Таким образом, существует большая потребность в питательных веществах, особенно в нитратных и аммиачных формах азота, для накопления азота в растении, который обеспечивается данным удобрением.
Азот и фосфор -- важные питательные вещества для всех живых организмов. Они являются определяющими факторами роста и продуктивности растений, поэтому растениям требуются относительно большие количества этих элементов [16].
Соотношение между фракциями органических и минеральных форм фосфора, их качественный и количественный состав в различных типах почв неодинаков и характерен для данных почвенных условий [17, 19].
Содержание подвижного фосфора в почве к лету и осени, к концу вегетации растений снижается в 1,5-2,0 раза. Это объясняется двумя причинами: потреблением фосфора растениями и уменьшением влажности почвы. Между содержанием влаги в почве и подвижных фосфатов имеется прямая зависимость [13].
Содержание подвижного фосфора в почве, в первую очередь, обуславливалось уровнем применения минеральных удобрений [18].
В период формирования проростков количество P2O5 между вариантами составляло 8,0-16,4 в слое 0-20 см, 6,9-13,7 мг/кг -- в фазе цветения и 5,7-9,6 мг/кг -- в фазе полного созревания и 6,1-13,0 мг/кг -- в слое 20-40 см. Колебания от 5,0-9,7 до 3,8-8,2 мг/кг (Таблица).
В течение периода исследования количество подвижного фосфора варьировалось от 4,6 до 6,9 мг/кг в зависимости от фазы развития в варианте без удобрений, 5,5-7,8 мг/кг -- в варианте с 10 т навозом, 6,2-9,2 мг/кг -- в норме удобрения N30P30K30, 8,0-11,9 мг/кг -- в варианте N60P60K30 и 9,0-14,4 мг/кг -- в варианте N90P60K60.
Внесение удобрений увеличило среднее количество фосфора за 3 года на 52,1% в варианте N90P60K60, на 48,2% в фазе цветения и 48,9% -- в период полного созревания во время формирования проростков.
С развитием растения, формированием вегетативных и генеративных органов и формированием продуктивности потребность в питательных веществах возрастала. Поэтому использование подвижного фосфора растениями усилилось. Минимальное количество подвижного фосфора наблюдалось при полном созревании бобов.
Для расчета конечных пределов ошибки выборки с вероятностью 95% для количества подвижного фосфора были получены следующие цифры: среднее за 3 года количество подвижного фосфора составило 8,2 мг/кг, дисперсия -- 2,33, стандартное отклонение -- 1,527 мг/кг, коэффициент вариации -- 18,6%, абсолютная погрешность -- 0,342 мг/кг; относительная погрешность составила -- 4,15%, а конечные пределы погрешности выборки составили 18,2 ± 0,714 (7,5^8,9) мг/кг.
По коэффициенту детерминации можно сказать, что 63-75% накопления фосфора в растениях происходит за счет подвижного фосфора в почве, а 25-37% -- за счет других факторов. Среди этих зависимостей уравнения корреляции-регрессии в зависимости от стадий развития растения определены и представлены следующим образом:
-фаза ветвления: y = 0,0573x + 0,8348;
-фаза цветения: y = 0,0762x + 0,5514;
-фаза полного созревания: y = 0,1031x + 1,8648 (Рисунки 4-6).
Рисунок 4. Зависимость количества фосфора в растении от количества подвижного фосфора в почве во время фазы куста.
Рисунок 5. Зависимость количества фосфора в растении от количества подвижного фосфора в почве во время фазы цветения.
Рисунок 6. Зависимость количества фосфора в растении от количества подвижного фосфора в почве во время фазы созревания.
Существует определенная зависимость между количеством основных питательных веществ в почве и образующимся продуктом, а также его качеством, которое также варьируется в зависимости от плодородия почвы [18, 20].
Уровень обеспеченности сельскохозяйственных культур калием можно более объективно рассматривать с точки зрения количества его метаболической формы в почве [3,5].
В динамике изучено количество обменного калия -- одного из основных элементов питания растений на орошаемых серо-бурых почвах, на которых выращивают овощные бобы в 2018-2020 гг. Как и в случае азота и подвижного фосфора, количество метаболического калия меняется в динамике в зависимости от фазы развития бобов.
За годы исследований количество обменного калия в почве в контрольном варианте составило 23 мг/кг относительно фазы цветения, 39 мг/кг -- относительно фазы полного созревания, 25 и 37 мг/кг -- в варианте 10 т навоза, 23 и 38 кг/мг -- в норме удобрения N30P30K30; 20 и 40 мг/кг -- в варианте N60P60K30, 31 и 52 мг/кг -- в варианте N90P60K60.
Количество обменного калия в фазе бутонизации составляло 58 мг/кг в варианте N90P60K60 по сравнению с контролем, 57 мг/кг -- в фазе цветения и 45 мг/кг -- в фазе полного созревания. Количество обменного калия в почве было на 26 мг/кг больше в фазе цветения, чем в фазе цветения, и на 43 мг/кг больше, чем в фазе полного созревания.
По количеству обменного калия окончательные пределы ошибки выборки были рассчитаны с вероятностью 95%, а среднее трехлетнее среднее значение составило 208 мг/кг, дисперсия -- 126,84, стандартное отклонение -- 11,262 мг/кг, коэффициент вариации -- 5,41%, абсолютная ошибка -- 2,52 мг/кг; относительная погрешность -- 1,210%, а конечные пределы погрешности выборки находились в пределах 203-213 мг/кг.
По сравнению с фазой бобового куста количество обменного калия было высоким, и этот показатель изменился в сторону уменьшения в связи с увеличением потребности в развитии растений и интенсивной ассимиляции растением до конца вегетационного периода.
В результате внесения удобрений среднее количество обменного калия в варианте N90P60K60 увеличилось на 22,3% во время формирования проростков, на 24,9% -- в фазе цветения и на 21,6% -- в течение полного периода созревания по сравнению с контролем за три года.
Установлено, что внесение азотных, фосфорных, калийных и органических (навоз) удобрений значительно обогащало почву усвояемыми формами этих элементов [21].
При выращивании овощных бобов связь между фазами калия в растении и обменом калия в почве определялась в фазах бутонизации (r=0,793), цветения (r=0,899) и полного созревания (r=0,892), причем корреляция между этими показателями была достаточно надежной. В зависимости от фазы развития растений между этими показателями зависимости выражаются следующими уравнениями регрессии:
-в фазе куста: у=0,0082х-0,1668;
-в фазе цветения: у= 0,0072х-0,2838;
-в фазе полного созревания: у = 0,0096х-0,3153 (Рисунок 7-9).
Рисунок 7. Зависимость количества калия в растении от количества обменного калия в почве во время фазы куста.
Рисунок 8. Зависимость количества калия в растении от количества обменного калия в почве во время фазы цветения.
Рисунок 9. Зависимость содержания калия в растениях от количества обменного калия в почве во время фазы созревания.
Повышение метаболического калия в почве на 1 мг/кг, в зависимости от фазы развития овощных бобов процент увеличения количества калия в растении составил 0,0072-0,0096%.
Таким образом, количество элементов питания в почве было больше в удобренных вариантах, чем в контроле, и во всех вариантах количество элементов питания изменялось в сторону уменьшения фаз от цветения куста до полной зрелости. Соотношение между количеством питательных веществ в растениях и почве оказалось довольно надежным.
Выводы
Выявлено, что в результате внесения навоза и различных норм удобрений под овощные бобы количество элементов питания в орошаемых серо-бурых почвах изменялось в динамике в зависимости от стадий развития растений. Количество нитратов и абсорбированного аммиака, подвижного фосфора и обменного калия в орошаемых серобурых почвах увеличивалось с увеличением нормы удобрений.
В почвах под овощными бобами количество питательных веществ было максимальным на ранних стадиях фазы развития растений, а их количество в почве уменьшилось из-за увеличения потребности в питательных веществах, используемых в почве, с образованием вегетативных и генеративных органов.
Взаимосвязь между количеством питательных веществ в почве и питательными веществами в растении варьировала в зависимости от стадии развития растения, и эта зависимость была довольно высокой.
Список литературы
Кудеяров В. Н., Семенов В. М. Проблемы агрохимии и современное состояние химизации сельскохозяйственного производства в Российской Федерации // Агрохимия. 2014. №10. С. 3-17.
Лебедева Т. Н. Эколого-агрохимические аспекты минерального питания картофеля на серой лесной почве: автореф. дисс. ... канд. биол. наук. М., 2016.
Минеев В. Г. Агрохимия. М., 2004. 720 с.
Nobela L. Influence of biosolid stability, temperature and water potential on nitrogen mineralization in biosolid amended soils: University of Pretoria, 2011.
Лапа В. В. Повышение плодородия почв и эффективности применения удобрений- основные приоритеты в развитии агрохимических исследований (на примере Республики Беларусь) // Плодородие. 2019. №3. С. 3-6. https://doi.org/10.25680/S19948603.2019.108.01
Ожередова А. Ю., Есаулко А. Н. Влияние минеральных удобрений на содержание элементов питания в растениях и урожайность зерна озимой пшеницы // Плодородие. 2019. №4. С. 6-8. https://doi.org/10.25680/S19948603.2019.109.02
Козлова А. В. Эффективность длительного применения органических и минеральных удобрений в различных дозах и сочетаниях при возделывании овса в полевом севообороте на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве: автореф. дисс. ... канд. с.-х. наук. М., 2015.
Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1985. 416 с.
Помазкина Л. В. Агрохимия азота в таежной зоне Прибайкалья. Новосибирск: Наука, 1985. 176 с.
Свирина В. А., Артюхова О. А. Азотный режим и биологическая активность почвы
под влиянием известкования и удобрений // Плодородие. 2019. №5. С. 3-6.
https://doi.org/10.25680/S19948603.2019.110.01
Беляев А. Б. Элементы минерального питания в почвах. Воронеж, 2012. 29 c.
Прасолова А. А. Влияние азота удобрения на газовый режим различных горизонтов почв: автореф. дисс. ... канд. биол. наук. М., 2015.
Каменев Р. А. Использование птичьего помета для оптимизации питания полевых культур на черноземных почвах в степной зоне Северного Кавказа: автореф. дисс. ... д-ра с.- х. наук. Воронеж, 2017.
Маркова О. В., Гарипова С. Р. Отбор перспективных линий фасоли (Phaseolus vulgaris L.) сорта Эльза и особенности их симбиотрофного питания в разных почвенноклиматических условиях Предуралья // Вестник Башкирского университета. 2013. Т. 18. №3. С. 709-712.
Каримова Ф. Д., Асозода Н. М. Влияние минеральных удобрений и противоэрозионной агротехники при возделывании люцерны на склонах в междурядьях молодых садов // Известия Академии наук Республики Таджикистан. Отделение биологических и медицинских наук. 2018. №4. С. 53-59.
Kahsay W. S. Effects of nitrogen and phosphorus on potatoes production in Ethiopia: A
review // Cogent Food & Agriculture. 2019. V. 5. №1. P. 1572985.
https://doi.org/10.1080/23311932.2019.1572985
Алиева А. П. Влияние органических и минеральных удобрений на фосфатный режим серо-бурой орошаемой почвы под виноградниками Апшерона // Агрохимия. 2011. №7. С. 3-10.
Муратов М. Р. Влияние длительного применения удобрений и химических мелиорантов на агрохимическое состояние почв и урожайность сельскохозяйственных культур в условиях Предкамья Республики Татарстан: дисс. ... канд. с.-х наук. Казань, 2015. 235 с.
Заманов П. Б., Гейдарова Р. Х. Расчет и эффективность питательных элементов в почве необходимых для растений // Труды ИПА НАНА. 2015. Т. 22 (1-2). С. 324-330.
Мовсумов З. Р. Использование почвенно-растительной диагностики для получения планируемого урожая зерновых // Труды ИПА НАНА. 2009. С. 409-417.
Мамедов Г. М. Применение различных систем удобрения под культуру яблони на лугово-коричневой почве Азербайджана // Агрохимия. 2012. №1. С. 50-55.
References
Kudeyarov, V. N., & Semenov, V. M. (2014). Problemy agrokhimii i sovremennoe sostoyanie khimizatsii sel'skokhozyaistvennogo proizvodstva v Rossiiskoi Federatsii. Agrokhimiya, (10), 3-17. (in Russian).
Lebedeva, T. N. (2016). Ekologo-agrokhimicheskie aspekty mineral'nogo pitaniya kartofelya na seroi lesnoi pochve: authoref. Ph.D. diss. Moscow. (in Russian).
Mineev, V. G. (2004). Agrokhimiya. Moscow. (in Russian).
Nobela, L. (2011). Influence of biosolid stability, temperature and water potential on nitrogen mineralisation in biosolid amended soils (Doctoral dissertation, University of Pretoria).
Lapa, V. V. (2019). Soil Fertility and Efficiency Improvement Applications of Fertilizers- key Priorities in Development of Agrochemical Research (on the Example of the Republic of Belarus). Fertility, (4), 6-8. (in Russian). https://doi.org/10.25680/S19948603.2019.108.01
Ozheredova, A. Yu., & Esaulko, A. N. (2019). The Influence of Mineral Fertilizers on the Nutrients Content in Plants and Yield of Winter Wheat. Fertility, (4), 6-8. (in Russian). https://doi.org/10.25680/S19948603.2019.109.02
Kozlova, A. V. (2015). Effektivnost' dlitel'nogo primeneniya organicheskikh i mineral'nykh udobrenii v razlichnykh dozakh i sochetaniyakh pri vozdelyvanii ovsa v polevom sevooborote na dernovo-podzolistoi legkosuglinistoi pochve: authoref. Ph.D. diss. Moscow. (in Russian).
Dospekhov, B. A. (1985). Metodika polevogo opyta. Moscow. (in Russian).
Pomazkina, L. V. (1985). Agrokhimiya azota v taezhnoi zone Pribaikal'ya. Novosibirsk. (in Russian).
Svirina, V.A., & Artyukhova, O. A. (2019). Dynamics of Nitrate and Ammonium Nitrogen under the Influence of Dolomite Powder and Mineral Fertilizers. Fertility, (5), 3-6. (in Russian). https://doi.org/10.25680/S19948603.2019.110.01
Belyaev, A. B. (2012). Elementy mineral'nogo pitaniya v pochvakh. Voronezh. (in Russian).
Prasolova A. A. 2015. Vliyanie azota udobreniya na gazovyi rezhim razlichnykh gorizontov pochv: authoref. Ph.D. diss. Moscow. (in Russian).
Kamenev, R. A. (2017). Ispol'zovanie ptich'ego pometa dlya optimizatsii pitaniya polevykh kul'tur na chernozemnykh pochvakh v stepnoi zone Severnogo Kavkaza: authoref. Dr. diss. Voronezh. (in Russian).
Markova, O. V., & Garipova, S. R. (2013). Selection of Perspective Lines of Elsa Variety of Common Bean (Phaseolus vulgaris L.) and Characteristics of their Symbiotrophic Nutrition in Different Soil and Climatic Conditions of the Urals. Bulletin of the Bashkir University, 18(3), 709712. (in Russian).
Karimova, F. D., & Asozoda, N. M. (2018). Influence of Fertilizers and Anti-erosion Agricultural Machines at the Collection of Lucerne on Slopes in Interdepartments of Young Gardens. Izvestiya Akademii nauk Respubliki Tadzhikistan. Otdelenie biologicheskikh i meditsinskikh nauk, (4), 53-59. (in Russian).