RU2829354C1 - Method of increasing potato yield - Google Patents
Method of increasing potato yield Download PDFInfo
- Publication number
- RU2829354C1 RU2829354C1 RU2024104803A RU2024104803A RU2829354C1 RU 2829354 C1 RU2829354 C1 RU 2829354C1 RU 2024104803 A RU2024104803 A RU 2024104803A RU 2024104803 A RU2024104803 A RU 2024104803A RU 2829354 C1 RU2829354 C1 RU 2829354C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- lupine
- potato
- depth
- straw
- Prior art date
Links
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 title claims abstract description 74
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 title claims abstract description 73
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 100
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims abstract description 62
- 241000219745 Lupinus Species 0.000 claims abstract description 47
- 239000010902 straw Substances 0.000 claims abstract description 47
- 235000012015 potatoes Nutrition 0.000 claims abstract description 34
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 32
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims abstract description 19
- 238000003967 crop rotation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000003895 organic fertilizer Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000012794 pre-harvesting Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims description 9
- 238000009331 sowing Methods 0.000 claims description 7
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 abstract description 20
- 241000519675 Lupinus nanus Species 0.000 abstract description 18
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 abstract description 16
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 abstract description 16
- 230000035558 fertility Effects 0.000 abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 239000002243 precursor Substances 0.000 abstract description 3
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 37
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 34
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 30
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 14
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 12
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 11
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 11
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 11
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 11
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 10
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 9
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 9
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 8
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 7
- 235000021374 legumes Nutrition 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000001461 cytolytic effect Effects 0.000 description 5
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 5
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 5
- 238000011160 research Methods 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 240000000894 Lupinus albus Species 0.000 description 4
- 235000010649 Lupinus albus Nutrition 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 235000020776 essential amino acid Nutrition 0.000 description 4
- 239000003797 essential amino acid Substances 0.000 description 4
- 239000003864 humus Substances 0.000 description 4
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 4
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 4
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 4
- 241000209504 Poaceae Species 0.000 description 3
- 230000003625 amylolytic effect Effects 0.000 description 3
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 2
- 240000001238 Gaultheria procumbens Species 0.000 description 2
- 235000007297 Gaultheria procumbens Nutrition 0.000 description 2
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 2
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 2
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010883 coal ash Substances 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- OSWPMRLSEDHDFF-UHFFFAOYSA-N methyl salicylate Chemical compound COC(=O)C1=CC=CC=C1O OSWPMRLSEDHDFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 2
- 244000000000 soil microbiome Species 0.000 description 2
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 102100032040 Amphoterin-induced protein 2 Human genes 0.000 description 1
- 241000380130 Ehrharta erecta Species 0.000 description 1
- 101000776165 Homo sapiens Amphoterin-induced protein 2 Proteins 0.000 description 1
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 1
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 1
- KWYCPUNAAYFHAK-UHFFFAOYSA-N N-(2,6-Dimethylphenyl)-4-[[(diethylamino)acetyl]amino]benzamide Chemical compound C1=CC(NC(=O)CN(CC)CC)=CC=C1C(=O)NC1=C(C)C=CC=C1C KWYCPUNAAYFHAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000009418 agronomic effect Effects 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 206010009887 colitis Diseases 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 230000001447 compensatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229960001438 immunostimulant agent Drugs 0.000 description 1
- 239000003022 immunostimulating agent Substances 0.000 description 1
- 230000003308 immunostimulating effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000007269 microbial metabolism Effects 0.000 description 1
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 238000009304 pastoral farming Methods 0.000 description 1
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 1
- 239000010908 plant waste Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 1
- 230000010496 root system development Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
- 230000001228 trophic effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 230000003462 zymogenic effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способу обогащения почвы при возделывании картофеля.The invention relates to agriculture, namely to a method for enriching soil when cultivating potatoes.
Картофелеводство - традиционная отрасль сельского хозяйства, прочно стоящая на втором месте после зерновых культур. Однако из основных причин низкоэффективного отечественного картофелеводства является существенное отставание России от мирового агротехнологического прогресса.Potato growing is a traditional branch of agriculture, firmly holding second place after grain crops. However, one of the main reasons for the low efficiency of domestic potato growing is Russia's significant lag behind global agro-technological progress.
Известно, что в земледелии важнейшим и основными средствами производства являются почва, обладающая плодородием. Под плодородием почвы понимают ее способность служить культурным растениям средой обитания, источником обеспечения земными факторами жизни.It is known that in agriculture the most important and basic means of production is soil, which has fertility. Soil fertility is understood as its ability to serve as a habitat for cultivated plants, a source of providing earthly factors of life.
Требования картофеля к почве и ее плодородию связаны с его биологическими особенностями: относительно слабо развитой корневой системой и формированием столонов клубней в почве. Лучшими, для картофеля являются рыхлые почвы с хорошей воздухопроницаемостью, небольшой влажностью и водопроницаемыми горизонтами.Potato requirements for soil and its fertility are related to its biological characteristics: a relatively poorly developed root system and the formation of stolons of tubers in the soil. The best soils for potatoes are loose soils with good air permeability, low humidity and permeable horizons.
В России имеющиеся ресурсы соломы значительно превышают объемы ее реального фактического применения, т.е. существует потенциальные возможности увеличения объемов ее использования в качестве удобрения без удаления с поля, что является наиболее экологически экономически целесообразным способом утилизации отходов растениеводства. За счет возврата растительных остатков можно в значительной мере компенсировать восполнить вынос из почвы элементов питания.In Russia, the available straw resources significantly exceed the volumes of its actual use, i.e. there is potential for increasing the volumes of its use as a fertilizer without removing it from the field, which is the most environmentally friendly and economically feasible way of utilizing plant waste. By returning plant residues, it is possible to significantly compensate for the removal of nutrients from the soil.
В ряде высокоразвитых агропромышленных странах, с целью повышения продуктивности животноводства и снижения себестоимости продукции, пристальное внимание уделяется зернобобовой культуре - люпину, зерно которогоявляется компонентов кормовых смесей с высоким содержанием незаменимых смесей с высоким содержанием незаменимых аминокислот и белка в целом (Серая Т.М., Мезенцева Е.Г. и др. Продуктивность люпина узколистного на дерново-подзолистой супесчаной почве//Почвоведение и агрохимия. 2011. №1 (46). С. 192-201).In a number of highly developed agro-industrial countries, in order to increase the productivity of livestock farming and reduce the cost of production, close attention is paid to the leguminous crop - lupine, the grain of which is a component of feed mixtures with a high content of essential amino acids and protein in general (Seraya T.M., Mezentseva E.G. et al. Productivity of narrow-leaved lupine on sod-podzolic sandy loam soil//Soil Science and Agrochemistry. 2011. No. 1 (46). P. 192-201).
Люпин рекомендуется в биологизированных севооборотах, часто в качестве предшественника картофеля, как средоулучшающая культура накапливающая азот и улучшающая плодородие почвы. Кроме того, люпин формирует около 30 ц/га соломы, которая характеризуется более узким соотношением азота к углероду, чем солома злаковых культур и может использоваться на удобрение без компенсирующих добавок (Новиков М.Н. Ведущая культура в системе биолагизации земледелия //Аграрный вестник Верхневолжья. 2019. №3(28). С. 41-47).Lupine is recommended in biologized crop rotations, often as a predecessor of potatoes, as an environment-improving crop that accumulates nitrogen and improves soil fertility. In addition, lupine forms about 30 c/ha of straw, which is characterized by a narrower nitrogen-to-carbon ratio than cereal straw and can be used as fertilizer without compensating additives (Novikov M.N. Leading crop in the biologization system of agriculture // Agrarian Bulletin of the Upper Volga Region. 2019. No. 3 (28). Pp. 41-47).
Люпин также используется в качестве сидерального удобрения. Однако практически отсутствуют экспериментальные данные о влиянии на плодородие почв и продуктивность культур, о размерах поступления фитомассы и элементов питания с растительными остатками люпина, остающимися на поле после уборки зерна.Lupine is also used as a green manure. However, there is virtually no experimental data on the impact on soil fertility and crop productivity, on the amount of phytomass and nutritional elements supplied by lupine plant residues remaining in the field after grain harvesting.
Послеуборочные растительные остатки являются прямым источником легкодоступного углерода и азота для микробной деятельности, поэтому дополнительное их поступление в пахотный слой может в значительной степени оказать влияние на численность, биомассу и активность почвенного микробного сообщества.Post-harvest plant residues are a direct source of readily available carbon and nitrogen for microbial activity, so their additional supply to the arable layer can significantly affect the number, biomass and activity of the soil microbial community.
Известен способ возделывания картофеля на орошаемых землях, предусматривающий обработку почвы, внесение органоминеральных удобрений, нарезание гребней, осуществляют одновременно чизельным рабочим органом с наклонными стойками, снабженными отвалами и тукопроводами; в качестве органоминеральных удобрений используют смесь из соломы, минеральные удобрения и каменноугольной золы, минеральные калийные и фосфорные удобрения вносят один раз - осенью, а минеральные азотные удобрения вносят в виде аммиачной селитры из расчета 15 кг/га 1 т соломы; соотношение компонентов смеси - солома, минеральные удобрения и каменноугольная зола - составляет 2,3:3,3, соответственно; внесение смеси в почву осуществляют из расчета 60 т/га (Патент RU №2354095, А01В 79/02 от 10.05.2009).A method of cultivating potatoes on irrigated lands is known, which involves tilling the soil, applying organomineral fertilizers, cutting ridges, carried out simultaneously by a chisel working element with inclined racks equipped with moldboards and fertilizer pipes; a mixture of straw, mineral fertilizers and coal ash is used as organomineral fertilizers, mineral potassium and phosphorus fertilizers are applied once - in the fall, and mineral nitrogen fertilizers are applied in the form of ammonium nitrate at the rate of 15 kg / ha 1 t of straw; the ratio of the mixture components - straw, mineral fertilizers and coal ash - is 2.3: 3.3, respectively; the mixture is applied to the soil at the rate of 60 t / ha (Patent RU No. 2354095, A01B 79/02 dated 10.05.2009).
К недостаткам описанного способа, несмотря на декларируемую возможность получения клубней картофеля различных сортов до 60 т/га относятся низкая эффективность использования минеральных удобрений, вносимых большими дозами N180P140K270 кг д.в./га и органических удобрений нормой 40-60 т/га, а также отсутствует способ расширения разнообразия возможностей в виде измельченной соломы белого люпина однолетнего с поступившим в почву элементов питания, т.е. влияние послеуборочных остатков на биологическое состояние дерново-подзолистой почвы для стимуляции возделываемого картофеля.The disadvantages of the described method, despite the declared possibility of obtaining potato tubers of various varieties up to 60 t/ha include low efficiency of using mineral fertilizers applied in large doses of N 180 P 140 K 270 kg active ingredient/ha and organic fertilizers at a rate of 40-60 t/ha, as well as the lack of a method for expanding the diversity of possibilities in the form of chopped straw of annual white lupine with nutrients entering the soil, i.e. the influence of post-harvest residues on the biological state of sod-podzolic soil to stimulate cultivated potatoes.
Известен способ выращивания картофеля в двухпольном севообороте, включающий размещения картофеля по предшественникам, обработку почвы с заделкой корневых остатков предшественника, внесение минеральных удобрений, нарезку гребней, посадку в гребни, междурядные обработка и борьбу с сорняками, предуборочное удаление ботвы и уборку клубней, при котором для посадки берут семенной картофель ранних сортов по срокам вегетации 90-105 дней, а его выращивание проводят в двухпольном интенсивном севообороте, включающем: однолетние травы - поукосно озимая рожь; озимая рожь - поукосно, картофель - зябь, причем в качестве предшественника картофелю используют ранние сорта озимой ржи, проводят 10-15 августа после уборки однолетних трав без дополнительного внесения органических удобрений, при этом озимую рожь убирают в фазе выхода в трубку на зеленую массу при высоком срезе 12-15 см с заделкой оставшейся стерни и корневой системы ржи вспашкой на 20-25 см, на 10-15 см за 3-5 дней перед посадкой картофеля в гребни, которую проводят 10-15 июня, а убирают картофель в сентябре; предуборочное удаление ботвы проводят механическим измельчителем и разбрасыванием по полю, а после уборки картофеля проводят зяблевую вспашку (Патент RU № 2349068, А01В 79/08 от 20.10.2009).A method of growing potatoes in a two-field crop rotation is known, which includes placing potatoes on predecessors, cultivating the soil with the incorporation of the root residues of the predecessor, applying mineral fertilizers, cutting ridges, planting in ridges, inter-row cultivation and weed control, pre-harvest removal of tops and harvesting of tubers, in which seed potatoes of early varieties with a vegetation period of 90-105 days are taken for planting, and they are grown in a two-field intensive crop rotation, including: annual grasses - winter rye mown; winter rye - by mowing, potatoes - by fall plowing, and early varieties of winter rye are used as a predecessor to potatoes, carried out on August 10-15 after harvesting annual grasses without additional application of organic fertilizers, while winter rye is harvested in the phase of emerging into a tube for green mass with a high cut of 12-15 cm with the incorporation of the remaining stubble and the root system of rye by plowing to 20-25 cm, to 10-15 cm 3-5 days before planting potatoes in ridges, which is carried out on June 10-15, and potatoes are harvested in September; Pre-harvest removal of tops is carried out using a mechanical chopper and spreading over the field, and after harvesting the potatoes, autumn plowing is carried out (Patent RU No. 2349068, A01B 79/08 dated 20.10.2009).
К недостаткам описанного способа выращивания картофеля в двухпольном севообороте относятся то, что однолетние травы, озимая рожь и внесение N90P90K90 не могут обеспечить получение высоких и устойчивых урожаев картофеля, а также отсутствует способ расширения разнообразия возможностей обеспечивающих оптимальный выбор способа установить размеры и соотношение отчуждаемой растительной продукции (зерна) и возвращаемых в почву растительных остатков люпина однолетнего, количество поступающих в почву элементов питания, влияниепослеуборочных остатков на биологическое состояние дерново-подзолистой почвы и урожайности картофеля. Люпин является высокостебельной бобовой культурой с высоким содержанием незаменимых аминокислот и белка в целом.The disadvantages of the described method of growing potatoes in a two-field crop rotation include the fact that annual grasses, winter rye and the introduction of N 90 P 90 K 90 cannot ensure high and stable potato yields, and there is no way to expand the diversity of possibilities that ensure the optimal choice of the method to establish the size and ratio of alienated plant products (grain) and plant residues of annual lupine returned to the soil, the amount of nutrients entering the soil, the effect of post-harvest residues on the biological state of sod-podzolic soil and potato yields. Lupine is a tall-stemmed legume with a high content of essential amino acids and protein in general.
Известен способ капельного орошения раннего картофеля в условиях Республики Башкортостан, при котором в период вегетации картофеля поддерживают режим орошения 85-90 и 85-95% НВ и вносят расчетные дозы удобрений на планируемую урожайность 30 и 40 т/га клубней раннего картофеля сорта Ред Скарлетт (см. статью А.Д. Андрианов, Д.А. Андрианов. Капельное орошение картофеля //Мелиорация и водное хозяйство.- 2008. - С. 37-39).A method of drip irrigation of early potatoes in the conditions of the Republic of Bashkortostan is known, in which during the potato growing season an irrigation regime of 85-90 and 85-95% of the HB is maintained and the calculated doses of fertilizers are applied for the planned yield of 30 and 40 t/ha of tubers of the early potato variety Red Scarlett (see the article by A.D. Andrianov, D.A. Andrianov. Drip irrigation of potatoes // Melioration and water management. - 2008. - P. 37-39).
К недостаткам описанного способа капельного орошения сорта Ред Скарлетт раннего срока созревания относятся низкая урожайность клубней (30-40 т/га) при потенциальной возможности сорта 80-100 т/га товарных клубней. Последнее вызвано не тяжелыми метеорологическими условиями Республики Башкортостан, а неправильным режимом минерального питания, а также отсутствует способ расширения разнообразия возможностей обеспечивающих установление размеров и соотношение отчуждаемой растительной продукции (зерна) и возвращаемых в почву растительных остатков люпина однолетнего, количество поступающих в почву элементов питания, влияние послеуборочных остатков на биологическое состояние дерново-подзолистой почвы и ее урожайность - люпин, зерно которого является ценным компонентом кормовых смесей с высоким содержанием незаменимых аминокислот и белка в целом.The disadvantages of the described method of drip irrigation of the early ripening Red Scarlett variety include low tuber yield (30-40 t/ha) with the potential of the variety being 80-100 t/ha of marketable tubers. The latter is not due to severe meteorological conditions in the Republic of Bashkortostan, but to an incorrect mineral nutrition regime, and there is no way to expand the diversity of possibilities that ensure the establishment of the size and ratio of alienated plant products (grain) and plant residues of annual lupine returned to the soil, the amount of nutrients entering the soil, the effect of post-harvest residues on the biological state of sod-podzolic soil and its yield - lupine, the grain of which is a valuable component of feed mixtures with a high content of essential amino acids and protein in general.
Известен способ обогащения почвы при возделывании сельскохозяйственных культур, включающий внесение в почву органических и минеральных удобрений. В качестве органических удобрений используют солому и озимый сидерат, при этом измельченную солому в количестве 5 т/га заделывают дисковыми боронами на глубину 10-12 см осенью и высевают озимый сидерат, который весной при накоплении зеленой массы 8 т/га заделывают в почву дисковыми боронами на глубину 8-10 см, и проводят вспашку на глубину 20-22 см, а затем вносят минеральные удобрения (N48P48K48) на глубину 6-8 см под предпосевную культивацию (Патент RU №2185047, А01С 21/00 от 20.07.2002).A method for enriching the soil during cultivation of agricultural crops is known, which includes the introduction of organic and mineral fertilizers into the soil. Straw and winter green manure are used as organic fertilizers, with chopped straw in the amount of 5 t/ha being embedded with disc harrows to a depth of 10-12 cm in the fall and winter green manure being sown, which in the spring, when green mass has accumulated to 8 t/ha, is embedded into the soil with disc harrows to a depth of 8-10 cm, and plowing is carried out to a depth of 20-22 cm, and then mineral fertilizers (N 48 P 48 K 48 ) are introduced to a depth of 6-8 cm for pre-sowing cultivation (Patent RU No. 2185047, A01C 21/00 dated 20.07.2002).
Недостатком этого способа является то, что внесение осенью органического удобрения в виде измельченной соломы злаковых культур, требует компенсирующих добавок азота. Роль предлагаемого люпина, используемого в качестве сидерального удобрения, показывает в практике, что еще отсутствуют экспериментальные данные о влиянии послеуборочных остатков однолетнего люпина, выращиваемого на зерно, на плодородие почв и продуктивность культуры, а также отсутствует информация по экспериментальным данным о размерах поступления фитомассы и элементов питания с послеуборочными остаткам люпина, соответственно отсутствует достаточная информация о химическом и биомассе створок бобов люпина. Поэтому, в отличие от основной продукции зерновых культур по сравнению с однолетним люпином, а значит и возможность разложения соломы люпина к моменту посева.The disadvantage of this method is that the application of organic fertilizer in the form of chopped cereal straw in the fall requires compensating nitrogen additives. The role of the proposed lupine used as a green manure fertilizer shows in practice that there are still no experimental data on the effect of post-harvest residues of annual lupine grown for grain on soil fertility and crop productivity, and there is no information on experimental data on the amount of phytomass and nutritional elements with post-harvest residues of lupine, respectively, there is no sufficient information on the chemical and biomass of lupine bean valves. Therefore, unlike the main products of grain crops compared to annual lupine, and therefore the possibility of decomposition of lupine straw by the time of sowing.
Известен способ подготовки почвенной зоны под развитие картофеля, включающий нарезку гребней, внесение удобрений в гребень, последующую посадку картофеля, при этом нарезку гребней производят на меньшую высоту относительно традиционным, и посадку картофеля осуществляют в основной горизонт обработанного почвенного слоя, увеличивая глубину посадки клубней, кроме того, внесение удобрений в почву осуществляется таким образом, чтобы их максимальное содержание было на глубине 25 и 30 см с уменьшением этого содержания к поверхности почвы (Патент RU №2629281, А01В 79/02, А01С 21/00, А01В 49/06, А01В 13/02, А01В 13/14, А01В 33/06 от 28.08.2017).A method is known for preparing a soil zone for potato development, which includes cutting ridges, applying fertilizers to the ridge, and then planting potatoes. In this case, the ridges are cut to a lower height than traditional ones, and the potatoes are planted in the main horizon of the treated soil layer, increasing the depth of planting tubers. In addition, fertilizers are applied to the soil in such a way that their maximum content is at a depth of 25 and 30 cm, with this content decreasing towards the soil surface (Patent RU No. 2629281, A01B 79/02, A01C 21/00, A01B 49/06, A01B 13/02, A01B 13/14, A01B 33/06 dated 28.08.2017).
Недостатком известного способа является то, что хотя нарезку гребней производят на меньшую высоту относительно к традиционным, а посадку картофеля осуществляют в основной горизонт обработанного почвенного слоя, увеличивая глубину посадки клубней, однако проводят внесение удобрений в почву на глубину 25-30 см, поэтому удобрения слабо используются в начальный период развития корневой системы, т.е. в более поздние периоды развития, корневая система краткосрочно использует элементы питания, поскольку в контакт входит лишь незначительная часть корней. Слабое развитие корневой системы в зоне расположения снижает засухоустойчивость растений картофеля, и как следствие наблюдается недостаточная урожайность в системе картофелеводства, в частности, это относится к разной реакции предложенного способа, где для снижения снижение себестоимости продукции связано с применением размельченной соломылюпина однолетнего, являющимся высокостебельной бобовой культуры, с поступлением в почву элементов питания, затем во второй год весной вносят минеральное удобрение.The disadvantage of the known method is that although the ridges are cut to a lower height relative to traditional ones, and the potatoes are planted in the main horizon of the processed soil layer, increasing the depth of planting tubers, however, fertilizers are applied to the soil to a depth of 25-30 cm, therefore fertilizers are poorly used in the initial period of root system development, i.e. in later periods of development, the root system uses nutrients for a short time, since only an insignificant part of the roots comes into contact. Weak development of the root system in the location zone reduces drought resistance of potato plants, and as a result, insufficient yield is observed in the potato growing system, in particular, this applies to the different reaction of the proposed method, where in order to reduce the cost of production is associated with the use of crushed straw of annual lupine, which is a high-stemmed legume crop, with the supply of nutrients to the soil, then in the second year in the spring, mineral fertilizer is applied.
В целом, анализ известных множества различных способов, реализующих посадочный материал картофеля, оставляет открытым вопрос о более рациональном использовании зеленых угодий, связанных с дальнейшим повышением урожайности картофеля. При этом все более актуальным становится изучение биологических процессов в почве, с точки зрения применения измельченной соломы люпина однолетнего по запашку осенью, а весной применение в небольших дозах минерального удобрения на состояние дерново-подзолистой почвы и урожайность картофеля.In general, the analysis of the known set of different methods for implementing potato planting material leaves open the question of a more rational use of green lands associated with a further increase in potato yield. At the same time, the study of biological processes in the soil is becoming increasingly relevant, from the point of view of the use of chopped straw of annual lupine for plowing in the fall, and in the spring, the use of small doses of mineral fertilizer on the condition of sod-podzolic soil and potato yield.
Известен способ выращивания картофеля (взятый за прототип), включающий использование в качестве предшественника зерновую культуру, посеянную по пласту многолетних трав, лущение стерни, вспашку, нарезку гребней осенью, предпосадочную обработку клубней путем прогревания и прорастания клубней на крытых площадках, посадку (Патент RU №2199197, А01В 79/02, A01G 1/00 от 27.02.2003).A method for growing potatoes is known (taken as a prototype), which includes using a grain crop as a precursor, sown on a layer of perennial grasses, stubble peeling, plowing, cutting ridges in the fall, pre-planting treatment of tubers by heating and sprouting tubers in covered areas, planting (Patent RU No. 2199197, A01B 79/02, A01G 1/00 dated 27.02.2003).
В целях ускорения вегетации в технологическом регламенте возделывания картофеля предусматривают предпосевную обработку посадочного материала клубней биостимулятором СИМБИНИТ-УНИВЕРСАЛ в соответствии с купоросом (CaSO4) - 0,2 г (1 таблетка) и другие препараты. Затем проводят посадку пророщенного картофеля непосредственно пригодного к условиям средней полосы или в условиях ранней весны впервой декаде апреля. Ориентиром служит срок полного оттаивания почвы. А вместо минеральных удобрений и органических удобрений - навоза для получения стабильно высоких урожаев картофеля, рекомендуется комплексной бесхлорное экологически безопасное органическое удобрение пролонгированного действия КОРНЕВАЯ смесь т (или) аналогичного действия КОРНЕПИТАТЕЛЬ КП-100, биологические экологически безопасные иммуностимуляторы роста растений.In order to accelerate vegetation, the technological regulations for potato cultivation provide for pre-sowing treatment of planting material of tubers with the biostimulant SIMBINIT-UNIVERSAL in accordance with copper sulfate (CaSO 4 ) - 0.2 g (1 tablet) and other preparations. Then, sprouted potatoes are planted directly suitable for the conditions of the middle zone or in the conditions of early spring in the first ten days of April. The reference point is the period of complete thawing of the soil. And instead of mineral fertilizers and organic fertilizers - manure to obtain consistently high yields of potatoes, it is recommended to use a complex chlorine-free environmentally friendly organic fertilizer of prolonged action ROOT mixture and (or) similar action ROOT NUTRIENT KP-100, biological environmentally friendly immunostimulants of plant growth.
Однако в известном способе остается открытым вопрос о более простом и рациональном использовании приемов биологизации земледелия, которые являются весьма актуальными и относятся к введению в севооборот бобовых культур, а именно зернобобовой культуры - люпина, зерно которого является ценным компонентомкормовых смесей с высоким содержанием незаменимых аминокислот и белка. Кроме того, роль люпина хорошо изучена в качестве сидерального удобрения. Однако практически отсутствуют экспериментальные данные о влиянии послеуборочных остатков однолетнего люпина, выращиваемого на зерно, на плодородие почв и продуктивность культур. После уборки люпина однолетнего на 1 т зерна остается до 2,3 т послеуборочных остатков (63,4-69,8% от общей надземной массы), в структуре которых 31-37% составляют створки бобов. Заделка их в почву позволяет возвратить в биологический круговорот 32-38% азота, 39% фосфора, 73-74% калия от общего выноса. Внесение в пахотный слой дерново-подзолистой супесчаной почвы послеуборочных остатков люпина обеспечивает создание благоприятных условий для почвенного микробиома амилолитических, целлюлозолитических микроорганизмов, снижению биомассы, увеличению урожайности картофеля на 12-14 ц/га.However, the known method leaves open the question of a simpler and more rational use of biologization techniques in agriculture, which are very relevant and relate to the introduction of legumes into crop rotation, namely the legume crop - lupine, the grain of which is a valuable component of feed mixtures with a high content of essential amino acids and protein. In addition, the role of lupine has been well studied as a green manure fertilizer. However, there are practically no experimental data on the effect of post-harvest residues of annual lupine grown for grain on soil fertility and crop productivity. After harvesting annual lupine, up to 2.3 tons of post-harvest residues (63.4-69.8% of the total above-ground mass) remain per 1 ton of grain, in the structure of which 31-37% are bean valves. Their incorporation into the soil allows returning 32-38% of nitrogen, 39% of phosphorus, 73-74% of potassium from the total removal into the biological cycle. The introduction of post-harvest lupine residues into the arable layer of sod-podzolic sandy loam soil ensures the creation of favorable conditions for the soil microbiome of amylolytic, cellulolytic microorganisms, a decrease in biomass, and an increase in potato yield by 12-14 c/ha.
Технический результат - повышение плодородия почвы, урожайности картофеля и качества клубней при возвращении в почву растительных остатков соломы и створок бобов, люпина однолетнего на дерново-подзолистой почве.The technical result is an increase in soil fertility, potato yield and tuber quality when returning to the soil plant residues of straw and bean pods, annual lupine on sod-podzolic soil.
Технический результат достигается тем, что в способе повышения урожайности картофеля, используют в качестве удобрения органическое вещество, питательные элементы в севообороте и осуществляют предуборочную обработку посадок картофеля, в качестве предшественника используют люпин, при этом в качестве органического удобрения используют измельченную солому люпина размером до 7-12 см в количестве 3 т/га, которую затем равномерно разбрасывают по полю, заделывают в почву тяжелой дисковой бороной на глубину 10 см, осенью запахивают под зябь на глубину 20 см, согласно изобретения, дополнительно осуществляют поперечное дискование поля, а во второй год весной вносят минеральные удобрения в дозе N90P90K120 на глубину 6-8 см под предпосевную культивацию и проводят посадку картофеля в первой декаде мая при достижении физической спелости почвы с густотой 50 тысяч клубней на 1 га.The technical result is achieved by the fact that in the method for increasing the potato yield, organic matter is used as a fertilizer, nutrients in crop rotation and pre-harvest treatment of potato plantings is carried out, lupine is used as a predecessor, while chopped lupine straw up to 7-12 cm in size is used as an organic fertilizer in an amount of 3 t / ha, which is then evenly scattered over the field, embedded in the soil with a heavy disc harrow to a depth of 10 cm, in the fall ploughed under fallowing to a depth of 20 cm, according to the invention, transverse disking of the field is additionally carried out, and in the second year in the spring, mineral fertilizers are applied at a dose of N 90 P 90 K 120 to a depth of 6-8 cm under pre-sowing cultivation and potatoes are planted in the first ten days of May upon reaching physical maturity of the soil with a density of 50 thousand tubers per 1 ha.
Кроме того, обработку почвы проводят до и после посадки картофеля.In addition, soil cultivation is carried out before and after planting potatoes.
Отличительными признаками заявленного способа является то, что при повышении урожайности картофеля сорта Скарб в качестве предшественника используют сначала внесение измельченной соломы и створок бобов люпина однолетнего осенью после уборки зерна в дозе 3 т/га, в качестве органо-минерального удобрения.The distinctive features of the claimed method are that when increasing the yield of the Scarb potato variety, the precursor is first the introduction of chopped straw and annual lupine bean pods in the fall after harvesting the grain at a dose of 3 t/ha, as an organo-mineral fertilizer.
Солому люпина белого «ДЕГА», измельчают (7-12 см) одновременно с уборкой зерна комбайном САМПО-500 с измельчителем и равномерно распределяют по полю, осуществляют заделку в верхний слой на глубину 10 см дисковой бороной БДТ-3, затем через 2-3 недели проводят зяблевую вспашку плугом ПЛН-3-35 на глубину 20 см. Затем на второй год - весной перед посадкой картофеля проводят культивацию и вносят минеральные удобрения в дозе N90P90K120, проводят посадку картофеля с густотой 50 тысяч клубней на 1 га картофелесажалкой ВСМ-4 на глубину 6-8 см.The straw of white lupine "DEGA" is chopped (7-12 cm) simultaneously with the grain harvesting by the SAMPO-500 combine with a chopper and evenly distributed over the field, embedded in the upper layer to a depth of 10 cm by the BDT-3 disc harrow, then after 2-3 weeks, autumn plowing is carried out by the PLN-3-35 plow to a depth of 20 cm. Then in the second year - in the spring before planting potatoes, cultivation is carried out and mineral fertilizers are applied at a dose of N 90 P 90 K 120 , potatoes are planted with a density of 50 thousand tubers per 1 ha by the VSM-4 potato planter to a depth of 6-8 cm.
Таким образом, это в целом влияет на агрономические факторы плодородия, борьбу с сорняками и рыхление почвы. В конечном итоге, удобрения сидерата в виде люпина однолетнего (солома и створки бобов)) обогащает почву органическим веществом и элементами питания (азот, фосфор, калий), особенно органические, что существенным образом влияет на все почвенные режимы. После уборки люпина на 1 т зерна остается до 2,3 т послеуборочных остатков (63,4-69,8% от общей надземной биомассы), в структуре которых 31-37% составляют створки бобов. Заделка их в почву также позволяет возвратить в биологический круговорот 32-38% азота, 39% фосфора, 73-74% калия от общего выноса. Таким образом, внесение в пахотный слой соломы люпина однолетнего на дерново-подзолистой почвы послеуборочных остатков люпина обеспечивает создание благоприятных условий для почвенного микробиома и способствует увеличению численности аммонифицирующих амилолитических, целлюлозолитических микроорганизмов, снижению коэффициентов минерализации и олиготрофности, росту микробной биомассы, увеличению урожайности картофеля на 12-14 ц/га.Thus, it generally affects the agronomic factors of fertility, weed control and soil loosening. Ultimately, green manure fertilizers in the form of annual lupine (straw and bean pods) enrich the soil with organic matter and nutrients (nitrogen, phosphorus, potassium), especially organic ones, which significantly affects all soil regimes. After harvesting lupine, up to 2.3 tons of post-harvest residues (63.4-69.8% of the total above-ground biomass) remain per 1 ton of grain, in the structure of which 31-37% are bean pods. Their incorporation into the soil also allows returning 32-38% of nitrogen, 39% of phosphorus, 73-74% of potassium from the total removal to the biological cycle. Thus, the introduction of post-harvest lupine residues into the arable layer of annual lupine straw on sod-podzolic soil ensures the creation of favorable conditions for the soil microbiome and contributes to an increase in the number of ammonifying amylolytic, cellulolytic microorganisms, a decrease in mineralization and oligotrophy coefficients, an increase in microbial biomass, and an increase in potato yield by 12-14 c/ha.
Таким образом, изложенное выше сведения свидетельствуют, что представленное изобретение обладает заявленными свойствами, и совокупностью отличительных признаков описываемого способа, что обеспечивает достижение указанного результата.Thus, the above information indicates that the presented invention has the stated properties and a set of distinctive features of the described method, which ensures the achievement of the specified result.
В результате проведенного анализа уровня техники технологии возделывания картофеля на основе биологизации земледелия в условиях Владимирской области надерново-подзолистой почвы, характеризующихся признаками тождественным всем существенным признакам заявляемого изобретения, не обнаружен, следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».As a result of the conducted analysis of the state of the art of potato cultivation technology based on biologization of agriculture in the conditions of the Vladimir region of sod-podzolic soil, characterized by features identical to all essential features of the claimed invention, was not found, therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty".
Дополнительный поиск известных решений показал, что заявленное изобретение является для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку подобраны новые условия, обеспечивающие стимуляцию выращиваемых растений высокоурожайного сорта картофеля. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию, «изобретательский уровень».An additional search of known solutions showed that the claimed invention is obvious to a specialist from the known state of the art, since new conditions have been selected that provide stimulation of the cultivated plants of a high-yielding variety of potato. Consequently, the claimed invention meets the condition of "inventive step".
Для подтверждения технических результатов проведены экспериментальные полевые работы по изучению плодородия почвы, что выражено в содержание гумуса и его состава по вариантам: 1. Контроль (без удобрений); 2. N90P90K120 - фон; 3. Фон+солома люпина 3 т/га; 4. Солома люпина 3 т/га.To confirm the technical results, experimental field work was carried out to study soil fertility, which is expressed in the humus content and its composition in the following variants: 1. Control (without fertilizers); 2. N 90 P 90 K 120 - background; 3. Background + lupine straw 3 t/ha; 4. Lupine straw 3 t/ha.
Таким образом, в технологическом аспекте - это факторы биологизации технологии возделывания картофеля - использования люпина однолетнего в качестве удобрения сидерализации.Thus, in the technological aspect, these are factors of biologization of potato cultivation technology - the use of annual lupine as a green manure fertilizer.
Заявленный способ в большей степени учитывает влияния соломы люпина на микробное сообщество и влияния растительных остатков на биологическое состояние почв, способствует улучшение пищевого режима почвы, ее способность служить культурным растениям средой обитания, источником и посредником в обеспечении земными факторами жизни, т.е. биологические особенности культуры почвы, новых элементов индустриализации.The claimed method takes into account to a greater extent the influence of lupine straw on the microbial community and the influence of plant residues on the biological state of soils, contributes to the improvement of the soil nutritional regime, its ability to serve as a habitat for cultivated plants, a source and mediator in providing earthly factors of life, i.e. biological characteristics of soil culture, new elements of industrialization.
Минеральные удобрения также ускоряют разложение поживных остатков, что способствует формированию гумуса.Mineral fertilizers also accelerate the decomposition of livestock remains, which contributes to the formation of humus.
Объектом исследования принят сорт картофеля «Скарб».The potato variety "Skarb" was chosen as the object of the study.
Сорт - «Скарб» - сорт среднепоздний, стойкий к заболеванию, неприхотливый в уходе. Картофель Скарб был выведен в Беларуси. В 2002 году сорт включен в Госреестр по Северо-Западному и Центральному районам. Кусты компактные, средней высоты. Оченькрепкие и формируются из толстых побегов. На стеблях появляются немного зеленой листвы темного окраса, овально-удлиненной формы, с гладкими краями.Variety - "Skarb" - mid-late variety, resistant to disease, unpretentious in care. Potato Skarb was bred in Belarus. In 2002, the variety was included in the State Register for the North-West and Central regions. Bushes are compact, medium height. Very strong and formed from thick shoots. A little green foliage of a dark color, oval-elongated shape, with smooth edges appears on the stems.
Клубни полностью созревают за 80-90 дней после появления всходов. Они отличаются превосходным вкусом, при варке не темнеют, не развариваются. Кожура светло-золотистая, очень гладкая, ровная. Глазки мелкие, расположены равномерно и не глубокие. Клубни довольно крупные, желтоватые, овально-округлой формы, выровненные, массой 150-250 гр. С одного растения можно получить от 12 до 18 отличных корнеплодов. Средняя масса одного клубня достигает до 200 грамм. С одного гектара получают 50-60 т урожая. Нежная, однородная, ярко-желтая. Содержание крахмала не более 17%. Имеет не глубокую посадку. Устойчив к засухе.The tubers fully ripen in 80-90 days after emergence. They have an excellent taste, do not darken or boil over when cooked. The skin is light golden, very smooth and even. The eyes are small, evenly spaced and not deep. The tubers are quite large, yellowish, oval-round, even, weighing 150-250 grams. One plant can produce 12 to 18 excellent root crops. The average weight of one tuber reaches 200 grams. One hectare yields 50-60 tons of harvest. Tender, uniform, bright yellow. The starch content is no more than 17%. It is not planted deeply. It is drought-resistant.
Показатели урожайности нам будут конкретно показаны ниже по исследованиям на дерново-подзолистой почвы Владимирской области за 2022-2023 годы.The yield indicators will be specifically shown to us below based on research on sod-podzolic soil in the Vladimir region for 2022-2023.
Пример 1. Как уже отмечалось выше, схема полевого опыта включала четыре варианта. Для выращивания картофеля, предшественником был люпин однолетний виде сидеранта. Севооборот зернопропашной: озимая пшеница-люпин-картофель-ячмень-однолетние. Схема опыта включает варианты с внесением минеральных удобрений ежегодно перед посевом культур, соломы зерновых и зернобобовых культур севооборота (озимой пшеницы, люпина и ячменя, осенью после уборки по 3 т/га, а также сочетание соломы и минеральных удобрений). Исследования проводили в агроценозах люпина белого (Lupinus dlbus.L), картофель сорт «Скарб».Example 1. As noted above, the field experiment design included four options. For growing potatoes, the predecessor was annual lupine as a green manure. Grain-row crop rotation: winter wheat-lupine-potato-barley-annual. The experiment design includes options with the application of mineral fertilizers annually before sowing crops, straw of grain and leguminous crops of the crop rotation (winter wheat, lupine and barley, in the fall after harvesting at 3 t/ha, as well as a combination of straw and mineral fertilizers). The studies were carried out in agrocenoses of white lupine (Lupinus dlbus.L), potato variety "Skarb".
Пример 2. На контрольных делянках осенью при уборке зернобобового предшественника солому измельчали (до 7-12 см) одновременно с уборкой зерна комбайном САМИПО-500 с измельчителем и равномерно распределяли по делянкам опыта, почву обрабатывали на глубину 20 см дисковой тяжелой бороной БДТ-3, затем через 2-3 недели осенью проводят вспашку на глубину 20 см плугом ПЛН-3-35,затем поперечное дискование поля.Example 2. In the control plots in the fall, when harvesting the grain legume predecessor, the straw was chopped (to 7-12 cm) simultaneously with the grain harvesting using a SAMIPO-500 combine with a chopper and evenly distributed over the experimental plots, the soil was cultivated to a depth of 20 cm using a BDT-3 heavy disc harrow, then 2-3 weeks later in the fall, plowing was carried out to a depth of 20 cm using a PLN-3-35 plow, followed by transverse disking of the field.
Пример 3. Отличается от примера 2 тем, что весной в почву под предпосевную культивацию вносят минеральные удобрения N90P90K120 на глубину 6-8 см, затем производят посадку картофеля. При этом при варианте Фон+солома люпина 3 т/гаурожай картофеля в среднем за 2022-2023 гг. составил 183 ц/га в сравнении с контролем (см. таблицу 3).Example 3. Differs from example 2 in that in the spring, mineral fertilizers N 90 P 90 K 120 are added to the soil for pre-sowing cultivation to a depth of 6-8 cm, then potatoes are planted. At the same time, with the Background + lupine straw 3 t / ha option, the average potato yield for 2022-2023 was 183 c / ha compared to the control (see Table 3).
Исследования проводили в полевом опыте, заложенном в 2022-2023 гг. на опытном поле Всероссийского НИИ органических удобрений и торфа - филиал ФГБН «Верхневолжский ФАНЦ». Почва - дерново-подзолистая супесчаная, подстилаемая моренным суглинком.The research was carried out in a field experiment laid out in 2022-2023 on the experimental field of the All-Russian Research Institute of Organic Fertilizers and Peat - a branch of the Upper Volga Federal Agricultural Research Center. The soil is sod-podzolic sandy loam, underlain by moraine loam.
Почва для опытов характеризовалась следующими агрохимическими показателями: pHRCl - 4,6-4,9; подвижный фосфор - 0,52-0,67%; обменный калий - 83-99 мг/кг почвы; Сорг - 0,52-0,67%.The soil for the experiments was characterized by the following agrochemical parameters: pH RCl - 4.6-4.9; mobile phosphorus - 0.52-0.67%; exchangeable potassium - 83-99 mg/kg of soil; C org - 0.52-0.67%.
Агротехника соответствовала зональным рекомендациям, к которой относится Владимирская область.Agricultural technology complied with zonal recommendations, which include the Vladimir region.
Повторность опытов четырехкратная. Опыт поставлен методом рендоминизированных повторений. Общая площадь делянки 42 м2.The experiments were repeated four times. The experiment was carried out using the method of randomized repetitions. The total area of the plot was 42 m 2 .
Метод учета сплошной, со всей учетной площади делянки. Методом дробного учета определяли биологический урожай картофеля и его структуру.The method of accounting is continuous, from the entire accounting area of the plot. The method of fractional accounting was used to determine the biological yield of potatoes and its structure.
Статическую погрешность проводили методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1985) с использованием компьютера.The statistical error was carried out using the method of dispersion analysis according to B.A. Dospekhov (1985) using a computer.
Расчет баланса гумуса в почве под картофелем проводили по методике предложенной A.M. Лыковым (Попов П.Д. т др. 1987).The calculation of the humus balance in the soil under potatoes was carried out according to the method proposed by A.M. Lykov (Popov P.D. et al. 1987).
Учет массы и структуры надземной биомассы люпина (зерна, соломы, створок бобов) проводили в пробных снопах, отобранных непосредственно перед уборкой.The mass and structure of the above-ground lupine biomass (grain, straw, bean pods) were measured in test sheaves collected immediately before harvesting.
В растительных образцах определяли содержание основных элементов питания: азота, фосфора, калия по соответствующим ГОСТам.The content of essential nutritional elements in plant samples was determined: nitrogen, phosphorus, potassium according to the relevant GOSTs.
Образцы почвы для проведения анализа отбирали тростевым буром (0-20 см), готовили смешанные образцы из 20-30 индивидуальных проб с каждой делянки (42 м2).Soil samples for analysis were collected using a rod auger (0-20 cm), and mixed samples were prepared from 20-30 individual samples from each plot (42 m2 ).
Биологическое состояние почвы оценивали по следующим показателям: численность микроорганизмов, относящихся к различным экологотрафическим группам, учитывали на твердых питательных средах: аммонифицирующих на мясо-пептоном агаре (МПА); амилолитических - на крахмало-амиачном агаре (КАА); целлюлозолитических - на среде Гечинсона; содержание микробной биомассы (Смик) определяли методом регидратации - экстракции. Микробиологические анализы выполняли в свежих образцах с пересчетом данных на сухую почву.The biological state of the soil was assessed by the following indicators: the number of microorganisms belonging to different ecological groups was taken into account on solid nutrient media: ammonifying on meat-peptone agar (MPA); amylolytic - on starch-ammonia agar (SAA); cellulolytic - on Gechinson's medium; the content of microbial biomass ( Cmic ) was determined by the rehydration-extraction method. Microbiological analyses were performed in fresh samples with data recalculation for dry soil.
Коэффициенты олиготрофности (Колит), рассчитывали как отношение численности микроорганизмов, выросших на КАА, к численности микроорганизмов, учтенных посевом МПА.Oligotrophicity coefficients (Colitis) were calculated as the ratio of the number of microorganisms grown on CAA to the number of microorganisms recorded by the MPA culture.
В опыте внесение минеральных удобрений и органических удобрений оказывает влияние не только на агрохимические факторы плодородие. Удобрения, особенно органические, существенным образом влияют на все почвенные режимы, изменяя среду обитания растений, что отражается на их росте и развитии, а в конечном итоге - на величину урожая.In the experiment, the introduction of mineral fertilizers and organic fertilizers affects not only the agrochemical factors of fertility. Fertilizers, especially organic ones, significantly affect all soil regimes, changing the habitat of plants, which affects their growth and development, and ultimately - the size of the harvest.
Результаты проведенных исследований общей надземной биомассы люпина (зерно, солома-стерня, створки бобов) варьировали от 30,1 ц/га на фоне минеральных удобрений до 36,9 ц/га при многолетнем внесении соломы без минеральных удобрений. В структуре надземной биомассы люпина доля основной товарной продукции (зерно) составила 30-37%, соломы и стерни - 31-37%, створок бобов - 31-36% (фиг. 1).The results of the conducted studies of the total above-ground biomass of lupine (grain, straw-stubble, bean pods) varied from 30.1 c/ha against the background of mineral fertilizers to 36.9 c/ha with long-term application of straw without mineral fertilizers. In the structure of the above-ground biomass of lupine, the share of the main commercial product (grain) was 30-37%, straw and stubble - 31-37%, bean pods - 31-36% (Fig. 1).
Соотношение соломы к зерну люпина сорта белого «Дега» составило 1,37. Коэффициент пересчета зерна люпина в побочную продукцию при урожайности меньше 20 ц/га составляет от 0,8 до 1,21 т. С учетом массы створок бобов это соотношение значительно увеличилось до 1,73-2,31 т.The ratio of straw to grain of the white lupine variety "Dega" was 1.37. The coefficient of conversion of lupine grain into by-products at a yield of less than 20 c/ha is from 0.8 to 1.21 tons. Taking into account the weight of the bean pods, this ratio increased significantly to 1.73-2.31 tons.
Таким образом, экспериментально было установлено, что культура как люпин однолетний, составляет на 1 т зерна суммарно (солома, стерня, створки бобов) до 2,31 т растительных остатков.Thus, it was experimentally established that a crop such as annual lupine makes up to 2.31 tons of plant residues per 1 ton of grain in total (straw, stubble, bean pods).
Анализ химического состава люпина в опыте показал, что самым высоким содержанием азота характеризовалась зерно от 5,61 до 5,98%, в послеуборочных остатках содержалось от 1,87 до 2,99% (в соломе) и 0,79-0,99% азота (в створах бобов).An analysis of the chemical composition of lupine in the experiment showed that the grain had the highest nitrogen content, from 5.61 to 5.98%; post-harvest residues contained from 1.87 to 2.99% (in straw) and 0.79-0.99% nitrogen (in bean sections).
Послеуборочные остатки отличались высоким содержанием калия, которое составило 1,03-1,61% в соломе и 1,24-1,43% в створках бобов. Суммарный вынос элементов питания с урожаем люпина составил: азота - 78,1-117,7; фосфора - 14,0-20; калия - 34,9-43,6 кг/га.Post-harvest residues were characterized by a high potassium content, which was 1.03-1.61% in straw and 1.24-1.43% in bean pods. The total removal of nutrients with the lupine harvest was: nitrogen - 78.1-117.7; phosphorus - 14.0-20; potassium - 34.9-43.6 kg/ha.
В таблице 1 приведено содержание и вынос элементов питания урожаем люпина.Table 1 shows the content and removal of nutrients by the lupine crop.
С соломой люпина в почву поступило 19,4-32,6 кг азота; 2,7-3,6 фосфора; 10,7-16,4 кг калия. Если еще дополнительно в составе побочной продукции учитывать створки бобов люпина, масса которых составила с массой соломы, то суммарный возврат в почву элементов питания составила 29-45 кг азота; 5,4-8,2 кг фосфора; 25,7-32 кг калия, или, соответственно, 32-38; 39; 73-74% от общего укоса.With lupine straw, 19.4-32.6 kg of nitrogen; 2.7-3.6 phosphorus; 10.7-16.4 kg of potassium entered the soil. If we additionally take into account the lupine bean valves in the composition of by-products, the mass of which was equal to the mass of straw, then the total return of nutrients to the soil was 29-45 kg of nitrogen; 5.4-8.2 kg of phosphorus; 25.7-32 kg of potassium, or, accordingly, 32-38; 39; 73-74% of the total mowing.
Послеуборочные растительные остатки являются прямым источником биологически доступного углевода и азота для микробной деятельности, поэтомудополнительное их поступление в пахотный слой может в значительной степени оказать влияние на численность биомассу и активность почвенного микробиоза.Post-harvest plant residues are a direct source of biologically available carbohydrate and nitrogen for microbial activity, so their additional supply to the arable layer can significantly affect the amount of biomass and activity of soil microbiosis.
Методы управления и агротехнологии, которые обеспечивают высокие темпы входа экзогенного углерода в почву, в т.ч. за счет возврата послеуборочных растительных остатков, являющихся трофическим и энергетическим источником, «горячими точками» для микробного населения, создают условия для сохранения и роста микробной биомассы.Management methods and agricultural technologies that ensure high rates of exogenous carbon input into the soil, including through the return of post-harvest plant residues, which are a trophic and energy source, “hot spots” for the microbial population, create conditions for the preservation and growth of microbial biomass.
Проведенными исследованиями установлено, что оставление и заделка в почву послеуборочных остатков сельскохозяйственных культур, являющихся источником биологически активного органического вещества и питательных элементов для почвенной микрофлоры, способствует оптимизации биологического состояния почв.The conducted studies have established that leaving and incorporating into the soil post-harvest residues of agricultural crops, which are a source of biologically active organic matter and nutrients for soil microflora, helps to optimize the biological state of soils.
По сравнению со злаковыми, зернобобовые культуры характеризуются более высоким соотношением C:N в соломе, которое находится в пределах 40-55, что более благоприятно для почвенных микроорганизмов.Compared to cereals, leguminous crops are characterized by a higher C:N ratio in straw, which is in the range of 40-55, which is more favorable for soil microorganisms.
В почве органическое вещество и питательные элементы распределены гетерогенно, и одновременно сосуществуют микроорганизмы с различной требовательностью к источникам питания и энергии. Таким образом, это зависит от запасов легкодоступного органического вещества.In the soil, organic matter and nutrients are distributed heterogeneously, and microorganisms with different requirements for food and energy sources coexist. Thus, it depends on the reserves of readily available organic matter.
Проведенные исследования показали, что включение в севооборот промежуточной культуры люпина однолетнего, выращиваемой после уборки озимой пшеницы на внесение соломы люпина на варианте без минеральных удобрений создало благоприятные условия для роста почвенных микроорганизмов, в наибольшей степени аммонифицирующих со целлюлозоразлагающих, и сопровождалось увеличением численности этих групп по отношению к контролю (без удобрения) в 1,34 т 1,41 раза, соответственно.The conducted studies showed that the inclusion in the crop rotation of the intermediate crop of annual lupine, grown after harvesting winter wheat, with the addition of lupine straw in the variant without mineral fertilizers created favorable conditions for the growth of soil microorganisms, which are mostly ammonifying and cellulose-decomposing, and was accompanied by an increase in the number of these groups in relation to the control (without fertilizer) by 1.34 to 1.41 times, respectively.
В таблице 2 приведена численность микроорганизмов на дерново-подзолистой почве (слой 0-20 см), среднее за 2022-2023 годы.Table 2 shows the number of microorganisms on sod-podzolic soil (0-20 cm layer), average for 2022-2023.
Данные таблицы 2, свидетельствуют о том, что в проведенные годы исследований максимальными значениями характеризовался вариант с внесением соломы люпина на фоне минеральных удобрений, причем наиболее существенно (в 1,59 раза). Численность при этом увеличилась и целлюлозолитических микроорганизмов.The data in Table 2 indicate that in the years of research conducted, the variant with the introduction of lupine straw against the background of mineral fertilizers was characterized by maximum values, and most significantly (by 1.59 times). The number of cellulolytic microorganisms also increased.
Следует отметить, что внесение в почву свежего органического вещества способствовало увеличению численности (заделывали в верхний слой 10 см почвы дисковой бороной, затем через 2-3 недели запахивали плугом ПЛН-3-35 при зяблевой вспашке глубиной 20 см), не только зимогенной, но и олиготрофной группы.It should be noted that the introduction of fresh organic matter into the soil contributed to an increase in the number (they were incorporated into the top 10 cm of soil with a disc harrow, then after 2-3 weeks they were plowed with a PLN-3-35 plow during autumn plowing to a depth of 20 cm), not only of the zymogenic group, but also of the oligotrophic group.
Исследования по коэффициентам минерализации (Kм) были наиболее высокими 2,3 и 2,19 в вариантах в сравнении с контролем (без удобрений) и в сравнении с NPK, обедненных свежим органическим веществом (табл. 2).The studies on mineralization coefficients (K m ) were the highest 2.3 and 2.19 in the variants in comparison with the control (without fertilizers) and in comparison with NPK depleted in fresh organic matter (Table 2).
В вариантах с заделкой соломы люпина этот показатель заметно снизился до 1,35 за счет более высокой численности аммонификсатора, что свидетельствует об изменении направленности микробиологических процессов в сторону синтеза гумуса.In variants with the incorporation of lupine straw, this indicator significantly decreased to 1.35 due to the higher amount of ammonium fixer, which indicates a change in the direction of microbiological processes towards humus synthesis.
Экспериментально доказано, что 80-90% гумусовых веществ почвы состоит из остатков микробных клеток и продуктов микробного метаболизма.It has been experimentally proven that 80-90% of soil humic substances consist of the remains of microbial cells and products of microbial metabolism.
Анализ содержания микробного углерода (Смик) в почве опыта показал, что минимальным значением этого показателя за два срока отбора (всходы и после уборки картофеля) - 378 280 мг/кг почвы - характеризовался вариант контроль (без удобрений).Analysis of the content of microbial carbon ( Cmic ) in the soil of the experiment showed that the minimum value of this indicator for two sampling periods (seedlings and after potato harvesting) - 378-280 mg/kg of soil - was characteristic of the control variant (without fertilizers).
При внесении минеральных удобрений содержание Смик увеличилось на 61-78 мг/кг (16-28%), при заделке соломы люпина в комбинации с минеральными удобрениями на 139-157 мг/кг (37-56%). When applying mineral fertilizers, the content of Cmic increased by 61-78 mg/kg (16-28%), and when adding lupine straw in combination with mineral fertilizers by 139-157 mg/kg (37-56%).
Внесение соломы люпина без добавления минеральных удобрений сопровождалось ростом содержания микробной биомассы в почве на 71-50 мг/кг (19-18%) (фиг. 2).The introduction of lupine straw without the addition of mineral fertilizers was accompanied by an increase in the content of microbial biomass in the soil by 71-50 mg/kg (19-18%) (Fig. 2).
Изучаемые варианты эффективности для различных климатических условий и типов почв показывают, что получаемые результаты могут друг от друга отличаться о влиянии соломы на урожайность.The studied efficiency variations for different climatic conditions and soil types show that the results obtained may differ from each other regarding the effect of straw on crop yield.
Результатами исследований опытов установлено, что величина урожайности картофеля без удобрений составила 105 ц/га, прибавка от минеральных удобрений +54 ц/га.The results of the research experiments showed that the yield of potatoes without fertilizers was 105 c/ha, the increase from mineral fertilizers was +54 c/ha.
В таблице 3 приведена урожайность картофеля, среднее за 2022-2023 гг. Table 3 shows the average potato yield for 2022-2023.
Исследования показали, что заделка послеуборочных остатков зернобобового предшественника (люпин), обеспечивает возврат в почву 70% от суммарного выноса элементов питания, способствует увеличению урожайности картофеля на 24 ц/га на фоне минеральных удобрений и на 12 ц/га по отношению к контролю (без удобрений).Studies have shown that the incorporation of post-harvest residues of the grain legume predecessor (lupine) ensures the return of 70% of the total removal of nutrients to the soil, and contributes to an increase in potato yield by 24 c/ha against the background of mineral fertilizers and by 12 c/ha in relation to the control (without fertilizers).
Кроме того, после уборки люпина однолетнего на 1 т зерна остается до 2,3 т послеуборочных остатков (63,4-69,8% от общей подземной биомассы), в структуре которых 31-37% составляют створки бобов. Заделка их в почву также позволяет возвратить в биологический круговорот 32-38% азота, 39% фосфора, 73-74% калия от общего выноса.In addition, after harvesting annual lupine, up to 2.3 tons of post-harvest residues (63.4-69.8% of the total underground biomass) remain per 1 ton of grain, in the structure of which 31-37% are bean valves. Their incorporation into the soil also allows returning 32-38% of nitrogen, 39% of phosphorus, 73-74% of potassium from the total removal to the biological cycle.
Таким образом, для описанных четырех вариантов опытов по возделыванию картофеля сорта люпина «Дега» в севообороте целесообразно использовать внесение в пахотный слой дерново-подзолистой супесчаной почвы послеуборочные остатки люпина и создание благоприятных условий для почвенного микробиоза, что способствует увеличению численности аммонифицирующих, амиполитических, целлюлозолитических микроорганизмов, снижению коэффициентов минерализации и олиготрофности, росту микробной биомассы, увеличению урожайности картофеля на 12-24 ц/га, кроме того, удобрения позволяют улучшит плодородие почвы и повысить урожай экологического безопасного.Thus, for the described four variants of experiments on cultivation of the Dega lupine potato variety in crop rotation, it is advisable to use the introduction of post-harvest lupine residues into the arable layer of sod-podzolic sandy loam soil and the creation of favorable conditions for soil microbiosis, which contributes to an increase in the number of ammonifying, amipolytic, cellulolytic microorganisms, a decrease in the mineralization and oligotrophy coefficients, an increase in microbial biomass, an increase in potato yield by 12-24 c/ha, in addition, fertilizers improve soil fertility and increase the yield of environmentally safe crops.
Разработанный способ универсален по своему применению, так как он учитывает важные, но нестабильные показатели: содержание питательных веществ в соломе и ее объем (урожайность). Каждый год в соломе содержится разное количество углерода и азота, поэтому дозы компенсионного азота можно определить только на основе ее химического анализа. Применение заявленного способа позволит значительно сократить расходы на внесение минеральных удобрений, при этом гарантировано обогащается пахотный слой почвы органическим веществом (солома люпина) и, как следствие, повышается урожайность сельскохозяйственных культур.The developed method is universal in its application, as it takes into account important, but unstable indicators: the content of nutrients in the straw and its volume (yield). Each year, the straw contains different amounts of carbon and nitrogen, so the doses of compensatory nitrogen can only be determined based on its chemical analysis. The use of the claimed method will significantly reduce the costs of applying mineral fertilizers, while the arable soil layer is guaranteed to be enriched with organic matter (lupine straw) and, as a result, the yield of agricultural crops increases.
Claims (2)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2829354C1 true RU2829354C1 (en) | 2024-10-30 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2229781C1 (en) * | 2002-11-18 | 2004-06-10 | Горский государственный аграрный университет | Method for stubble sowing and cultivation of lupine for green fertilizer |
RU2407274C1 (en) * | 2009-10-22 | 2010-12-27 | Геннадий Александрович Салдаев | Method for cultivation of potatoes with trickle irrigation |
RU2576859C1 (en) * | 2015-02-20 | 2016-03-10 | Владимир Николаевич Баринов | Method of enriching soils under potato cultivation in grain-tilled crop rotation |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2229781C1 (en) * | 2002-11-18 | 2004-06-10 | Горский государственный аграрный университет | Method for stubble sowing and cultivation of lupine for green fertilizer |
RU2407274C1 (en) * | 2009-10-22 | 2010-12-27 | Геннадий Александрович Салдаев | Method for cultivation of potatoes with trickle irrigation |
RU2576859C1 (en) * | 2015-02-20 | 2016-03-10 | Владимир Николаевич Баринов | Method of enriching soils under potato cultivation in grain-tilled crop rotation |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
РУСАКОВА И. В. Влияние соломы люпина на урожайность картофеля и биологическое состояние дерново-подзолистой почвы // Бюллетень науки и практики, Т. 6, N9, 2020, с. 103-113. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2476051C1 (en) | Method of crop growing | |
Lupova et al. | Modern approaches to production of high-quality spring rape | |
CN106717881B (en) | Planting method of cabbage type rape oil fertilizer No. 1 | |
RU2681468C1 (en) | Cultivation method of maize hybrids on green feed or silage in conditions of leached black soil of western ciscaucasia | |
RU2344589C1 (en) | Green manure cultivation method | |
RU2829354C1 (en) | Method of increasing potato yield | |
Abbas et al. | Influence of irrigation intervals under different sowing dates on water relations, yield and quality nutrition of guar forage crop | |
Yadav et al. | Effect of nutrient management on yield and nutrient status on soil in mungbean (Vigna radiata L. Wilczek) | |
RU2719649C1 (en) | Method for stimulation of camelina sativa growth and development on gray forest soils of central non-chernozem area | |
Abdimajidov et al. | SOYBEAN GROWING IN UZBEKISTAN | |
RU2751599C1 (en) | Method for foliar treatment of white mustard for seeds under conditions of the southern part of the non-black earth belt of russia | |
RU2824461C1 (en) | Method of growing amaranth for seeds and silage in permafrost conditions | |
RU2827217C1 (en) | Method of increasing soil fertility and productivity of crops | |
RU2808597C1 (en) | Method of cultivating oriental goat's rule in mixed croppings with rampless rum on light soddy-podzol soils | |
Area | Department of Agronomy | |
Kumhar et al. | Economic analysis, drymatter accumulation and uptake of NPK of different rice establishment methods different varieties | |
Ughade et al. | Effect of different planting density, irrigation and fertigation levels on growth and yield of Brinjal | |
Al Shamim et al. | Growth and Yield of Tomatillo as Influenced by Planting Time and Macronutrients | |
Robu et al. | Assessment of mung bean yield potential production in the north eastern region of Romania. | |
Limisha et al. | Effect of organic nutrient management on growth attributes and cormel yield of taro [Colocasia esculenta (L) Schot] | |
Chaudhary et al. | Chapter-31 Improved Cultivation of Pigeon Pea | |
Yunusov et al. | Reaching high yield by growing cabbage variety of otechestvennaya in acceptable period | |
Qizi | BIOLOGICAL CHARACTERISTICS OF THE PLANT PANICUM MILIACEUM | |
El-Aref et al. | Influence of filter mud cake fertilization under low levels of nitrogen on yield and its components for two sunflower cultivars | |
Kistu | RESPONSE OF POTASSIUM SOLUBILIZING BACTERIA, FOLIAR SPRAY OF KNO3 AND POTASSIUM LEVELS ON GROWTH, YIELD AND QUALITY OF SUMMER GROUNDNUT (Arachis hypogaea L.) |