ВПЛИВ РІЗНИХ ВИДІВ І ДОЗ ДОБРИВ НА ПРОДУКТИВНІСТЬ ЗЕРНОВОЇ СІВОЗМІНИ

Григорій Миколайович Господаренко; Віталій Володимирович Любич; Вадим Вікторович Стоцький

doi:10.32845/agrobio.2022.2.7

Григорій Миколайович Господаренко http://orcid.org/0000-0002-6495-2647
Віталій Володимирович Любич http://orcid.org/0000-0003-4100-9063
Вадим Вікторович Стоцький http://orcid.org/0000-0001-6939-4958

DOI: https://doi.org/10.32845/agrobio.2022.2.7

Ключові слова: система удобрення, фосфор, ґрунт, урожайність культур, продуктивність сівозміни

Анотація

Висвітлено результати досліджень впливу тривалого (11 років) застосування фосфорних добрив у поєднанні з різними дозами азотних і калійних добрив в умовах Правобережного Лісостепу України на продуктивність культур польової сівозміни. Дослідження проводили у стаціонарному польовому досліді (№ 87 реєстрації НААН України), що територіально розміщувався у Правобережному Лісостепу (м. Умань Черкаської обл.). Продуктивність польової сівозміни обчислювали як суму добутків показників урожайності зерна й насіння на вихід кормопротеїнових одиниць (кпо) з 1 т відповідної продукції. Вважали, що 1 т продукції містить, т кпо: соя –2,14, пшениця озима – 1,15, кукурудза – 1,06, ячмінь ярий – 1,01. Як показали проведенні дослідження, врожайність ячменю ярого змінювалась від 3,64 до 5,70 т/га залежно від доз і поєднань добрив у польовій сівозміні. Систематичне застосування повного мінерального добрива в сівозміні сприяло підвищенню врожайності зерна на 1,95–2,06 т/га залежно від дози. При цьому слід зазначити, що в середньому за роки проведення досліджень у варіанті досліду Фон + Р60 відмічено лише незначне (0,11 т/га) підвищення врожайності порівняно з варіантом Фон + Р30. Тобто ячмінь ярий може ефективно використовувати післядію добрив, внесених під попередник і не потребує високих доз фосфорних добрив. Фосфорні добрива на азотно-калійному тлі в дозі 30 кг/га д. р. сприяли підвищенню врожайності пшениці озимої, кукурудзи, ячменю ярого та сої відповідно на 9, 14, 9 і 7 %, а продуктивності сівозміни у цілому – на 10 %. Подальше підвищення дози фосфорних добрив до Р60 підвищувало їх урожайність лише на 2–7 %, а продуктивність сівозміни лише на 6 %. Фосфорні добрива на азотно-калійному тлі (N110K80) у дозі 30 кг/га д. р. сприяють підвищенню врожайності пшениці озимої, кукурудзи, ячменю ярого та сої відповідно на 9; 14; 9 і 7 %, а подальше підвищення їх дози до 60 кг/га д. р. підвищувало їх урожайність лише на 2–7 %. Приріст продуктивності культур від фосфорних добрив, що вносяться в сівозміні в дозі 30 кг/га д. р., на азотно-калійному тлі (N110K80) становив 0,76 т кпо/га, або 10 %, тоді як від наступної дози (Р30) – 0,47 т кпо/га, або 6 %. Культури мають різний вплив на формування продуктивності сівозміни у цілому – від 17,5 % до 38,3 % залежно від удобрення. Застосування фосфорних добрив на азотно-калійному тлі збільшує частку участі кукурудзи і зменшує відповідно ячменю ярого і сої. Для забезпечення продуктивності польової сівозміни на рівні 8,1–8,5 т кпо/га, необхідно щорічно вносити під сільськогосподарські культури фосфорні добрива в дозі 30–60 кг/га д. р. на тлі N110K80 і заробляння у ґрунт нетоварної частини їх урожаю.

Посилання

1. Balík, J., Kulhánek, M., Cern, J., Sedláˇr, O., & Suran, P. (2020). Potassium fractions in soil and simple K balance in long-term fertilising experiments. Soil Water Res, 15, 211–219.
2. Bi, L.D., Zhang, B., Liu, G.R., Li, Z.Z., & Liu, Y.R. (2009). Long-term effects of organic amendments on the rice yields for double rice cropping systems in subtropical China. Agr Ecosyst Environ, 129, 534–541.
3. Chen, X., Zhang, W., Wang, X., Liu, Y., Yu, B., Chen, X., & Zou, C. (2021). Life cycle assessment of a long-term multifunctional winter wheat-summer maize rotation system on the North China Plain under sustainable P management. Sci Total Environ, 783, 147039. doi: 10.1016/j.scitotenv.2021.147039
4. Dai ,X., Ouyang, Z., Li Y., & Wang, H. (2013). Variation in yield gap induced by nitrogen, phosphorus and potassium fertilizer in North China Plain. PLoS One, 8(12), e82147.
5. Dai, X., Ouyang, Z., Li, Y., & Wang, H. (2013). Variation in yield gap induced by nitrogen, phosphorus and potassium fertilizer in North China Plain.PLoS One, 8(12), e82147. doi: 10.1371/journal.pone.0082147
6. Daly, K., Styles, D., Lalor, S., & Wall, D. P. (2015). Phosphorus sorption, supply potential and availability in soils with contrasting parent material and soil chemical properties. European Journal of Soil Science, 66(4), 792–801.
7. Gong, W., Yan, X.Y., Wang, J.Y., Hu, T.X., Gong, Y.B. (2009). Long-term manuring and fertilization effects on soil organic carbon pools under a wheat-maize cropping system in North China Plain. Plant Soil, 314, 67–76.
8. Hospodarenko, H., Liubych, V., Oliinyk, O., Polianetska, I., Silifonov, T. (2022). Infuence of fertilization on the crop rotation productivity and the balance of essential nutrients in the soil. Rev. Fac. Nac. Agron. Medellín, 75(2), 9919–9928. doi: 10.15446/rfnam.v75n2.98290
9. Hospodarenko, H., Prokopchuk, I., Nikitina, O. & Liubych, V. (2019). Assessment of the contamination level of a podzolized сhernozem with nuclides in a long-term land use. Agriculture (Poľnohospodárstvo), 65(3), 128−135. doi: 10.2478/agri-2019-0013
10. Jiang, D., Hengsdijk, H., Dai, T., de Boer, W., & Jing, Q. (2006). Long-term effects of manure and inorganic fertilizers on yield and soil fertility for a winter wheat-maize system in Jiangsu, China. Pedosphere, 16, 25–32.
11. Li, S., Lei, Y., Zhang, Y., Liu, J., Shi, X., Jia, H., Wang, C., Chen, F., & Chu, Q. (2019). Rational trade-offs between yield increase and fertilizer inputs are essential for sustainable intensification: A case study in wheat-maize cropping systems in China. Sci Total Environ, 679, 328–336. doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.05.085
12. Manna, M.C., Swarup, A., Wanjari, R.H., Ravankar, H.N., & Mishra, B. (2005). Long-term effect of fertilizer and manure application on soil organic carbon storage, soil quality and yield sustainability under sub-humid and semi-arid tropical India. Field Crop Res, 93, 264–280.
13. Menezes-Blackburn, D., Giles, C., & Darch, T. (2018). Opportunities for mobilizing recalcitrant phosphorus from agricultural soils: a review. Plant Soil, 427, 5–16.
14. Mueller, N.D., Gerber, J.S., Johnston, M., Ray, D.K., & Ramankutty, N. (2012). Closing yield gaps through nutrient and water management. Nature, 490, 254–257.
15. Novak, L., Liubych, V., Poltoretskyi, S. & Andrushchenko, M. (2019). Technological indices of spring wheat grain depending on the nitrogen supply. Modern Development Paths of Agricultural Production: Trends and Innovations, 753–761. doi: 10.31388/2220-8674-2019-1-55
16. Nunes, R. S., de Sousa, D. M. G., Goedert, W. J., de Oliveira, L. E. Z., Pavinato, P. S., & Pinheiro, T. D. (2020). Distribution of Soil Phosphorus Fractions as a Function of Long-Term Soil Tillage and Phosphate Fertilization Management. Frontier Earth Science, 8, 350. doi: 10.3389/feart.2020.00350
17. O’Sullivan, J. B., Vongsouthi, K., Jin, J., & Tang, C. (2022). Soil phosphorus sorption capacity dictates the effect of elevated CO2 on soil and plant critical phosphorus levels for wheat growth. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 1–10.
doi: 10.1002/jpln.202100401
18. Schneider, K. D., Thiessen Martens, J. R., & Zvomuya F. (2019). Options for improved phosphorus cycling and use in agriculture at the field and regional scales. J. Environ. Qual., 48, 1247–1264.
19. Sheil, T., Wall, D., Culleton, N., Murphy, J., Grant, J., & Lalor, S. (2016). Long-term effects of phosphorus fertilizer on soil test phosphorus, phosphorus uptake and yield of perennial ryegrass. The Journal of Agricultural Science, 154(6), 1068–1081. doi: 10.1017/S0021859615001100
20. Shen, J., Li, R., Zhang, F., Fan, J., & Tang, C. (2004). Crop yields, soil fertility and phosphorus fractions in response to long-term fertilization under the rice monoculture system on a calcareous soil. Field Crop Res. 86, 225–238.
21. Šimanský, V. & Jonczak, J. (2019). Sorption capacity of sandy soil under long-term fertilisation. Agriculture (Poľnohospodárstvo), 65(4), 164–171. doi: 10.2478/agri-2019-0017
22. Soltangheisi, A., Teles, A. P. B., Sartor, L. R., & Pavinato, P. S. (2020). Cover Cropping May Alter Legacy Phosphorus Dynamics Under Long-Term Fertilizer Addition. Frontiers in environmental science, 8, 13. doi: 10.3389/fenvs.2020.00013
23. Stationary field experiments of Ukraine. (2014). Agrarian Science, Kyiv. 146
24. Tang, X., Li, J., Ma, Y., Hao, X., & Li, X. (2008). Phosphorus efficiency in long-term (15-years) wheat-maize cropping systems with various soil and climate conditions. Field Crop Res, 108, 231–237.
25. Vitousek, P.M., Naylor, R., Crews, T., David, M.B., Drinkwater, L.E. (2009). Nutrient imbalances in agricultural development. Science, 324, 1519–1520.
26. Volkohon ,V.V., Berdnikov, O.M. & Lopushniak, V.I. (2019). Ecological aspects of fertilization system of agricultural crops. Agrarian science, Kyiv. 263.
27. Vu, D. T., Armstrong, R. D., Sale, P. W. G., & Tang, C. (2010). Phosphorus availability for three crop species as a function of soil type and fertilizer history. Plant and Soil, 337(1–2), 497–510.
28. Wang, Y.C., Wang. E., Wang, D.L., Huang, S.M., & Ma, Y.B. (2010) Crop productivity and nutrient use efficiency as affected by long-term fertilization in North China Plain. Nutr Cycl Agroecosys, 86, 105–119.
29. Weng, L.Y., Yang, X.Q., Lyu, M.J., Xin, S.Y., Chen, S., Ma, W.Q., & Wei, J. (2018). Characteristics of soil nitrate accumulation and leaching under different long-term nitrogen application rates in winter wheat and summer maize rotation system. Ying Yong Sheng Tai Xue Bao, 29(8), 2551–2558. doi: 10.13287/j.1001-9332.201808.026
30. Zhang, H., Xu, M., & Zhang, F. (2009). Long-term effects of manure application on grain yield under different cropping systems and ecological conditions in China. J Agr Sci, 147, 31–42.