Russian Federation
Russian Federation
The article presents the results of an agroecological assessment of the use of mineral fertilizers on sugar beet crops in the Buinsky municipal district over the past eight years (2015-2022). The scientific novelty lies in considering the issue of statistical processing of actual data on sugar beet yields and the level of application of mineral fertilizers for this crop in relation to a specific municipal district, which certainly has practical significance when making management decisions, determining the structure of the specific composition of mineral fertilizers. As a result of the study, the dependence of sugar beet yield on the amount of the main types of mineral fertilizers applied for the period from 2015 to 2022 was analyzed. Correlation analysis of sugar beet yield and the amount of various types of mineral fertilizers applied to this crop revealed the dependence of yield on the amount of potash fertilizers applied.Next, the formula for regression analysis of the dependence of sugar beet yield on the amount of potassium-containing mineral fertilizers was determined. Regression and correlation analyses of sugar beet cultivation have shown that the level of natural fertility of arable soils in the Buinsky district provides only 20 t/ha of root crops. The application of mineral fertilizers ensures the production of 35,5 t /ha of sugar beet. The increase in yield at the same time will be 15,5 t/ ha. The closest relationship between the increase in yield and nutrition elements was observed in potassium-containing fertilizers (coefficient 0.45). A slight tightness of dependence on the Cheddock scale was noted between an increase in yield and the level of application of nitrogen and phosphorus fertilizers (0.08 and 0.11). This causes the fact that the soils under sugar beet are highly fertile and well provided with these nutrients.
mineral fertilizers, yield, correlation analysis, nitrogen, phosphorus, potassium, Cheddock scale
Введение. Сахарная свёкла — важнейшая техническая культура, дающая сырьё для пищевой промышленности, востребованность которой резко выросла в последнее время [2]. Буинский муниципальный район традиционно является одним из самых главных свеклосеющих районов Татарстана, в последние годы под эту культуру ежегодно отводятся около 8 тыс. га пахотных земель района, что составляет порядка 10% пашни [1]. Одним из основных факторов определяющих сбор корнеплодов сахарной свеклы за счет увеличения ее урожайности в агроценозах на сегодняшний день является уровень применения минеральных удобрений и состояние почвенного плодородия [6]. Следует отметить, что в последние десятилетия прослеживается тенденция сокращения применения минеральных удобрений из-за дороговизны последних [4, 7]. По этой причине очень важно грамотное и эффективное использование минеральных удобрений на основе анализа общения практических результатов, полученных в растениеводстве сельскохозяйственных товаропроизводителей [8, 9, 10]. Такой анализ позволит выработать правильную стратегию планирования при принятии управленческих решений грамотного использования агрохимикатов применительно муниципального района [14, 19, 20].
Условия, материалы и методы. Объектом наших исследований были; статистические данные по количеству внесённых минеральных удобрений под сахарною свеклу в течении последних восьми лет (2015-2022 гг.) и урожайность данной культуры за соответствующий период в Буинском муниципальном районе. Статистические данные были взяты из открытых источников сайта Министерства сельского хозяйства и продовольствия Республики Татарстан. Статистическая обработка фактических данных проводилась методом корреляционногои регрессионного анализа по приложению пакет анализа Microsoft Office Excel 2016.
Результаты и обсуждения. Сахарная свекла как известно, культура очень требовательная к уровню плодородия почв. По данным агрохимических обследований ФГБУ «ЦАС «Татарский» на 1 января 2023 года в пахотных почвах Буинского муниципального района средневзвешенное содержание гумуса было 6,1%, фосфора - 130 мг/кг, калия - 140,9 мг/кг. В таблице 1 приводятся расчеты по определению возможных урожаев за счет почвенного плодородия. При расчетах были взяты максимальные коэффициенты использования из почвы: азот - 0,7 фосфор - 0,1, калий - 0,25. Расчеты проводились в соответствии с методическими указаниями кафедры агрохимии и почвоведения Казанского ГАУ [2].
Таблица 1 - Потенциал пашни Буинского муниципального района по сахарной свекле
|
Элементы питания |
Доступны в почве, кг |
Хозяйственный вынос на 1 т продукции, кг |
Возможный урожай за счет почвенного плодородия, т/га |
|
Азот |
105 |
5,9 |
17,8 |
|
Фосфор |
42 |
1,8 |
23,7 |
|
Калий |
173 |
7,5 |
23,1 |
Уровень естественного плодородия пахотных почв района по средневзвешенным агрохимическим показателям достаточно только для получения урожайности сахарной свеклы на уровне 17,8 т/га. Представленные в таблице 2 данные свидетельствую о высоких урожаях сахарной свеклы достигнутых в Буинском муниципальном районе за последние восемь лет. В отдельные годы урожайность сахарной свеклы по району превысила 40,0 т/га (табл. 2). В среднем за восемь последних лет урожайность сахарной свеклы составила 33,5 т/га, что значительно превысила естественный потенциал пахотных почв района.
Таблица 2 - Урожайность и площади посевов сахарной свеклы по Буинскому муниципальному району за 2015-2022 гг.
|
Годы |
Урожайность т/га |
Площади посевов га |
Валовый сбор т |
|
2015 |
35,2 |
7888 |
277657,6 |
|
2016 |
38,6 |
9087 |
350758,2 |
|
2017 |
37,4 |
9055 |
338657,0 |
|
2018 |
24,2 |
6192 |
149846,4 |
|
2019 |
40,4 |
8918 |
360287,2 |
|
2020 |
41,7 |
7011 |
292358,7 |
|
2021 |
31,4 |
7622 |
239330,8 |
|
2022 |
35,4 |
7958 |
281713,2 |
|
В среднем |
35,5 |
7966 |
286326,1 |
Многочисленными исследованиями установлено, что получение высоких и стабильных урожаев сахарной свеклы практически невозможно без применения агрохимикатов. Главная роль здесь отводится применению минеральных удобрений [15].
Таблица 3 - Применение минеральных удобрений на сахарной свекле по
Буинскому муниципальному району за 2015 - 2022 гг.
|
Годы
|
Внесено минеральных удобрений кг/га д.в. |
|||
|
Азотных |
Фосфорных |
Калийных |
Всего |
|
|
2015 |
84 |
43 |
43 |
170 |
|
2016 |
64 |
23 |
82 |
169 |
|
2017 |
175 |
116 |
119 |
410 |
|
2018 |
76 |
50 |
81 |
207 |
|
2019 |
74 |
53 |
102 |
229 |
|
2020 |
86 |
66 |
121 |
273 |
|
2021 |
94,8 |
56,6 |
104,5 |
255,9 |
|
2022 |
66,3 |
82,7 |
76,2 |
225,2 |
|
В среднем |
90,0 |
61,3 |
91,1 |
242,4 |
В таблице 3 приводятся данные по количеству внесенных минеральных удобрений на посевах сахарной свеклы за последние восемь лет по Буинскому муниципальному району. В среднем за восемь последних лет под сахарную свеклу было внесено 90 кг азота, 61,3 кг фосфора и 91,1 кг калия в целом насыщенность пашни минеральными удобрениями на посевах сахарной свеклы составила за последние восемь лет 242,4 кг д.в./га. Максимальное количество минеральных удобрений было применено в 2017 году, когда на каждый гектар посевов сахарной свеклы приходилось 410 кг д.в. питательных элементов, что более двух раз превышало уровень применения в 2015 и 2016 годов, когда на каждый гектар приходилось 170 и 169 кг д.в. Бесспорно, что применение минеральных удобрений является мощным фактором получения высоких и стабильных урожаев сахарной свеклы [15].
Для установления степени влияния внесения минеральных удобрений на урожайность сахарной свеклы был проведен корреляционный анализ. Полученные значения коэффициентов корреляции приведены в таблице 4.
Таблица 4 - Данные корреляционного анализа между количеством внесенных минеральных удобрений и урожайностью сахарной свеклы по Буинскому муниципальному району за2015-2022 гг.
|
|
Азот |
Фосфор |
Калий |
Всего |
Урожайность |
|
Азот |
1 |
|
|
|
|
|
Фосфор |
0,78 |
1 |
|
|
|
|
Калий |
0,48 |
0,49 |
1 |
|
|
|
Всего |
0,91 |
0,89 |
0,74 |
1 |
|
|
Урожайность |
0,08 |
0,11 |
0,45 |
0,19 |
1 |
Как видим из таблицы 4 урожайность сахарной свеклы в Буинском районе последние шесть лет мало зависела от количества внесенных азотных и фосфорных минеральных удобрений. Величина коэффициента корреляции между количеством внесенного минеральными удобрениями азота, фосфора и урожайностью сахарной свеклы составила 0,08 и 0,11 соответственно, что соответствует слабой тесноте зависимости по шкале Чеддока. Причиной слабой зависимости урожайности сахарной свеклы от применения азотных и фосфорных удобрений могло быть их сравнительно высокое содержание в почве. Под посевы сахарной свеклы в районе отводятся самые плодородные пойменные почвы на водоразделах рек Свияга и Кильна, которые преимущественно представлены степными и лесостепными черноземами [11, 12]. Однако была установлена средняя степень зависимости урожайности сахарной свеклы от количества внесенных калийных минеральных удобрений, где величина коэффициента корреляции составила 0,45 умеренная по шкале Чеддока. Данный факт, по всей вероятности, объясняется большей востребованностью элемента калия. Как известно, что из основных элементов питания сахарная свекла больше всего потребляет элемента калия [16]. Такпо данным ряда, авторов хозяйственный вынос у сахарной свеклы по калию превышает вынос азота 1,27 раз фосфора 4,1 раза [17, 18]. Для определения характера зависимости урожайности от количества внесенных калийсодержащих минеральных удобрений был проведен регрессионный анализ, который определил формулу зависимости урожайности сахарной свеклы в Буинском муниципальном районе за 2016-2022 годы, отколичества питательного элемента калия, внесенного с минеральными удобрениями за тот же временной интервал. Данная формула линейной регрессии зависимости урожайности сахарной свеклы от количества внесенных калийсодержащих минеральных удобренийимеет следующий вид;
У = 284,2 + 0,75 × Х
где У – урожайность сахарной свеклы;
Х – количество внесенных калийсодержащих удобрений в пересчете на действующие вещество оксида калия;
284,2 и 0,75 – коэффициенты регресии полученые при проведении статистической обработке фактических данных.
О точности предсказании и степени различий между предсказанными данными по указанной формуле и фактическими данными можно судить по графику подбора и графику остатков, представленных на рисунке 1.
Рисунок 1. Зависимость урожайности сахарной свеклы от количества внесенных калийных удобрений
Выводы. 1. Сложившийся за последние годы уровень естественного плодородия пахотных почв Буинского муниципального района по средневзвешенным агрохимическим показателям (гумуса, подвижного фосфора и обменного калия) достаточно только для получения урожайности сахарной свеклы на уровне около 17,8 т/га.
2. Уровень урожайности сахарной свеклы за последние восемь лет (2015-2022 гг.) составил 35,5 т/га. Одним из факторов достигнутого уровня урожайности сахарной свеклы является применение минеральных удобрений.
3. Статистическая обработка фактических данных внесенных минеральных удобрений и урожайности сахарной свеклыпоследние восемь лет в условиях Буинского муниципального района Республики Татарстан, указывает на зависимость урожайности сахарной свеклы в первую очередь от количества внесенных калийсодержащих минеральных удобрений.
1. Svyatova O. V., Poltarykhina G. B. Sugar market development: problems, reserves and priorities // Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy. 2016. No. 1. pp. 21-24.
2. Gilyazov M. Yu. The role of fertilizers in increasing the sustainability of crop production // Global challenges for food security: risks and opportunities. Scientific papers of the international scientific and practical conference. Kazan: Kazansky GAU. 2021. pp. 133-140.
3. Shafran S. A., Ilyushenko I. V., Kozeicheva E. S. The influence of agrochemical properties of soils on the payback of mineral fertilizers by increasing the yield of sugar beet // Fertility. 2018. No. 2 (101). pp. 1-4.
4. Dynamics of soil fertility of the Republic of Tatarstan / P. A. Chekmarev, A. A. Lukmanov, S. S. Nuriev, R. S. Gayrov // Achievements of science and technology of the agro-industrial complex. 2014. No. 4. pp. 6-9.
5. Ahiyarov B. G., Ahiyarova L. M., Valitov A. V. The influence of potash fertilizers on the productivity of table beets // Trends in the development of modern science and education: traditions, experience, innovations. Collection of scientific articles based on the materials of the All-Russian Scientific and Practical Conference (with international participation). 2018. pp. 10-13.
6. Optimal methods of sowing forage mixtures on calculated backgrounds of mineral nutrition in soil and climatic conditions of the forest steppe / R. I. Safin, M. F. Amirov, S. R. Suleymanov, M. Yu. Gilyazov // Bulletin of the Kazan State Agrarian University No.4 (51). 2019. pp.72-76.
7. Minikaev R. V., Serzhanov I. M., Fatykhov D. A. Optimization of the tillage system in the conditions of agro-climatic risks of the Northern part of the Volga forest-steppe // Scientific, educational and applied aspects of the production and processing of agricultural products: A collection of materials of the International Scientific and Practical Conference dedicated to the 90th anniversary of the birth of Honored Scientist of the Russian Federation, Chuvash ASSR, Honorary Worker of Higher Professional Education of the Russian Federation, Doctor of Agricultural Sciences, Professor Alexander Ivanovich Kuznetsov (1930-2015). In 2-Khanty-Mansiysk, Cheboksary, November 16, 2020. Volume Part 1. Cheboksary: Chuvash State Agrarian University. 2020. pp. 220-230.
8. Mikhailova M. Yu., Minikaev R. V. Dynamics of macronutrients in gray forest soil under corn crops on green mass in the conditions of the Volga region of the Republic of Tatarstan when applying increased doses of mineral fertilizers // Fertility. 2020. No. 3 (114). pp. 12-14.
9. Kolesar V. A. Efficiency of the technology of using organomineral fertilizers to improve the yield and phytosanitary condition of soybean crops in the Republic of Tatarstan // Biological protection of plants using genomic technologies: A collection of scientific papers based on the materials of the I All -Russian Scientific and practical Conference. Kazan. October 26-27, 2022. Kazan. Kazan State Agrarian University. 2022. pp. 185-193.
10. Akhrarova A. S., Gaffarova L. G. Comparison of the effectiveness of various methods of introducing trace elements and their impact on the yield and quality of spring wheat // Global challenges for food security: risks and opportunities: Scientific proceedings of the International scientific and practical conference Kazan. 01-03 July 2021. Kazan: Kazan State Agrarian University. 2021. pp. 52-59.
11. Lukmanov A.A. The state of soil fertility of the Republic of Tatarstan and the problems of increasing their fertility. Kazan. 2020. 160 p.
12. Ryzhikh L. Yu., Lipatnikov A. I. Reproduction of soil fertility and food security in modern conditions: Proceedings of the international scientific and practical conference dedicated to the 100th anniversary of the Department of Agrochemistry and Soil Science of Kazan State Agrarian University. Kazan. March 17, 2021. Kazan: Kazan State Agrarian University. 2021. pp. 41-44.
13. Minikaev R. V., Faskhutdinov F. Sh., Mikhailova M. Yu. Management of soil fertility factors in the conditions of the Republic of Tatarstan // Agro biotechnologies and digital agriculture. 2022. No. 4(4). pp. 34-39.
14. Mikhailova M. Yu. The role of leaf fertilizing in the formation of green mass of corn // Reproduction of soil fertility and food security in modern conditions: Proceedings of the international scientific and practical conference dedicated to the 100th anniversary of the Department of Agrochemistry and Soil Science of Kazan State Agrarian University. Kazan. March 17, 2021. Kazan: Kazan State Agrarian University. 2021. pp. 153-159.
15. Galavetdinov S. M. Gilyazov M. Yu., Lukmanov A. A. The effectiveness of leaf fertilizing with the preparation "Biopolymic" on spring wheat crops // Reproduction of soil fertility and food security in modern conditions: Proceedings of the international scientific and practical conference dedicated to the 100th anniversary of the Department ofAgrochemistry and Soil Science of Kazan State Agrarian University, Kazan, March 17, 2021. Kazan: Kazan State Agrarian University. 2021. pp. 112-116.
16. Gilyazov M. Yu., Minikaev R. V., Gaffarova L. G. The influence of new complex fertilizers produced by Inco-TEK agro Alabuga LLC on field germination of seeds and initial growth of winter wheat plants // Circular economy in agriculture: international experience for the Republic of Tatarstan: Proceedings based on the materials of the round table round table in the framework of the final board of the Ministry of Agriculture and Food of the Republic of Tatarstan, Kazan, February 24-25, 2022. Kazan. Kazan State Agrarian University: Kazan State Agrarian University. 2022. pp. 73-80.
17. Mikhailova M. Yu. Cultivation of corn by grain technology in the conditions of the Republic of Tatarstan // Global challenges for food security: risks and opportunities: Scientific proceedings of the international scientific and practical conference, Kazan, July 01-03, 2021. Kazan: Kazan State Agrarian University. 2021. pp. 302-307.
18. Minikayev R., Gaffarova L. The effect of bacterial preparations on the growth, development and quality indicators of sugar beet yield // Bio web of conferences: International Scientific-Practical Conference “Agriculture and Food Security: Technology, Innovation, Markets, Human Resources” (FIES 2019). Kazan. November 13-14, 2019. EDP Sciences: EDP Sciences. 2020. P. 00250.
19. Agronomic, energy and economic assessment of cultivation of spring rapeseed hybrids on calculated backgrounds of mineral nutrition in soil and climatic conditions of the Republic of Tatarstan / I. I. Gabbasov, S. R. Suleymanov, F. N. Safiollin [et al.] // Agrochemical Bulletin.2023 . No. 3. pp. 64-69.
20. Features of land resources management of the Republic of Tatarstan and methods of increasing soil fertility: Textbook / S. R. Suleymanov, N. A. Loginov, S. V. Sochneva [et al.]. Kazan: Kazan State Agrarian University. 2022. 64 p.
