Vestnik of Kazan State Agrarian UniversityVestnik of Kazan State Agrarian UniversityВестник Казанского государственного аграрного университета2073-04622479810.12737/article_5c3de37942eec7.13158665Сельскохозяйственные наукиСельскохозяйственные наукиAGRO-ECOLOGICAL EVALUATION OF DIFFERENT FERTILIZATION SYSTEMS IN THE CONDITIONS OF THE REPUBLIC OF TATARSTAN.Агроэкологическая оценка различных систем удобрения в условиях Республики ТатарстанЗаниловАмиран ХабидовичZanilovAmiran Habidovichagro-center@inbox.ru
кандидат сельскохозяйственных наук;
candidate of agricultural sciences;
АдаевАхмед НурбековичAdaevAhmed Nurbekovichahmed922an@mail.ruМууевАмир АлимовичMuuevAmir Alimovichmuuev0990@mail.ruФедеральный центр сельскохозяйственного консультирования и переподготовки кадров АПКГлинковоРоссияFederal Center for Agricultural Consulting and Retraining of AICGlinkovoRussian FederationЧеченский Научно исследовательский институт сельского хозяйстваГикалоРоссияChechen Scientific Research Institute of AgricultureGikaloRussian FederationЧеченский Научно исследовательский институт сельского хозяйстваГикалоРоссияChechen Scientific Research Institute of AgricultureGikaloRussian Federation1342934https://zh-szf.ru/en/nauka/article/24798/view
Производители сельскохозяйственной растениеводческой продукции все чаще отмечают снижение отзывчивости культурных растений на внесенные в почву минеральные удобрения. Объяснением данному явлению может служить смещение лимитирующих факторов, определяющих урожайность от минеральных компонентов в почве к веществам органического и биологического происхождения. В представленной работе приведены сравнительные данные влияния минеральной и органической систем удобрения на основные биологические показатели почвы – азот трансформирующие группы микроорганизмов, общее микробное число (ОМЧ), дыхание почвы. Оценивается изменение содержания общего и минерального азота в почве. Новизной исследования является то, что органические удобрения применяются в объемах, сопоставимых с дозами минеральных удобрений в физическом весе – по 200 кг/га. Внесение осуществляется локально одновременно с посевом. В результате проведенного анализа выявлено, что в почве с органическими удобрениями под всеми культурами (кукуруза, подсолнечник, соя, сахарная свекла) численно преобладают аммонификаторы (на 20,0-45%), нитрификаторы (на 30,0-46,7%), общее микробное число выше на 24,6-48,3%. Интенсивность эмиссии углекислого газа (дыхание почвы) также выше на 19,0-45,6%. Интенсивность биогеохимических процессов в почве и связанные с ними превращения минеральных элементов питания, соответственно и обеспечение ими растений, тесно коррелирует с количеством агрономически ценных групп микроорганизмов. Коэффициент корреляции между числом амонификаторов и нитрификаторов с общим содержанием азота в почве под всеми исследуемыми культурами на органической системе удобрения составляет r =0,93.
Producers of agricultural plant products are increasingly reporting a decrease in the responsiveness of cultivated plants to the mineral fertilizers applied to the soil. The explanation of this phenomenon can be the shift of limiting factors that determine the yield from the mineral components in the soil to substances of organic and biological origin. In the present work, comparative data are presented on the influence of mineral and organic fertilizer systems on the main biological indicators of the soil - nitrogen transforming groups of microorganisms, total microbial number (TMM), soil respiration. The change in total and mineral nitrogen in the soil is assessed. The novelty of the study is that organic fertilizers are used in amounts comparable to the doses of mineral fertilizers in physical weight - 200 kg per hectare. The application is carried out locally simultaneously with the seeding. As a result of the analysis, it was found that in soil with organic fertilizers under all crops (corn, sunflower, soybeans, sugar beets), ammonificators (20.0-45%) numerically dominate, nitrifiers (30.0-46.7% ), the total microbial number is higher by 24.6-48.3%. The intensity of carbon dioxide emissions (soil respiration) is also higher by 19.0-45.6%. The intensity of biogeochemical processes in the soil and the associated transformations of mineral nutrients, respectively, and the provision of plants with them closely correlates with the number of agronomically valuable groups of microorganisms. The correlation coefficient between the number of ammonifiers and nitrifiers with the total nitrogen content in the soil under all the studied crops on an organic fertilizer system is r = 0.93.
Необходимость включения органического вещества в систему питания растений в агрономическом научном сообществе никогда не оспаривалась. Тем не менее, в силу недостаточного уровня технической оснащенности и низкой окупаемости мероприятий по подготовке органических удобрений, их транспортировке, внесению и заделке в почву, на деле редкий сельхозпроизводитель практикует данную систему удобрения. Исключением являются предприятия, ведущие комплексно растениеводство и животноводство. Актуальной проблемой является подведение использования органических удобрений к уровню эколого-экономической целесообразности. В качестве примера приведем случаи, когда увеличение количества используемых удобрений не ведет к относительно пропорциональному повышению ни урожая, ни к улучшению качественных почвенных характеристик. Так, на серых лесных почвах Владимирской области средняя концентрация минерального азота существенно не менялась под действием двойных доз органических удобрений (28 т/га). Среднее содержание аммонийного азота составляло 62,7 кг/га, в то время как внесение 14 т/га обеспечивало концентрацию в 61,8 кг/га. Концентрация нитратного азота так же оставалась в относительно равных значениях при двукратной удобренности почвы – 60,2 и 63,0 соответственно [1].Исследования сотрудников отдела земледелия Донской опытной станции масличных культур им. Л.А.Жданова ВНИИМК свидетельствуют о важности экономически обоснованного использования органических удобрений. Изучая влияние биогумуса на урожайность подсолнечника, сотрудники выявили, что внесение удобрения под вспашку в норме 4 т/га дало прибавку урожая - 1,6 ц/га. Использование того же биогумуса для инкрустирования семян в норме 6 г/кг продемонстрировала равнозначный объем прибавки урожая – 1,5 ц/га [2].При разработке системы удобрения на основе органических удобрений следует учесть характеристики исходного сырья, роль его качественной подготовки, придание технологичности с целью локального внесения и возможность модификации в соответствии с почвенными характеристиками. Общепризнанным и наиболее эффективным сырьем считается птичий помет. Концентрация минеральных веществ в нем выше, чем в навозе КРС: азота - в 3,6 раз, фосфора – в 2,3 раза, калия – в 1,7 раз, кальция – в 6,0 раз, магния – в 6,7 раз. Содержание сырого протеина достигает 35,6%. Малофеев В.И. в учебном пособии «Технология термической переработки помета», отмечает, что действие сухого гранулированного птичьего помета равноценно действию комплексного минерального удобрения [3]. Эффективность гранулированных органических удобрений, внесенных одновременно с посевом в рядки в 2016 году в условиях Кабардино-Балкарской Республики (Терский район), продемонстрировали прибавки урожая в среднем: кукурузы – на 21,5%, сои – на 45,3%, ярового ячменя – на 37,7% [4]. Изучение механизмов трансформации минеральных веществ в почве под действием удобрений, оценка их влияния на микробиологические параметры – необходимое условие для прогнозирования эффективности внедряемых систем удобрения. В соответствии с данным положением нами проведена работа по оценке влияния различных систем удобрения на указанные почвенные характеристики.Условия, материалы и методы исследования. Агроэкологическая оценка исследуемых систем удобрения, которая основывается на учете известных параметров плодородия, проводилась на опытном поле Центральной экспериментальной базы Татарского научно-исследовательского института сельского хозяйства. Опыт проводился в рамках Международных дней поля Поволжья в 2016 г. в Республике Татарстан.
Эколого-агрохимическая оценка органических удобрений на серых лесных почвах Верхневолжья // дисс. канд.с-х.н. - 06.01.04 / Семин Игорь Валерьевич. - Владимир, 2016гEkologo-agrokhimicheskaya otsenka organicheskikh udobreniy na serykh lesnykh pochvakh Verkhnevolzhya // diss. kand.s-kh.n. (Ecological and agrochemical assessment of organic fertilizers on gray forest soils of the Upper Volga // Dissertation for a dedgree of Ph.D. of Agricultural sciences). - 06.01.04 / Semin Igor Valerevich. Vladimir, 2016.Белевцев Д.Н., Макарова В.Ф., Тимошенко Н.Я. Эффективность применения биогумуса при возделывании подсолнечника // Научно-технический бюллетень ВНИИМК. - 2003. - Вып. 1 (128). - С.43-51.Belevtsev D.N., Makarova V.F., Timoshenko N.YA. The effectiveness of biohumus in the cultivation of sunflower. [Effektivnost primeneniya biogumusa pri vozdelyvanii podsolnechnika]. // Nauchno-tekhnicheskiy byulleten VNIIMK. - Scientific and technical herald of VNIIMK. - 2003. - Issue 1 (128). - P. 43-51.Малофеев В.И. Технология термической переработки помета. - М.: Колос, 1981. - 117 с.Malofeev V.I. Tekhnologiya termicheskoy pererabotki pometa. [Thermal processing technology litter]. - M.: Kolos, 1981. - P. 117.Занилов А.Х., Шилова Е.П. Инновационные приемы повышения эффективности минерального питания растений: метод.рек. - М.: «ФГБНУ «Росинформагротех», 2017. - 132 с.Zanilov A.Kh., Shilova EP. Innovatsionnye priemy povysheniya effektivnosti mineralnogo pitaniya rasteniy: metod.rek. [Innovative techniques for improving the efficiency of mineral nutrition of plants: methodical recommendations]. .- M.: “FGBNU “Rosinformagrotekh”, 2017. - P. 132.Шарипова Г.Ф. Влияние минеральных удобрений на продуктивность и средообразующие свойства новых сортов люцерны посевной на серых лесных почвах Республики Татарстан: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук, Казань: ФГБНУ ТатНИИСХ, -2016. - 53 с.Sharipova G.F. Vliyanie mineralnykh udobreniy na produktivnost i sredoobrazuyuschie svoystva novykh sortov lyutserny posevnoy na serykh lesnykh pochvakh respubliki Tatarstan: Avtoreferat dissertatsii na soiskanie uchenoy stepeni kandidata selskokhozyaystvennykh nauk. (Influence of mineral fertilizers on productivity and environment-forming properties of new varieties of alfalfa sowing campaign on gray forest soils of the Republic of Tatarstan: Abstract of dissertation for the degree of Ph.D. of Agricultural Sciences). Kazan: FGBNU TatNIISKH, -2016. - P. 53.G.S. Kang, V. Beri, B.S Sidhu, O.P. Rupela, 2005. A new index to assess soil quality and sustainability of wheat-based cropping systems. Biology and Fertility of soil. V.41 (6), pp.389-398.G.S. Kang, V. Beri, B.S Sidhu, O.P. Rupela, 2005. A new index to assess soil quality and sustainability of wheat-based cropping systems. Biology and Fertility of soil. V.41 (6), pp.389-398.Миненко А.К. Изменение биологической активности дерново-подзолистых почв при их окультуривании // АгроэкоИнформ. - 2009. - №2. - С.11-17.Minenko A.K. Changes in the biological activity of sod-podzolic soils during their cultivation. [Izmenenie biologicheskoy aktivnosti dernovo-podzolistykh pochv pri ikh okulturivanii]. // AgroekoInform. - AgroecoInform - 2009. - №2. P. 11-17.Michael Schloter, Paolo Nannipieri, Soren Sorensen, Jan Dirk van Elsas. Microbial indicators for soil quality. Bio Fertil Soils (2018) 54: 1-10.Michael Schloter, Paolo Nannipieri, Soren Sorensen, Jan Dirk van Elsas. Microbial indicators for soil quality. Bio Fertil Soils (2018) 54: 1-10.Курганова И.А. Эмиссия и баланс диоксида углерода в наземных экосистемах России: автореф. д. б. н. - М., 2010. - 50 с.Kurganova I.A. Emissiya i balans dioksida ugleroda v nazemnykh ekosistemakh Rossii: avtoref. d. b. n. (Emission and balance of carbon dioxide in the terrestrial ecosystems of Russia: author’s abstract for a degree of Doctor of Biology). - M., 2010. - P. 50.Благодатский С.А., Ларионова А.А., Евдокимов И.В. Вклад дыхания корней в эмиссию СО2 из почвы // Дыхание почвы. НЦБИ РАН Пущино, 1993. - С. 26-32/Blagodatskiy S.A., Larionova A.A., Evdokimov I.V. Contribution of root respiration to CO2 emission from soil. // Dykhanie pochvy. [Vklad dykhaniya korney v emissiyu CO2 iz pochvy. // Breath of soil]. NTSBI RAN Pushchino. 1993. - P. 26-32/Микробиология: учебник для вузов / В.Т. Емцев, Е.Н. - М.: Дрофа, 2005. - 445с.Mikrobiologiya: uchebnik dlya vuzov. [Microbiology: a textbook for universities]. / V.T. Emtsev E.N. - M.: Drofa, 2005. - P. 445.Д.Г. Звягинцев, И.П. Бабьева, Г.М.Зенова. Биология почв: Учебник. - 3-е изд., испр. и доп. - М.: Изд-во МГУ, 2005. - 445 с.D.G. Zvyagintsev, I.P. Babeva, G.M.Zenova. Biologiya pochv: Uchebnik. [Soil biology: textbook]. - M.: Izd-vo MGU, 2005. - P. 445.Ведрова Э.Ф. Разложение органического вещества лесных подстилок // Почвоведение. - 1997. - №2. - С. 216-223.Vedrova E.F. Decomposition of the organic matter of forest litter. [Razlozhenie organicheskogo veschestva lesnykh podstilok]. // Pochvovedenie.- Soil science. - 1997. - №2. - P. 216-223.Daniel De Rosa, David W.Rowlings, Joannes Biala, Clemens Scheer, Bruno Basso, James McGree, Peter R. Grace. Effect of organic and mineral N fertilizers on N2O emission from an intensive vegetable rotation. Bioligy and Fertility of Soils. 2016, V.52(6), pp 895-908.Daniel De Rosa, David W.Rowlings, Joannes Biala, Clemens Scheer, Bruno Basso, James McGree, Peter R. Grace. Effect of organic and mineral N fertilizers on N2O emission from an intensive vegetable rotation. Bioligy and Fertility of Soils. 2016, V.52(6), pp 895-908.А.В. Петербургкский. Дмитрий Николаевич Прянишников. Очерк жизни и деятельности. - М., 1960. 124 с.A.V. Peterburgkskiy. Dmitriy Nikolaevich Pryanishnikov. Ocherk zhizni i deyatelnosti. [Dmitry Nikolaevich Pryanishnikov. Essay on life and activity]. Moskva - 1960. P. 124.