зависит от сортовых особенностей культуры. Биоэнергетический коэффициент колеблется от 2,16 (сорт Сибирский скороспелый 1450) до 2,6–2,7 (сорта Пикет и Земляк).
При возделывании капусты наибольший биоэнергетический коэффициент получен в варианте Р90К90. Включение азота в систему удобрения капусты, так же как и других культур, снижает величину энергетического коэффициента. На величину окупаемости энергии большое влияние оказывали сортовые особенности капусты. Наиболее высокая окупаемость энергозатрат отмечалась на капусте сорта Надежда во всех вариантах с удобрениями, за исключением парной комбинации Р90К90.
Окупаемость удобрений. Для оценки окупаемости удобрений период исследований был разделен на годы с достаточным увлажнением (ГТК > 1) и недостаточным увлажнением (ГТК < 1). В сравнении с годами, где гидротермический коэффициент был меньше единицы, окупаемость удобрений на томатах возрастала в 1,6–5,2 раза в зависимости от системы удобрения. Наиболее высокая окупаемость удобрений дополнительным урожаем томата отмечалась в варианте последействия удобрений (91–158 кг на 1 кг NPK) и внесения органического удобрения (33 и 77 кг на 1 кг NPK). При совместном внесении органического и полного минерального удобрения окупаемость удобрений снижалась по сравнению с вариантом одного органического удобрения и повышалась по сравнению с вариантом полного минерального удобрения. Выявленная тенденция не зависела от условий увлажнения года.
Капуста белокочанная отзывчива на внесение удобрений, и это подтверждает величина окупаемости удобрений дополнительной продукцией. В годы с повышенным увлажнением окупаемость удобрений возрастает в зависимости от системы удобрений в 1,2–1,6 раза. Однако это имело место не во всех случаях.
Окупаемость удобрений урожаем капусты незначительно снижалась с улучшением водного режима в варианте парной комбинации удобрений Р90К90, а более существенное ее снижение (в 1,4 раза) отмечалось в варианте последействия удобрений.
Окупаемость минеральных удобрений на посевах моркови ниже, чем на капусте белокочанной. Наиболее высокая ее величина отмечена в варианте последействия удобрений, и она не зависела от погодных условий – 144 кг на
1 кг NPK. Окупаемость органических удобрений была выше в годы с недостаточным увлажнением, и в этом случае минеральные удобрения уступали органическим. В годы с нормальным увлажнением возрастает роль минеральных удобрений и особенно полного минерального удобрения. Величина окупаемости органического удобрения в эти годы значительно снижалась и была меньше нормативной.
Выводы
1. Длительное применение различных систем удобрения оказывает существенное влияние на плодородие чернозема выщелоченного. Использование органических удобрений улучшает гумусное состояние почвы, что проявляется в повышении содержания гумуса на 1,3–1,9% и его запасов – на 41–30 т/га в пахотном и подпахотном горизонтах соответственно.
2. Под влиянием минеральных удобрений, особенно в повышенных дозах, происходит обеднение пахотного слоя основаниями, что ведет к подкислению почвы: величина гидролитической кислотности возрастает на 0,2 мг-экв/100 г почвы, а рНсол. снижается на 0,1 ед. Органические удобрения оказывают мелиорирующее действие на почву, что проявляется в росте рНсол. на
0,1–0,5 ед. и S на 5,8–5,9 мг-экв/100 г почвы. Пищевой режим чернозема выщелоченного под влиянием изучаемых систем удобрения существенно улучшается: содержание нитратного азота возрастает на 12–42 мг/кг почвы, подвижного фосфора – на 41–459, обменного калия – на 21–55 мг/кг почвы. Положительную роль играет при этом органо-минеральная система удобрения. Использование органических удобрений улучшает агрофизические свойства чернозема выщелоченного: содержание агрономически ценных агрегатов возрастает на 2–7%, водопрочных – на 1,5–5%, плотность почвы снижается на 0,08–0,12 г/см, общая порозность возрастает на 4–9%, капиллярная – на 3–6%.
3. Систематическое применение удобрений является важнейшим фактором регулирования продуктивности овощных культур. Видовые и сортовые особенности овощей оказывают существенное влияние на эффективность различных систем удобрения. Наибольшей отзывчивостью на удобрения характеризуется капуста. Огурец и картофель занимают промежуточное положение. Значительно ниже полученные прибавки урожайности выявлены для моркови и томатов.
4. Использование парных сочетаний элементов питания в системе удобрения (РК, NР, NК) при возделывании огурца и моркови обеспечивает одинаковые прибавки урожайности. Включение азота в парные сочетания обеспечивает существенные прибавки урожайности капусты и картофеля по сравнению с фосфорно-калийным фоном. Применение полного минерального удобрения повышает урожайность капусты на 63%, картофеля – на 37, огурца – на 30, томата – на 22 и моркови на 18%. Использование полуторных доз NРК способствует достоверному росту урожайности капусты, но не обеспечивает дальнейший рост урожайности томата, картофеля, огурца и моркови по сравнению с меньшими дозами NРК.
5. Математический анализ зависимости урожайности овощных культур и картофеля от видов и доз, применяемых систем удобрения позволяет наглядно представить процессы формирования высокопродуктивных агроценозов. На основании этого анализа разработаны математические модели регулирования урожайности в зависимости от видов и доз применяемых удобрений. Регулирование этих факторов позволяет получить максимальную урожайность овощных культур и картофеля, обеспеченную соответствующими агроклиматическими ресурсами с учетом ресурсо- и энергосбережения.
6. На основе оценки агроклиматических ресурсов лесостепи Алтайского края определены параметры агроклиматических показателей, обеспечивающие формирование высокопродуктивных агроценозов овощных культур и картофеля. Разработанные математические модели взаимосвязи продуктивности овощных культур с погодными условиями можно использовать при подборе сортов, наиболее полно использующих агроклиматические ресурсы лесостепи юга Западной Сибири.
7. Содержание сухих веществ при использовании фосфорных и калийных удобрений у томата, капусты и огурца практически не изменяется, а у картофеля снижается на 1,3–2,2%. Применение полного минерального удобрения, особенно в повышенных дозах, приводит к снижению этого показателя на 0,4% у моркови, на 0,5–1,3% – у капусты, на 2,7–3,2% у картофеля и способствует росту на 0,5–0,6% у томата.
Содержание сахаров у картофеля, капусты и моркови снижается при использовании всех систем удобрения, а у огурца и томата намечена тенденция их роста, особенно при органической системе удобрения.
Накопление витамина С под влиянием минеральных удобрений снижается у томата, капусты и картофеля на 1,0–5,8 мг%, у моркови возрастает на 0,3–0,4 мг%, у огурца существенно не меняется.
Применение азота в парных комбинациях с фосфором и калием вызывало повышение содержания N-NO3 у всех культур. Наибольшая концентрация нитратов характерна для варианта с использованием полуторной дозы минеральных удобрений и составляет у картофеля 69–92 мг/кг, у моркови –
81–128, у капусты – 298–654, у огурца 211–318 мг/кг сырой массы.
8. Математические модели взаимосвязи биохимического состава овощей и картофеля целесообразно использовать при прогнозировании качества получаемой продукции, и в первую очередь наиболее ценных показателей (сахаров в томатах и капусте, крахмала в картофеле, каротина в моркови, витамина С, нитратов и сухих веществ во всех культурах).
9. Выявлено, что оптимизация гумусного состояния, пищевого режима, физико-химических, агрофизических и водно-физических свойств почвы оказывает положительное влияние на урожайность овощных культур и картофеля. Установлены оптимальные параметры плодородия чернозема выщелоченного среднесуглинистого для получения урожая, обеспеченного соответствующими агроклиматическими ресурсами.
10. У всех культур севооборота наименьшая окупаемость характерна для фосфорно-калийной системы удобрения, наибольшая – для азотно-калийной. Систематическое применение удобрений в овощном севообороте обеспечивает рентабельность при возделывании томата 135–656%, капусты – 77–162, моркови – 59–367, картофеля – 54–437 и огурца 56–426%. Наибольший условно чистый доход и рентабельность получены при одинарной дозе полной минеральной и азотно-калийной систем удобрения, наименьшие – при органо-минеральной системе.
11. Применение минеральных удобрений в парных сочетаниях и в одинарной дозе NPK энергетически эффективно. Энергетические затраты на внесение органических удобрений в овощном севообороте выше, чем энергия, накопленная в прибавке урожая. Однако благодаря воспроизводству плодородия почвы, выраженному в улучшении гумусного состояния и физико-химических свойств чернозема выщелоченного, их применение обеспечивает получение дополнительного эколого-экономического и эколого-энергетического эффекта.
12. Длительное применение минеральных и органических удобрений не приводило к накоплению тяжелых металлов в почве и товарной продукции овощных культур и картофеля. При всех системах удобрения и применяемых доз NPK их количество не превышало существующих ПДК (ОДК) ни по одному токсиканту.
Предложения производству
- При выращивании овощных культур с использованием минеральной системы удобрения в условиях черноземов выщелоченных юга Западной Сибири предлагаются скорректированные дозы азота, фосфора и калия, обеспечивающие получение максимальной товарной продуктивности: для томата – N50-65P140-160K60-70, капусты белокочанной – N90-110P100-120K90-110, моркови столовой – N30-40P25-35K40-60, картофеля – N30P30K60 и огурца –
N70-80P95-105K75-85. - Для повышения и прогнозирования эффективности удобрений при выращивании овощных культур рекомендуется использовать разработанные математические модели, что позволит существенно повысить окупаемость NPK в условиях постоянного роста стоимости минеральных удобрений.
- С целью более полного использования биоклиматического потенциала региона и в связи с изменяющимися погодными условиями целесообразно использовать установленные агроклиматические параметры при размещении овощных культур и выборе сортов соответствующих групп спелости.
Список опубликованных работ по теме Диссертации
- Сирота С.М. Выращивание овощных культур в открытом грунте на Алтае / Сост. Ю.К. Тулупов, Б.А. Алмазов, В.Г. Высочин, А.А. Тулупова, С.М. Сирота и др. // Рекомендации. Барнаул, 1984. 45 с.
- Сирота С.М., Рыбалко А.А. Западно-Сибирская овощная опытная станция: история создания, проблемы и тенденции развития / С.М. Сирота, А.А. Рыбалко // Сибирский вестник с/х науки. 1995. № 3–4. С. 22–23.
- Нестяк В.С. Агромостовой комплекс для овощеводства / В.С. Нестяк,
В.М. Савоськин, С.М. Сирота, Е.Г. Сирота // Техника в сельском хозяйстве. 1998. № 5. С. 33–34. - Сирота С.М. К концепции развития отрасли овощеводства и картофелеводства в Алтайском крае / С.М. Сирота // Повышение устойчивости АПК Алтайского края / Под ред. Н.В. Яшутина. Барнаул: Изд-во АГАУ, 2000. С. 7–8.
- Сирота С.М. Более полувека исследований по орошению овощных культур / С.М. Сирота // Мелиорация и водное хозяйство. 2001. № 4. С 40–41.
- Сирота С.М. К 80-летию Западно-Сибирской овощной опытной станции / С.М. Сирота // Картофель и овощи. -2001. -№5. –С. 9-10
- Сирота С.М. Овощи Сибири / С.М. Сирота // Картофель и овощи. 2001. № 1.
С. 23. - Сирота С.М. Влияние длительного систематического применения удобрений на урожайность и качество овощных культур / В.И. Гладких, М.А. Беляков,
С.М. Сирота // Агрохимия. 2001. №7. С.29–32. - Сирота С.М. Агротехника овощных культур / В.И. Гладких, С.М. Сирота: монография. Барнаул, 2002. 106 с.
- Сирота С.М., Беляков М.А. Режимы орошения овощных культур в лесостепной зоне Приобья Алтайского края / С.М. Сирота, М.А. Беляков // Мелиорация и водное хозяйство. 2002. № 4. С. 18–19.
- Сирота С.М. Сокращение материальных ресурсов и энергии при производстве овощей в Западной Сибири / С.М. Сирота, М.А. Беляков // Состояние и проблемы научного обеспечения овощеводства Сибири: Сб. науч. тр. ЗСООС. Барнаул, 2002. С. 177–185.
- Сирота С.М. Влияние длительного систематического применения удобрений на содержание в почве питательных элементов, урожайность овощных культур и картофеля / С.М. Сирота, В.И. Гладких, М.А. Беляков // Состояние и проблемы научного обеспечения овощеводства Сибири: Сб. науч. тр. Барнаул, 2002.
С. 125–131. - Сирота С.М. Обеспечить население страны овощной продукцией / С.М. Сирота, М.А. Беляков // Картофель и овощи. 2004. № 1. С. 4–5.
- Сирота С.М. Выращивание лука в однолетней культуре / С.М. Сирота,
С.В. Жаркова, М.А. Беляков // Картофель и овощи. 2004. № 3. С. 19. - Сирота С.М. Селекция и семеноводство овощных культур в связи с изменениями климата в Сибири / С.М. Сирота, С.В. Жаркова, Е.Г. Сирота,
Н.Т. Белоносова, И.В. Булох, В.Ю. Жуков // Картофель и овощи. 2004. №8.
С. 24–25. - Сирота С.М. Роль биологизации земледелия и селекции растений в снижении энерго- и ресурсозатрат в овощеводстве / С.М. Сирота, С.В. Жаркова,
М.А. Беляков, Е.Г. Сирота, Т.М. Столбова // Современное состояние и перспективы развития селекции и семеноводства овощных культур. Международный симпозиум (9–12 августа 2005 г.): Материалы докладов, сообщений. Т. 2. М., 2005. С. 110–114. - Сирота С.М. Питательный режим почвы и урожай томата и капусты при длительном применении удобрений / С.М. Сирота, М.А. Беляков // Картофель и овощи. 2006. № 1. С. 7–8.
- Пивоваров В.Ф. О состоянии семеноводства в России и странах СНГ /
В.Ф. Пивоваров, С.М. Сирота // Селекция и семеноводство. 2006. № 2. С. 24–26. - Сирота С.М. Агрохимические свойства почвы в связи с длительным применением удобрений в овощекартофельном севообороте / С.М. Сирота,
М.А. Беляков // Аграрная наука – сельскому хозяйству: Сб. ст. Междунар. науч.-практ. конф. Кн. 1. Барнаул: Изд-во АГАУ, 2006. С. 186–189. - Сирота С.М. Влияние минеральных и органических удобрений на урожай плодов томата в условиях выщелоченных черноземов Западной Сибири /
С.М. Сирота, М.А. Беляков // Тр. Краснодарского НИИОКХ. Краснодар, 2006.
С. 115–118. - Сирота С.М. Влияние системы удобрений на урожай и качество плодов огурца в условиях овощного севооборота / С.М. Сирота, М.А. Беляков // Тр. Краснодарского НИИОКХ. Краснодар, 2006. С. 119–123.
- Сирота С.М. Характер накопления массы урожая картофелем в зависимости от применения удобрений / С.М. Сирота, М.А. Беляков // Сб. науч. тр. Всероссийского НИИ овощеводства. Т. 2. М., 2006. С. 512–515.
- Сирота С.М. Влияние минеральных и органических удобрений на урожай клубней картофеля на выщелоченных черноземах в условиях Западной Сибири / С.М. Сирота, М.А. Беляков // Сб. науч. тр. Всероссийского НИИ овощеводства. Т. 2. М., 2006. С. 506–511.
- Сирота С.М. Влияние длительного систематического применения удобрений на урожайность и качество овощных культур на выщелоченных черноземах Западной Сибири / В.А. Борисов, С.М. Сирота, М.А. Беляков // Агрохимия. 2006. № 3. С. 22–27.
- Сирота С.М. Влияние погодных условий на эффективность минеральных и органических удобрений в овощном севообороте в условиях Западной Сибири / С.М. Сирота, В.А. Борисов, М.А. Беляков // Известия ТСХА. М., 2007. № 2.
С. 147–151. - Сирота С.М. Регулирование качества клубней картофеля в зависимости от его назначения / С.М. Сирота // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. Барнаул, 2007. № 12 (38). С. 13–16.
- Сирота С.М. Оптимизация минерального питания культуры томата на черноземе выщелоченном Западной Сибири / С.М. Сирота // В кн. «Елена Михайловна Попова. Ученый, селекционер. Основоположник научной отечественной селекции по капустным культурам», сб. научных трудов ВНИИССОК. -М., 2007. -С.246-250.
- Сирота С.М. Энергетическая оценка применения удобрений на капусте белокочанной / С.М. Сирота // Елена Михайловна Попова. Ученый, селекционер. Основоположник научной отечественной селекции по капустным культурам: Сб. науч. тр. ВНИИССОК. М., 2007. С. 192–194.
- Сирота С.М. Зависимость урожайности капусты белокочанной от погодных факторов в условиях Алтайского края / С.М. Сирота // Елена Михайловна Попова. Ученый, селекционер. Основоположник научной отечественной селекции по капустным культурам: Сб. науч. тр. ВНИИССОК. М., 2007.
С. 195–200. - Пивоваров В.Ф., Сирота С.М., Калинин А.Н. Используйте микроудобрения при семеноводстве столовой свеклы / В.Ф. Пивоваров, С.М. Сирота, А.Н. Калинин // Картофель и овощи. 2007. № 2. С. 24–25.
- Сирота С.М. Зависимость качества корнеплодов моркови столовой от применения различных систем удобрения / С.М. Сирота // Экология и безопасность жизнедеятельности: Сб. ст. VІІ Междунар. науч.-практ. конф. Пенза, 2007. С. 177–179.
- Сирота С.М. Оценка энергетической эффективности применения удобрений на картофеле / С.М. Сирота // Энергосберегающие технологии в АПК: Сб. ст.
II Всерос. науч.-практ. конф. Пенза, 2007. С. 62–65. - Сирота С.М. Плодородие чернозема и загрязнение его токсинами при применении удобрений / С.М. Сирота // Плодородие. 2007. № 4 (37). С. 34–36.
- Сирота С.М. Гумусное состояние чернозема выщелоченного при длительном применении удобрений / С.М. Сирота, С.М. Надежкин // Плодородие. 2007. №6 (39). – С. 2–4.
- Сирота С.М. Оптимизация минерального питания томата на выщелоченном черноземе Западной Сибири / С.М. Сирота // Картофель и овощи. 2008. №1.
С. 15–16. - Сирота С.М. Специфическая адаптивная способность и стабильность сортов томата на применение удобрений / Е.Г. Добруцкая, С.М. Сирота // Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур: Сб. науч. тр. ХІІ Всерос. науч.-практ. конф. Пенза, 2008. С. 144–146.
- Сирота С.М. Оптимизация минерального питания огурца на черноземе выщелоченном Алтайского края / С.М. Сирота // Интеграция аграрной науки и производства: Состояние, проблемы и пути решения: Мат. 18-й Междунар. специализированной выставки «Агрокомплекс 2008». Уфа: БашГАУ, 2008.
С. 162–165. - Сирота С.М. Оптимизация минерального питания картофеля с использованием математических моделей в условиях Алтайского края / С.М. Сирота // Аграрная наука – сельскому хозяйству: Сб. ст. В 3 кн. / ІІІ Междунар. науч.-практ. конф. Барнаул: Изд-во Алтайского ГАУ, 2008. Кн. 1. С. 480–484.
- Сирота С.М. Оптимизация питания моркови на выщелоченном черноземе /
С.М. Сирота // Картофель и овощи. 2008. № 4. С. 9–10. - Сирота С.М. К вопросу рационального применения удобрений в овощеводстве на примере моркови / С.М.Сирота, С.М. Надежкин // Мат. Всерос. совещ. географической сети опытов с удобрениями «Экологические функции агрохимии в современном земледелии» (27–28 февраля 2008 г.). М.: ВНИИА, 2008.
С. 182–185. - Сирота С.М. Продуктивность картофеля при разных уровнях минерального питания / С.М. Сирота, С.М. Надежкин // Сб. мат. науч. конф. «Повышение устойчивости производства сельскохозяйственных культур в современных условиях». Орел: Изд-во ПР «Картуш», 2008. С. 570–575.
- Сирота С.М. Повышение окупаемости удобрений при выращивании моркови столовой на выщелоченных черноземах / С.М. Сирота, С.М. Надежкин // Сб. науч. тр. РУП «Институт овощеводства НАН Беларуси». Минск, 2008. С. 45–47.
- Сирота С.М. Экологические аспекты длительного применения удобрений в овощном севообороте / С.М. Сирота, С.М. Надежкин // Сб. науч. тр. Междунар. науч.-практ. конф. «Актуальные направления развития научных исследований по картофелеводству и овощеводству» КазНИИКОХ. Кайнар, 2008. С. 84–86.
- Надежкин С.М. Фосфатный режим чернозема выщелоченного / С.М. Надежкин, С.М. Сирота // Агрохимия и экология: история и современность / Мат. Междунар. науч.-практ. конф. Т. 2. Нижегородская ГСХА. Нижний Новгород, 2008. С. 34–37.
- Сирота С.М. Изменение физико-химических свойств чернозема при длительном применении удобрений / С.М. Сирота, С.М. Надежкин // Агрохимия и экология: история и современность / Мат. Междунар. науч.-практ. конф. Т. 3. Нижегородская ГСХА. Нижний Новгород, 2008. С. 103–106.
- Сирота С.М. Агрохимические аспекты регулирования качества овощной продукции / С.М. Сирота, С.М. Надежкин // Мат. Междунар. науч.-практ. конф. «Современные тенденции в селекции и семеноводстве овощных культур. Традиции и перспективы». Т. 2. М.: ВНИИССОК, 2008. С. 88–91.
- Надежкин С.М. / Эффективность различных систем удобрения на капусте белокочанной / С.М. Надежкин, С.М. Сирота // Мат. Междунар. науч.-практ. конф. «Современные тенденции в селекции и семеноводстве овощных культур. Традиции и перспективы». Т. 2. М.: ВНИИССОК, 2008. С. 65–68.
