ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ И ПОГОДНЫХ УСЛОВИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ ЯЧМЕНЯ И СОДЕРЖАНИЕ ПОДВИЖНЫХ ФОРМ АЗОТА НА СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ ОПОЛЬЯ

DOI:10.24412/2225-2584-2024-1107-47-56

УДК 631.81:633.16

влияние удобрении и погодных условии на

урожайность ячменя и содержание подвижных форм

азота на серых лесных почвах ополья

И.М. ЩУКИН, кандидат биологических наук, директор

В.В. ОКОРКОВ, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник

Л.А. ОКОРКОВА, старший научный сотрудник

A.Е. ЛЕБЕДЕВА, младший научный сотрудник

B.И. ЩУКИНА, научный сотрудник

Верхневолжский федеральный аграрный научный центр

ул. Центальная, д. 3, п. Новый, Суздальский р-н, Владимирская обл., 601261, Российская Федерация

Резюме. На серых лесных почвах Ополья в длительном стационарном опыте изучено влияние удобрений и погодных условий на урожайность ячменя, который являлся замыкающей 7-польный севооборот культурой, содержание и запасы подвижных форм азота. В конце 4-й ротации средняя за 3 года урожайность ячменя достоверно повышалась от действия полного минерального удобрения (на 6,0...7,3 и/га) и последействия навоза КРС (на 2,2.4,2 ц/га). В зависимости от погодных условий урожайность изменялась в 1,7.2,4 раза, а от уровня применения удобрений - в 1,5.2,0 раза. Определяющее влияние на нее оказали запасы N-NO3 в слое почвы 0.40 см, накапливающиеся от трансформации азота почвы и азотных удобрений до полных всходов ячменя. Их размеры увеличивались с повышением майских температур. Выявлено, что абсолютные и относительные размеры накопления N-NO3 в фазу всходов от общего формирования их за вегетацию при применении азотных удобрений были более высокими, чем по последействию органических удобрений. К периоду колошения ячменя в зависимости от погодных условий по сравнению со всходами запасы нитратного азота снижались в несколько раз. Запасы N-NH4 в течение вегетации изменялись в меньшей мере. Выявлена определяющая роль N-NO3 в непосредственном питании ячменя азотом. Наиболее высокая окупаемость 1 кг д.в. минеральных удобрений получена при применении одинарной дозы N40P40K40. В годы исследований она варьировала от 7,8 до 9,3 кг зерна на 1 кг д.в. По последействию органических удобрений в благоприятные годы окупаемость 1 кг д.в. NPK повышалась до 11,2.16,7 кг зерна.

Ключевые слова: серые лесные почвы, Владимирское ополье, погодные условия, ячмень, нитратный и аммонийный азот, размеры накопления нитратного азота по периодам вегетации.

Для цитирования: Щукин И.М., Окорков В.В., Окоркова Л.А., Лебедева А.Е., Щукина В.И. Влияние удобрений и погодных условий на урожайность ячменя и содержание подвижных форм азота на серых лесных почвах ополья // Владимирский земледелец. 2024. №1. С. 47-56. DOI:10.24412/2225-2584-2024-1107-47-56.

На серых лесных почвах Владимирского ополья хотя и выявлена решающая роль запасов нитратного азота, сформировавшихся в ранний период вегетации культур,

на их продуктивность в 7- и 8-польных севооборотах [1], однако в недостаточной мере изучены процессы трансформации азота почвы и удобрений, участие нитратной и аммонийной форм азота в питании культур азотом в зависимости от видов и доз удобрений, погодных условий. Это обусловлено особенностями серых лесных почв Ополья, характеризующихся высокой емкостью катионного обмена и прочностью связи ионов аммония почвенным поглощающим комплексом (ППК) [2].

Цель исследований - изучить влияние удобрений и погодных условий на урожайность ячменя, динамику содержания и запасов нитратного и аммонийного азота в серой лесной почве, их взаимосвязь.

Условия, материалы и методы. Исследования проводились в 4-й ротации в 7-польном севообороте: занятый пар - яровая пшеница - овес с подсевом многолетних трав (клевер + тимофеевка) - травы 1-го года пользования - травы 2-го года пользования - яровая пшеница - ячмень на ячмене, замыкающем севооборот. Полевой опыт был заложен в 1991...1993 гг. на трех закладках (полях) [1].

Почва опытных полей - серая лесная среднесуглинистая со следующей исходной характеристикой пахотного слоя: содержание гумуса 2,6.3,7%; рНКС1 - 5,1.5,5; гидролитическая кислотность (НГ) - 3,2.3,5, сумма поглощенных оснований - 19,4.22,4 мг-экв/100 г; содержание подвижного фосфора (по Кирсанову) -130.200, обменного калия (по Масловой) - 150.180 мг/кг почвы.

В начале 1-й ротации было проведено известкование по полной гидролитической кислотности. На его фоне изучали влияние различных доз подстилочного навоза КРС (0, 40, 60 и 80 т/га за ротацию), который вносили после уборки однолетних трав на сено, и влияние ежегодного применения минеральных удобрений (0, РК, NPK, 2NPK), их сочетания на урожайность полевых культур, изменение агрохимических и химических свойств серой лесной почвы. В 4-й ротации исследования вели по последействию известкования, проведенного в 1-й ротации, и органических удобрений (4-я ротация).

Под ячмень применяли следующие дозы минеральных удобрений: Р40К40, N40P40K40 и N80P80K80 (двойная доза). В качестве минеральных удобрений использовали аммиачную селитру, простой суперфосфат и хлористый калий. Фосфорно-калийные удобрения вносили осенью под основную обработку почвы, азотные - весной под предпосевную культивацию.

Погодные условия вегетационных периодов 2020... 2022 гг. сильно различались. В 2020 году температура

воздуха в июне, июле и августе была на 1,8, 1,7 и 0,7 оС более высокой по сравнению с многолетними данными. За май-август выпало близкое к многолетним данным количество осадков (274 мм). В течение вегетации ячменя они также выпадали относительно регулярно. ГТК за вегетационный период по Селянинову составил 1,31 (1,36 - многолетнее значение).

В 2021 г. температура мая, июня, июля и августа была соответственно на 2,3, 4,0, 2,6 и 3,3 оС выше, чем по многолетним данным. В то же время в течение 34 дней (с середины июня до конца 2-й декады июля) эффективных осадков не было. За май-июнь выпало 131 мм осадков. Избыточное их количество в августе (104 мм) уже не оказало положительного влияния на урожай культуры, но затруднило ее уборку. За вегетацию культуры ГТК составил 1,01.

В мае 2022 г. средняя температура воздуха была на 1,9 оС ниже, чем по многолетним данным. В июне, июле и августе она была соответственно на 2,1, 2,8 и 4,7 оС выше соответствующих среднемноголетних величин. За май, июнь, июль и август выпало соответственно 79,0, 41,6, 36,1 и 9,6% осадков от соответствующих норм. С 3 июня по 15 июля эффективных осадков не было. Сумма осадков за вегетационный период составила 104,1 мм, а ГТК - 0,54.

Агрохимические анализы почвы выполняли по методикам, изложенным в работе [3]. Статистическую обработку результатов проводили с использованием

программ STAT VIUA и EXCEL.

Результаты и обсуждение. В острозасушливые 2021...2022 гг. урожайность зерна ячменя варьировала от 17,5 до 32,1 ц/га, а в благоприятный по увлажнению 2020 год - от 41,2 до 61,2 ц/га (табл. 1). В годы исследований по сравнению с фоном известкования она достоверно возрастала от применения РК и NPK удобрений, последействия навоза КРС, их сочетания. Наиболее высокий рост урожайности культуры наблюдали при использовании полного минерального удобрения и сочетания его с последействием органических. Увеличение дозы NPK от одинарной до двойной не вело к достоверному росту урожайности ячменя (за исключением 2020 года).

В опыте установлена наиболее высокая окупаемость 1 кг д.в. прибавкой зерна при использовании одинарной дозы NPK (7,8...9,3 кг зерна/кг/д.в.). По последействию органических удобрений повышалась окупаемость РК удобрений во все годы исследований, N PK - в 2020 году. В 2022 году оно слабо влияло на окупаемость дозы NPK, но повышало её для двойной дозы NPK, в 2021 году несколько снижало окупаемость одинарной дозы NPK.

В таблицах 2 и 3 представлены данные по влиянию удобрений на запасы N-NO3 и N-NH4 за годы исследований.

В 2020 году, который в весенний период был

1. Влияние удобрений на урожайность ячменя и их окупаемость по годам

Вариант Урожайность ячменя, ц/га Окупаемость 1 кг д.в. минеральных удобрений зерном, кг/кг д.в.

2020г. 2021г. 2022г. 2020г. 2021г. 2022 г.

1. Контроль 42,2 19,9 17,5 - - -

2. Известь 41,2 19,6 18,0 - - -

3. Р40К40 46,6 25,4 21,1 6,8 7,2 3,9

4. N40P40K40 51,2 29,0 29,2 8,3 7,8 9,3

5. N80P80K80 56,1 27,3 29,2 6,2 3,2 4,7

6. Навоз 40 т/га 47,2 26,5 24,3 - - -

7. Навоз 60 т/га 47,3 28,3 24,7 - - -

8. Навоз 80 т/га 48,8 28,9 25,8 - - -

9. Н40+ Р40К40 47,6 27,4 23,9 8,0 9,8 7,4

10. Н40+ N40P40K40 54,6 26,6 28,8 11,2 5,8 9,0

11. Н40 + N80P80K80 56,9 25,9 30,0 6,5 2,6 5,0

12. Н60 + Р40К40 48,8 27,1 24,6 9,5 9,4 8,2

13. Н60+ N40P40K40 61,2 27,1 29,5 16,7 6,2 9,6

14. Н60+ N80P80K80 58,4 28,1 34,2 7,2 3,5 6,8

15. Н80+ Р40К40 50,6 26,3 26,9 11,8 8,4 11,1

16. Н80+ N40P40K40 58,7 27,3 28,5 14,6 6,4 8,8

17. Н80+ N80P80K80 61,1 29,1 32,1 8,3 4,0 5,9

НСР05, ц /га з.е. 4,0 2,8 1,6 - - -

Т, % 2,72 3,69 2,17 - - -

2. Влияние удобрений на запасы нитратного азота в слое почвы 0...40 см по годам и срокам наблюдений, кг/га

№ варианта 2020 год 2021 год 2022 год

1-й срок 2-й срок 3-й срок 1-й срок 2-й срок 3-й срок 1-й срок 2-й срок 3-й срок

1. 72,8 8,7 26,6 53,6 31,5 114 32,5 50,6 50,3

2. 69,2 9,5 37,4 66,8 27,7 56,8 49,4 58,7 67,9

3. 68,8 8,9 33,1 65,8 25,0 89,1 49,0 46,6 33,4

4. 129 16,6 33,4 198 97,9 182 138 93,0 126

5. 166 23,1 46,8 234 127 272 194 187 209

6. 75,7 10,3 32,6 72,2 32,8 136 41,4 38,1 43,6

7. 82,5 10,6 37,9 87,2 37,3 95,7 66,7 48,4 39,9

8. 84,3 9,7 29,5 84,8 32,0 92,9 52,3 33,6 52,1

9. 75,6 8,3 26,6 68,2 14,6 80,0 45,5 58,0 49,3

10. 123 23,3 39,2 203 96,2 89,1 147 118 115

11. 164 28,9 50,9 265 134 142 215 187 226

12. 77,5 11,6 36,4 83,5 19,7 126 60,7 58,0 64,6

13. 131 13,4 29,8 207 94,4 122 162 162 123

14. 169 35,9 35,2 246 100 124 237 240 222

15. 87,4 15,7 38,9 113 26,6 99,9 68,8 84,4 48,0

16. 141 26,2 38,2 229 105 94,0 186 224 118

17. 179 38,1 29,4 275 133 236 250 240 239

Примечание. 1-й срок - всходы; 2-й - колошение; 3-й - уборка.

3. Влияние удобрений на запасы аммонийного азота в слое почвы 0...40 см по годам и срокам наблюдений, кг/га

№ варианта 2020 год 2021 год 2022 год

1-й срок 2-й срок 3-й срок 1-й срок 2-й срок 3-й срок 1-й срок 2-й срок 3-й срок

1. 38,4 60,2 38,2 53,7 80,1 104 34,5 38,7 124

2. 49,3 57,8 72,7 67,5 99,9 66,7 37,9 48,9 98,5

3. 40,0 56,6 52,5 89,1 99,4 101 38,7 48,3 98,0

4. 38,8 61,2 34,8 87,9 111 112 77,7 65,6 66,0

5. 44,0 65,2 45,6 95,4 107 103 84,7 84,7 127

6. 30,4 59,8 50,8 65,6 73,8 61,9 41,9 51,0 97,1

7. 55,7 61,8 43,7 83,7 89,6 101 57,4 57,2 102

8. 44,8 79,2 41,0 69,7 85,4 98,0 50,2 57,4 103

9. 46,5 65,0 73,5 67,5 98,3 78,7 52,3 57,9 104

10. 38,9 61,0 70,9 91,8 132 105 61,1 61,1 102

11. 56,6 76,5 59,4 121 155 180 93,2 115 98,0

12. 39,4 55,8 45,8 54,8 99,0 96,1 41,3 53,1 105

13. 46,3 57,1 64,0 99,4 140 79,2 68,0 66,3 106

14. 46,7 62,5 75,0 121 153 180 98,0 102 116

15. 49,8 63,0 63,8 78,2 131 109 48,8 52,9 97,9

16. 49,6 57,4 64,0 102 127 119 62,2 64,3 82,2

17. 39,4 64,3 46,1 151 140 189 98,5 99,1 146

благоприятным как по температурному, так и режиму вариантах с внесением одинарной и двойной доз NPK

увлажнения, в вариантах 1.3 размеры накопления более низкими (129.166 против 138.234 кг/га). N-NO3 были более высокими (68,8...72,8 кг/га), чем При применении азотных минеральных удобрений

в засушливые 2021.2022 гг. (32,5.66,8 кг/га), а в и их сочетания с последействием навоза КРС запасы

нитратного азота в период всходов возрастали в несколько раз, особенно в 2021 году, достигая 250...275 кг/га. Они резко снижались к фазе колошения в 2020 и 2021 гг. за счет интенсивного поглощения культурой. В острозасушливый 2022 год в фазы всходов и колошения запасы нитратного азота были близкими. В то же время запасы аммонийного азота в фазу колошения по сравнению со всходами не уменьшались, абсолютные их размеры по сравнению с нитратным азотом были более низкими. Они в меньшей мере повышались с ростом уровня применения азотных удобрений и сочетания их с последействием органических удобрений. Эти наблюдения подтвердили, что в 2020 и 2022 гг. определяющее влияние на урожайность ячменя оказали запасы нитратного азота в слое почвы 0.40 см в фазу всходов (табл. 4). Коэффициент детерминации между ними и урожайностью зерна культуры по разным зависимостям варьировал от 0,748 до 0,837. В 2021 году между изучаемыми параметрами взаимосвязь была слабой, по квадратичной зависимости - на уровне средней.

Коэффициент же детерминации взаимосвязи урожайности ячменя с запасами N-NH4 в 1-й срок наблюдений по линейной зависимости в 2020, 2021 и 2022 гг. составлял соответственно 0,0269, 0,196 и 0,780; по квадратичной зависимости - 0,0523, 0,230 и 0,842 соответственно; по степенной - 0,0306, 0,224 и 0,794.

Определяющая роль нитратного азота в питании ячменя не вызывает сомнения в 2020 и 2023 гг.

О питании растений разными формами азота можно судить и по снижению их запасов от всходов до колошения. Запасы аммонийного азота за этот период возрастали, а нитратного - снижались за счет потребления ячменем. Следовательно, аммонийный азот слабо участвовал в питании ячменя азотом.

В 2021 году коэффициент детерминации взаимосвязи урожайности ячменя со снижением запасов N-NO3 в слое 0.40 см в фазу колошения по сравнению со всходами составил по линейной зависимости 0,271, по квадратичной - 0,423, по степенной - 0,396. Следовательно, между этими параметрами по квадратичной и степенной зависимостям наблюдали среднюю степень взаимосвязи.

По-нашему мнению, более надежным критерием участия разных подвижных форм азота в питании им растений и во влиянии на урожайность культуры является величина нитратно-амонийного соотношения ^АЯ) [4, 5].

В таблицах 5 и 6 приведены данные по влиянию удобрений на отношение содержания N-NO3 в почве к содержанию N-NН4 в водной вытяжке 1:1 ^АЯ) в слоях почвы 0...20 и 20...40 см в фазы всходов и колошения ячменя в 2021 г. В 1-й срок наблюдений в слое почвы 0.20 см величина NAR колебалась от 20,3 до 82,1, в слое 20.40 см - от 29,0 до 90,3. Таким образом, в жидкой фазе почвы доля нитратного азота от суммы аммонийного и нитратного азота была выше 95%. Более

низкие величины параметра NAR были в вариантах последействия разных доз навоза и сочетания их с фосфорно-калийными удобрениями, последействия извести и его сочетания с Р40К40. Применение полного минерального удобрения и сочетания его с последействием органических удобрений повышало этот параметр и участие N-NO3 в питании азотом.

Из-за резкого снижения содержания N-NO3 (табл. 2) и соответствующего увеличения N-NH4 в почве (табл. 3) в фазе колошения ячменя параметр NAR заметно снизился в вариантах последействия различных доз органических удобрений и особенно сочетания их с Р40К40 (табл. 6). В слое почвы 0.20 см величина NAR снижалась до

4. Взаимосвязь урожайности ярового ячменя с запасами N-NO3 в слое почвы 0...40 см в фазу всходов, кг/га

Год исследований Уравнение взаимосвязи, п = 17 R2 г max ГТК

2020 У = 36,3 + 0,138х 0,793 179 1,31

У = 19,5 + 0,454х - 0,0013х2 0,837

У = 12,2х0308 0,818

2021 У = 19,5 + 0,0946х - 0,0003х2 0,303 275 1,01

2022 У = 20,3 + 0,0515х 0,748 250 0,54

У = 18,2 + 0,0982х - 0,0002х2 0,769

У = 9,25х0227 0,748

5. Влияние удобрений на отношение содержания N-NO3 в почве к содержанию N-NH4 в водной вытяжке 1:1 в слое почвы 0...40 см под ячменем в 2021 году

Доза навоза, т/га Минеральные удобрения Среднее по навозу

0 РК NPK 2 NPK

Слой 0.20 см

0 35,0 30,5 64,3 51,6 45,4

40 37,5 20,3 82,1 40,1 45,0

60 36,7 32,7 82,0 45,0 49,1

80 39,2 31,9 60,8 60,9 48,2

Среднее по минеральным удобрениям 37,1 28,8 72,3 49,4 -

Слой 20.40 см

0 32,7 32,6 80,0 90,3 58,9

40 48,3 31,8 73,1 69,7 55,7

60 52,9 35,8 73,1 47,4 52,3

80 51,7 62,4 72,8 73,8 65,2

Среднее по минеральным удобрениям 46,4 40,6 74,8 70,3 -

Примечание. В слое почвы 0...20 см в контроле NAR было равно 33,4; в слое 20.40 см - 29,0.

№ 1 (107) 2024

¡¡мэишрсш земледелец,!)

6. Влияние удобрений на отношение содержания N-N03 в почве к содержанию N-NH4 в водной вытяжке 1:1 в слое почвы 0...40 см под ячменем в 2021 году

10,8, в слое 20.40 - до 8,7. В первом случае доля N-NH4 в жидкой фазе почвы составляла 8,5% {1х100:(10,8+1)}, во 2-м - 10,3%.

В вариантах последействия органических удобрений в слое почвы 0.20 см средняя доля N-NH4 в жидкой фазе в колошение была ниже 3,3%, в слое 20.40 см - ниже 2,7%. При сочетании последействия навоза с фосфорно-калийными удобрениями её величина соответственно составляла 6,3 и 6,5%. При применении NPK и сочетании его с последействием навоза КРС в слое 0.20 см она была ниже 3,9%, в слое 20.40 см - ниже 2,9%.

В 2022 году в слое почвы 0.20 см величина NAR в фазу всходов была выше 27,2 (колебания 27,2.64,9), в фазу колошения - выше 20 (колебания 20.87,8), в слое 20.40 см - соответственно 25,1 (колебания 25,1.83,9) и 21,6 (колебания 21,6.124).

Исходя из определяющей роли нитратного азота в питании ячменя, по динамике запасов нитратного азота в течение вегетационного периода в слое почвы 0.40 см была проведена оценка размеров формирования N-NO3 в течение вегетации и отдельные её периоды [4].

Общие размеры формирования N-NO3 за вегетационный период находили суммированием выноса азота зерном и соломой ячменя (табл. 7), пожнивно-корневыми остатками [6-8] и запасов N-NO3 в уборку. Вынос азота пожнивно-корневыми остатками (ПКО) находили по взаимосвязи их массы с урожайностью

7. Размеры формирования N-NO3 в слое почвы 0...40 см по периодам вегетации ячменя за 2020 год, кг/га

Доза навоза, т/га Минеральные удобрения Среднее по навозу

0 РК NPK 2 NPK

Слой 0...20 см

0 10,8 17,8 59,1 74,4 40,5

40 31,8 13,7 46,1 76,6 42,0

60 47,2 11,9 49,3 42,1 37,6

80 28,9 16,0 24,7 44,1 28,4

Среднее по минеральным удобрениям 29,7 14,8 44,8 59,3 -

Слой 20...40 см

0 26,4 19,8 85,6 103 58,7

40 37,3 8,7 54,5 43,1 35,9

60 50,7 9,2 41,1 87,8 47,2

80 31,1 19,8 32,9 73,1 39,2

Среднее по минеральным удобрениям 36,4 14,4 53,5 76,8 -

Примечание. В слое почвы 0.20 см в контроле NAR было равно 27,2; в слое 20.40 см - 40,8.

Вынос N урожаем Прирост Образование от всходов до колош. Образование от колошения до уборки

Вариант опыта зерно и солома пожнивно-корневые остатки Запасы в уборку Общие размеры формирования Запасы в фазу всходов запасов от всходов до колошения Вынос N до колошения Образование до колошения

1. 134 31,2 26,6 192 72,8 -64,1 93,8 29,7 102 90,0

2. 124 26,7 37,4 188 69,2 -59,7 86,8 27,1 96,3 92,7

3. 117 21,8 33,1 172 68,8 -59,9 81,9 22,0 90,8 81,2

4. 152 33,6 33,4 219 129 -112 106 -6 129 90,0

5. 186 41,4 46,8 274 166 -143 130 -13 166 108

6. 127 25,5 32,6 185 75,7 -65,4 88,9 23,5 99,2 85,8

7. 130 28,1 37,9 196 82,5 -71,9 91,0 19,1 102 94,0

8. 146 34,7 29,5 210 84,3 -74,6 102 27,4 112 98,0

9. 127 25,3 26,6 179 75,6 -67,3 88,9 21,6 97,2 81,8

10. 167 36,9 39,2 243 123 -100 117 17 140 93,0

11. 202 48,2 50,9 301 164 -135 141 6 170 131

12. 137 27,7 36,4 201 77,5 -66,9 95,9 29 106 95,0

13. 182 40,7 29,8 252 131 -118 127 9 140 112

14. 206 48,3 35,2 290 169 -133 144 11 180 110

15. 145 29,1 38,9 213 87,4 -71,7 102 30,3 118 95,0

16. 178 38,6 38,2 255 141 -115 125 10 151 104

17 214 50,6 29,4 294 179 -141 150 9 188 106

Примечание. Вынос азота до колошения принят в размере 70% от выноса зерном и соломой ячменя [9-10].

ячменя [7-8], приняв содержание азота в ПКО и соломе одинаковым. В 2020 году общие размеры формирования N-NO3 за вегетацию варьировали от 172 до 294 кг/га. По сумме выноса азота ячменем (70% от выноса его зерном и соломой [9-10]) с приростом запасов его от всходов до колошения оценивали образование N-NO3 от всходов до колошения. Сумма последних с запасами нитратного азота в фазу всходов представляла размеры образования N-NO3 до колошения. По разнице между общими размерами образования N-NO3 за вегетацию ячменя и их размерами формирования до колошения оценивали величину образования N-NO3 от колошения до уборки.

В таблице 8 представлены данные по размерам формирования N-NO3 по периодам вегетации ячменя и за вегетацию в годы исследований. В условиях 2020...2021 гг., когда температуры мая были близки (2020 г.) или выше (2021 г.) на 2,3 0С среднемноголетних, запасы N-NO3 до всходов ячменя в слое почвы 0.40 см составили 53,6...72,8 кг/га. В 2022 г. при снижении майских температур воздуха по сравнению со среднемноголетними на 1,9 0С они уменьшились до 32,5...49,4 кг/га. Интенсивное нарастание температур в конце мая - начале июня в 2021 и 2022 гг. способствовало активному развитию почвенной биоты в вариантах применения полного минерального удобрения и сочетания его с последействием навоза КРС. Это привело к резкому увеличению запасов N-NO3 в удобренных азотом вариантах до 250.275 кг/га,

в то время как в 2020 г. они достигали 179 кг/га.

От всходов до колошения в 2020 и 2021 гг. наблюдали интенсивное поглощение N-NO3 ячменем (табл. 2). Высокого пополнения поглощенных нитратов не наблюдали. Максимальные размеры образования N-NO3 от всходов до колошения составили около 30 кг/га (табл. 8).

В 2022 г. по сравнению с 2021 годом более худшие условия увлажнения почвы в июне не благоприятствовали активному росту ячменя и поглощению им N-N0^ Процессы же нитрификации еще активно продолжались из-за относительно низкой скорости их протекания до всходов. Это наблюдалось в вариантах без удобрений (вар. 1 и 2), последействия органических удобрений (вар. 6.8) и сочетания их с РК удобрениями (вар. 9, 12 и 15), а также применения двойной дозы NPK (вар. 5, 11, 14 и 17). В итоге размеры образования N-N03 от всходов до колошения в 2022 г. варьировали от 17,1 до 84,2 кг/га. Наиболее низкими они были при применении одинарной дозы NPK (вар. 4, 10 и 16). Одной из причин этого могла быть конкуренция растений и микробиоты за влагу.

Обильное выпадение осадков в конце вегетации ячменя в 2020 и 2021 гг. (в 2020 г. за июль и август 159,4 мм, в 2021 г. за август 104,1 мм, в 2022 г. за август 7,3 мм) заметно повысило формирование N-N03 от колошения до уборки. В 2020 г. размеры их образования варьировали

8. Размеры формирования N-N03 в слое почвы 0...40 см по периодам вегетации ячменя в разные годы исследований, кг/га

Вариант 2020 г. (ГТК = 1,31) 2021 г. (ГТК = 1,01) 2022 г. (ГТК = 0,54) Общие размеры образования за вегетацию

1-й период 2-й период 3-й период 1-й период 2-й период 3-й период 1-й период 2-й период 3-й период 2020 г. 2021 г. 2022 г.

1. 72,8 29,7 90,0 53,6 25,4 120 32,5 55,6 28,9 192 199 117

2. 69,2 27,1 92,7 66,8 7,0 64,2 49,4 44,6 36,0 188 138 130

3. 68,8 22,0 81,2 65,8 17,9 110 49,0 44,1 23,9 172 194 117

4. 129 Нет 90,0 198 Нет 60 138 17,8 79,0 219 258 235

5. 166 Нет 108 234 Нет 96 194 63,7 76,0 274 330 334

6. 75,7 23,5 85,8 72,2 20,8 149 41,4 52,8 48,8 185 242 143

7. 82,5 19,1 94,0 87,2 17,2 110 66,7 39,9 36,0 196 214 143

8. 84,3 27,4 98,0 84,8 17,2 114 52,3 40,2 66,5 210 216 159

9. 75,6 21,6 81,8 68,2 12,7 118 45,5 67,5 34,0 179 199 147

10. 123 17 93,0 203 Нет 17 147 38,1 47,0 243 220 232

11. 164 6 131 265 Нет 13 215 41,4 94,0 301 278 350

12. 77,5 29 95,0 83,5 4,6 162 60,7 51,9 50,0 201 250 163

13. 131 9 112 207 Нет 53 162 65,0 11,0 252 260 238

14. 169 11 110 246 Нет 25 237 84,2 44,0 290 271 365

15. 87,4 30,3 95,0 113 Нет 111 68,8 74,8 12,0 213 224 156

16. 141 10 104 229 Нет 1 186 17,1 33,0 255 230 236

17 179 9 106 275 Нет 110 250 68,4 59,0 294 385 377

Примечание. 1-й период - до всходов; 2-й период - от всходов до колошения; 3-й период - от колошения до уборки.

от 81,2 до 131 кг/га, в 2021 - от 1 до 162 кг/га. В 2022 г. они были наиболее низкими - 11,0.94,0 кг/га.

Для оценки влияния минеральных и последействия органических удобрений на процессы нитрификации азота почвы и удобрений рассчитывали долю нитратного азота по фазам вегетации ячменя от суммы образования N-NO3 за вегетацию (табл. 9).

Видно, что в фазу всходов средняя по 4-м дозам

последействия органических удобрений (0, 40, 60 и 80 т/га) доля образования N-NO3 от суммы формирования его за вегетацию в вариантах без применения удобрений, внесения Р40К40 за 2020.2022 гг. варьировали от 36,9 до 42,5%, в вариантах внесения одинарной и двойной доз NPK - от 54,7 до 87,0%, то есть возрастала в 1,5...2,0 раза. Следовательно, в разные по погодным условиям годы применение азотных минеральных

9. Влияние минеральных удобрений на долю образования нитратного азота по фазам вегетации ячменя от суммы образования за вегетацию, %

Год исследований, ГТК Средняя доля по 4-м дозам навоза (0, 40, 60, 80 т/га) по годам, ГТК Средняя по опыту

0 Р40К40 N40P40K40 N80P80K80

Доля образования N-NO3 до всходов ячменя

2020 год, ГТК = 1,31 42,5 40,5 54,2 58,6 49,0

2021 год, ГТК = 1,01 39,5 38,0 87,0 82,1 61,6

2022 год, ГТК = 0,54 36,9 38,6 67,3 62,7 51,4

Средняя за 2020...2022 гг. 39,6 39,0 69,5 67,8 54,0

Доля образования N-NO3 от всходов до колошения ячменя

2020 год, ГТК = 1,31 12,4 13,4 3,6 2,2 7,9

2021 год, ГТК = 1,01 7,4 5,8 0 0 3,3

2022 год, ГТК = 0,54 31,1 40,9 14,6 18,0 26,2

Средняя за 2020...2022 гг. 17,0 20,0 6,1 6,7 12,4

Доля образования N-NO3 от колошения до уборки ячменя

2020 год, ГТК = 1,31 47,6 46,2 41,2 39,2 43,6

2021 год, ГТК = 1,01 53,0 57,6 13,0 17,9 35,4

2022 год, ГТК = 0,54 32,2 20,5 18,1 19,3 22,5

Средняя за 2020...2022 гг. 44,3 41,4 24,1 25,5 33,8

Год исследований, ГТК Средняя доля по 4-м уровням применения минеральных удобрений (0, Р40К40, N40P40K40, N80P80K80) Средняя по опыту

0 Н40 Н60 Н80

Доля образования N-NO3 до всходов ячменя

2020 год, ГТК = 1,31 49,1 47,1 47,7 49,4 48,3

2021 год, ГТК = 1,01 57,5 62,9 61,1 65,1 61,7

2022 год, ГТК = 0,54 49,2 46,3 54,2 55,6 51,3

Средняя за 2020...2022 гг. 51,9 52,1 54,3 56,7 53,8

Доля образования N-NO3 от всходов до колошения ячменя

2020 год, ГТК = 1,31 6,8 8,0 8,6 8,6 8,5

2021 год, ГТК = 1,01 3,6 3,7 2,4 2,0 2,9

2022 год, ГТК = 0,54 24,7 27,7 27,6 24,6 26,2

Средняя за 2020...2022 гг. 11,7 13,1 12,9 11,7 12,4

Доля образования N-NO3 от колошения до уборки ячменя

2020 год, ГТК = 1,31 44,2 43,5 44,4 42,1 43,6

2021 год, ГТК = 1,01 38,9 33,3 36,4 32,8 35,4

2022 год, ГТК = 0,54 26,1 26,0 18,2 19,8 22,5

Средняя за 2020...2022 гг. 36,4 34,3 33,0 31,6 33,8

10. Влияние органических удобрений на долю образования нитратного азота по фазам вегетации ячменя от суммы образования его за вегетацию в годы исследований, %

влаэимгрсш землезъдеф

№ 1 (107) 2024

удобрений существенно повышало процессы трансформации азота почвы и удобрений в нитратную форму.

В 2020.2021 гг. доля образования N-N03 от всходов до колошения ячменя в вариантах без удобрений и внесения Р40К40 варьировала от 5,8 до 13,4%, вариантах применения азотных удобрений - до 3,6%. В 2022 году в первом случае она изменялась от 31,1 до 40,9%, во втором - от 14,6 до 18,0%. Следовательно, от всходов до колошения по сравнению со всходами процессы нитрификации из-за недостатка влаги резко снижались, особенно в вариантах с применением азотных удобрений. В последнем случае эти процессы наиболее активно протекали до всходов.

В целом за 3 года доля образования N-N03 (от колошения до уборки) от общих размеров их формирования за вегетацию в вариантах последействия органических удобрений и сочетания их с Р40К40 была самой высокой (41,4...44,3%). За этот период применение азотных удобрений снижало этот параметр до 24,1...25,5%.

Таким образом, при последействии органических удобрений и их сочетании с фосфорно-калийными процессы нитрификации на серых лесных почвах Ополья до всходов ячменя протекают в 1,7...1,8 раз менее активно, чем при применении азотных минеральных удобрений. Кроме того, в первом случае формируются и более низкие абсолютные запасы нитратного азота (табл. 2). От фазы всходов до колошения относительные размеры формирования N-N03 во всех вариантах в несколько раз более низкие, чем до всходов. Эти данные объясняют определяющую роль запасов нитратного азота, формирующегося до всходов, на урожайность

ячменя, а также более низкое повышающее урожайность культур действие азота навоза КРС, чем азота минеральных удобрений.

В годы исследований была проведена и оценка влияния последействия доз органических удобрений на долю образования нитратного азота по фазам вегетации ячменя от суммы его формирования за вегетацию (табл. 10). В среднем по 4-м уровням применения минеральных удобрений (0, Р40К40, N40P40K40 и N80P80K80) за 2020...2022 гг. доля формирования N-N03 до всходов ячменя закономерно повышалась от 51,9 до 56,7%. От всходов до колошения этот параметр слабо изменялся (от 11,7 до 13,1%). От колошения до уборки с повышением доз последействия навоза средняя за 3 года величина этого параметра снижалась с 36,4 до 31,6%. Более интенсивная нитрификация до всходов ячменя вела к снижению этого процесса от колошения до уборки ячменя.

В таблице 11 приведены данные по размерам использования влаги выпадающих осадков за 2020. 2022 гг. В 2020 году в течение мая-июля выпадение осадков и температуры воздуха были близкими к среднемноголетним данным, что обеспечило весьма благоприятные условия для роста и развития ячменя. Но за 1-ю и 2-ю декады августа выпало всего 17,8 мм влаги. Поэтому в период налива зерна корневая система этой культуры активно использовала влагу и из глубоких подпахотных слоев. Из слоя почвы 40.100 см ячмень поглощал от 46 до 54 мм влаги. На создание 1 ц зерна ячменя расходовалось от 5,1 до 7,7 мм влаги. Коэффициент водопотребления культуры по сравнению с фоном последействия известкования при применении азотных

11. Использование влаги ячменем в 4-й ротации 7-польного севооборота за 2020...2022 гг.

Вариант Запасы влаги в метровом слое почвы Осадки вегетационного периода Общий расход влаги Урожай, ц/га зерна Коэффициент водопотребле-ния, мм/ц зерна Использование влаги из слоя почвы 40...100 см, мм

исходные после уборки

Ячмень, 2020 г., поле 1

Известкование (Ф) 296,9 222,2 240 318 41,2 7,7 46

Ф + навоз 60 т/га 304,3 229,7 240 315 47,3 6,6 54

Ф + Н60 + N40Р40К40 294,2 224,1 240 310 61,2 5,1 49

Ф + Н60 + N40Р80К80 297,3 212,9 240 324 58,4 5,6 53

Ячмень, 2021 г., поле № 2

Известкование (Ф) 278 283 200 195 19,6 9,9 16,6

Ф + навоз 60 т/га 268 258 200 210 28,3 7,4 24,9

Ф + Н60 + N40Р40К40 262 285 200 196 27,1 7,2 28,7

Ф + Н60 + N40Р80К80 264 282 200 182 28,1 6,5 21,6

Ячмень, 2022 г., поле № 3

Известкование (Ф) 285,3 192,0 82,6 175,9 18,0 9,8 45,3

Ф + навоз 60 т/га 286,9 177,5 82,6 192,0 24,7 7,8 56,3

Ф + Н60 + N40Р40К40 280,9 168,2 82,6 195,3 29,4 6,6 56,5

Ф + Н60 + N40Р80К80 275,3 172,3 82,6 185,6 34,2 5,4 50,8

минеральных удобрений по последействию 60 т/га навоза КРС снижался с 7,7 до 5,1.5,6 мм/ц зерна, по последействию только навоза - 6,6 мм/ц. Очевидно, что это было связано преимущественно с изменением концентрации N-NO3 в почвенном растворе в зависимости от используемых удобрений.

По сравнению с 2020 в 2021 году наблюдаемое использование влаги из слоя почвы 40.100 см снизилось с 46.54 до 16,6.28,7 мм. Это было следствием того, что в августе (в конце вегетации ячменя) выпало 104 мм осадков, что привело к передвижению влаги глубже 40 см, соответственно к снижению фактических размеров использования её из слоя 40...100 см. В более жаркий вегетационный период 2021 года наблюдали интенсивное физическое испарение влаги из почвы, что по сравнению с 2020 г. привело к росту коэффициента водопотребления с 5,1.7,7 до 6,5.9,9 мм/ц зерна.

В острозасушливом 2022 г. из слоя почвы 40.100 см ячмень использовал 45,3.56,5 мм влаги. Расход ее на создание 1 ц зерна ячменя закономерно снижался с повышением уровня интенсификации применения удобрений с 9,8 до 5,4 мм/ц зерна.

Выводы. 1. На серых лесных почвах Владимирского ополья, характеризующихся высокой емкостью катионного обмена, изучено влияние действия видов и доз минеральных удобрений и последействия доз навоза КРС, их сочетания на урожайность ячменя и динамику запасов аммонийного и нитратного азота в слое почвы 0.40 см. В благоприятных погодных условиях урожайность этой культуры варьировала от 41,2 до 61,2 ц/га зерна, в острозасушливых - от 17,5 до 34,2 ц/га. По сравнению с фоном последействия известкования она резко повышалась от доз полного минерального удобрения и их сочетания с последействием органических удобрений.

2. Наиболее высокая окупаемость 1 кг д.в. минеральных удобрений получена при применении одинарной дозы N40P40K40. В годы исследований она варьировала от 7,8 до 9,3 кг зерна на 1 кг д.в. По последействию органических удобрений в благоприятные годы окупаемость 1 кг д.в. NPKповышалась до 11,2.16,7кг зерна. В засушливые годы по последействию органических удобрений наблюдалось повышение окупаемости фосфорно-калийных удобрений.

3. Исходя из ежегодной динамики запасов нитратного и аммонийного азота в почве от применяемых удобрений, более значимого их влияния на изменение запасов в почве N-NO3, чем N-NH4, а также из отношения содержания N-NO3 в почве к содержанию N-NH4 в водной вытяжке 1:1, выявлена определяющая роль N-NO3 в непосредственном питании ячменя азотом, его решающее значение в повышении урожайности ячменя. Установлено, что запасы N-NO3 , накапливающиеся в почве до всходов культуры, преимущественно определяли её урожайность.

4. Впервые определены размеры формирования N-NO3 в различные периоды вегетации ячменя и за вегетацию. Применение азотных минеральных удобрений и повышение температур в мае ускоряли процессы трансформации азота почвы и удобрений в нитратную форму до всходов культуры. В этот период процессы трансформации азота в нитратную форму по последействию навоза КРС были более низкими. Максимальное образование N-NO3 по последействию навоза КРС происходило от фазы колошения до уборки, тогда как для полного минеральногоудобренияисочетанияегоспоследействием навоза - до всходов. Эффективность использования накопленных до всходов запасов N-NO3 зависела от складывающихся погодных условий в середине лета.

Литература.

1. Окорков В.В., Фенова О.А., Окоркова Л.А. Серые лесные почвы Владимирского ополья и эффективность использования их ресурсного потенциала. Иваново: ПресСто, 2021.188 с.

2. Окорков В.В. К вопросу о равноценности питания растений нитратным и аммонийным азотом //Агрохимия. 2021. № 12. С. 3-14.

3. Практикум по агрохимии /под ред. Б.А. Ягодина. М.: Агропромиздат, 1987.512 с.

4. Окорков В.В. Удобрение и питание полевых культур азотом на серых лесных почвах Верхневолжья //Агрохимическая наука - синтез академических знаний и практического опыта: материалы Всеросс. конф. (Москва, 12-13 сентября 2023 г.) / МГУ имени М.В. Ломоносова. М.: Постер-М, 2023. С. 125-136.

5. Окорков В.В., Окоркова Л.А., Козлов А.А., Щукина В.И. Роль трав 1-го года пользования в накоплении азота на серых лесных почвах // Владимирский земледелец. 2023. № 4. С. 41-52.

6. Ефимов В.Н., Донских И.Н., Царенко В.П. Система удобрения. М.: КолосС, 2003.320 с.

7. Органические удобрения:/П.Д. Попов, В.И. Хохлов, А.А. Егоров и др.: справочник. М.: Агропромиздат, 1988. 207с.

8. Орлов Д.С., Лозановская И.Н., Попов П.Д. Органическое вещество почв и органические удобрения. М.: Изд-во МГУ, 1985. 98 с.

9. Агрохимия: Классический университетский учебник для стран СНГ/ под ред. академика В.Г. Минеева. М.: Изд-во ВНИИА имени Д.Н. Прянишникова, 2017.854 с.

10. Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия. М.: Мир, 2003. 584 с.

References.

1. Okorkov VV., Fenova O.A., Okorkova L.A. Grey forest soils of the Vladimir Opole and the efficiency of using their resource potential. Ivanovo: Pressto, 2021.188 p.

2. Okorkov V.V. On the issue of the equivalence of plant nutrition with nitrate and ammonium nitrogen//Agrochemistry. 2021. № 12. S. 3-14.

3. Practical course on agrochemistry/Ed. B.A. Yagodin. M.: Agropromizdat, 1987. 512 p.

4. Okorkov V.V. Fertilization and nutrition of field crops with nitrogen on grey forest soils of the Upper Volga region//Agrochemical science

влаэимгрсш землезъдеф

№ 1 (107) 2024

56 Селекция и семеноводство

- synthesis of academic knowledge and practical experience: materials of the All-Russian Conference (Moscow, September 12-13, 2023). Moscow State University named after M.V. Lomonosov. M.: Poster-M, 2023. S.125-136.

5. Okorkov V.V., Okorkova L.A., Kozlov A.A., Shchukina V.I. The role of grasses of the 1st year of use in the accumulation of nitrogen on grey forest soils //Vladimir agricolist. 2023. № 4. S. 41-52.

6. Efimov V.N., Donskikh I.N., Tsarenko V.P. Fertilizer system. M.: KolosS, 2003.320 p.

7. Organic fertilizers :/P.D. Popov, V.I. Khokhlov, A.A. Egorov and others: reference book. M.: Agropromizdat, 1988.207p.

8. Orlov D.S., Lausanovskaya I.N., Popov P.D. Soil organic matter and organic fertilizers. M.: Publishing House of Moscow State University, 1985. 98 p.

9. Agrochemistry: Classic university textbook for the CIS countries/Ed. Academician V.G. Mineev. M.: Publishing House of VNIIA named after D.N. Pryanishnikov, 2017. 854 p.

10. Yagodin B.A., Zhukov Yu.P, Kobzarenko V.I. Agrochemistry. M.: Mir, 2003.584 p.

THE IMPACT OF FERTILIZERS AND WEATHER CONDITIONS ON THE YIELD OF BARLEY AND THE CONTENT OF LABILE FORMS OF NITROGEN ON GREY FOREST SOIL OF OPOLE

I.M. SCHUKIN, V.V. OKORKOV, L.A. OKORKOVA, A.E. LEBEDEVA, V.I. SCHUKINA

Upper Volga Federal Agrarian Research Center ul. Tsentralnaya 3, poselok Noviy, Suzdalskiy rayon, Vladimir Oblast, 601261, Russian Federation

Abstract. This research describes the impact of fertilizers and weather conditions on barley, which was the final crop in a 7-field crop rotation, and the content and reserves of labile forms of nitrogen. The research was carried out in a long-term stationary experiment on the grey soil of Opole. At the end of the 4th rotation, the average barley yields over 3 years significantly increased due to the effect of full mineral fertilizer (by 6.0...7.3 dt/ha) and the aftereffect of cattle manure (by 2.2...4.2 dt/ha). Depending on weather conditions, the yield changed by 1.7...2.4 times, and on the level of fertilizer use - by 1.5...2.0 times. The determining influence on it was the content of N-NO3 in the soil layer of 0...40 cm, accumulating from the transformation of soil nitrogen and nitrogen fertilizers until the full sprouting of barley. Their sizes increased with increasing May temperatures. It was revealed that the absolute and relative amounts of N-NO3 level in the sprouting phase from their overall formation during the growing season when using nitrogen fertilizers were higher than in the aftereffect of organic fertilizers. By the period of barley heading, depending on weather conditions, compared to seedlings, the reserves of nitrate nitrogen decreased several times. N-NH4 content changed significantly less during the vegetation. The decisive role of N-NO3 in the direct nutrition of barley with nitrogen has been revealed. The highest payback of 1 kg a.i. mineral fertilizers was obtained using a single dose of N40P40K40. During the years of research, it varied from 7.8 to 9.3 kg of grain per 1 kg of a.i. According to the aftereffect of organic fertilizers in favorable years, the payback of 1 kg of a.i. NPK increased to 11.2...16.7 kg of grain.

Keywords: grey forest soils, Vladimir Opole, weather conditions, barley, nitrate and ammonium nitrogen, level of nitrate nitrogen accumulation by growing season.

Author details: I.M. Schukin, Candidate of Sciences (biology), chief officer; V.V. Okorkov, Doctor of Sciences (agriculture), chief research fellow (e-mail: okorkovvv@yandex.ru); L.A. Okorkova, senior research fellow; A.E. Lebedeva, junior research fellow; V.I. Schukina, research

For citation: Schukin I.M., Okorkov V.V., Okorkova L.A., Lebedeva A.E., Schukina V.I. The impact of fertilizers and weather conditions on the yield of barley and the content of labile forms of nitrogen on grey forest soil of Opole // Vladimir agricolist. 2024. №1. pp. 47-56. DOI:10.24412/2225-2584-2024-1107-47-56.

DOI:10.24412/2225-2584-2024-1107-56-61 УДК 633.16:631.52

влияние климатических факторов на урожайность ярового ячменя в условиях владимирской области

Д.В. ЗАБАЛУЕВА1 научный сотрудник,

З.Е. САТАРИНА1, старший научный сотрудник Л.М. ЕРОШЕНКО2, кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий лабораторией селекции и первичного семеноводства ярового ячменя

Е.Ю. СЕМЕНОВА1, младший научный сотрудник

1Верхневолжский федеральный аграрный научный центр

ул. Центальная, д. 3, п. Новый, Суздальский р-н, Владимирская обл., 601261, Российская Федерация

2Федеральный исследовательский центр «Немчиновка»

ул. Агрохимиков, д. 6, р.п. Новоивановское, г.п. Одинцово, Московская обл., 143026, Российская Федерация

Резюме. Селекционная работа по яровому ячменю ведется совместно с ФГБНУ ФИЦ «Немчиновка», которая поставляет гибридные популяции 3...5 поколения для дальнейшего отбора и номера в экологическое сортоиспытание. Цель исследования - создать сорт ярового ячменя с потенциальной урожайностью 6,5.7,0 т/га, адаптированный к условиям Центральной России, устойчивый к полеганию и комплексу болезней с хорошим качеством зерна. Исследования проведены в 2020.2022 гг., на базе Верхневолжского ФАНЦ. В целом погодные условия вегетационных периодов 2020.2022 гг. свидетельствуют об усилении аридности климата. 2020 год характеризовался понижением температуры воздуха в начале вегетации, и недостатком влаги в период колошение-восковая спелость. В 2020 году по урожайности выделяются номера 141/, 35/1, 67/2, при средней урожайности по питомнику КСИ 4,10 т/га. В 2021 году снижение продуктивности ячменя произошло за счет уменьшения количества осадков в период молочной спелости. Это привело к появлению мелкого и щуплого зерна. Лучшие номера КСИ сформировали урожайность 2,43.3,18 т/га. Засушливый период в 2022г. растянулся