Effect of mineral fertilizers on crop quality and yield in long-term stationary experiment in the climatic conditions of the Cis-Urals

A stationary field experiment carried out in 1978 on sod-podzolic heavy loamy soil (Eutric Albic Retisols (Abruptic, Loamic, Cutanic)) found that the application of mineral fertilizers in increasing doses led to acidification of the soil by the end of the fifth crop rotation in the arable layer with pH 5.6 when laying the experiment to pH 4.5 in the (NPK)₁₅₀ variant. The use of NPK at 90-150 kg ai/ha contributed to the preservation of the initial humus level, an increase in the content of mobile phosphorus to 452 and exchangeable potassium to 403 mg/kg. The yield of cereals, potatoes and meadow clover in the crop rotation depended on hydrothermal conditions during the growing season of plants and the level of mineral nutrition. The yield of winter rye amounted to 4.51-4.85 t/ha and practically did not depend on the dose of fertilizers applied. As an NPK dose increased, the protein content in winter rye grain increased from 8.32% in the control samples to 11.57% in the samples with the maximum dose of the complex fertilizer. Potatoes produced a maximum yield (21.81 t/ha) when fertilized at a dose of 90 kg/ha. At increased doses of NPK in potato tubers, a decrease in starch content and an increase in nitrates above MAC were observed. The best indicators of yield (2.5 t/ha) and spring wheat quality were determined on options (NRK)₆₀ and (NRK)₉₀, the increase in control was 0.76-0.82 t/ha. The highest content of protein (18.41%) and gluten (37.48%) in wheat grain was determined by applying NPK at a rate of 60 kg ai/ha. High weediness of crops and adverse weather conditions did not provide for full implementation of the yield potential of meadow clover. In the conditions of the dry growing season of 2016, the maximum yield of barley was obtained by applying a full mineral fertilizer at a rate of 120-150 kg ai/ha (2.54-2.79 t/ha), the surplus to the option without the use of fertilizers was 0.99-1.24 t/ha (НСР₀₅ = 0.15). The Stayer spring oats produced a maximum yield of 5.43 t/ha with NPK application at a rate of 90 kg ai/ha. The nitrogen content in the grain was very low and did not depend on the application of mineral fertilizers.

long-term stationary experiment, sod-podzolic heavy loamy soil, fertilizers, productivity, crop quality, weather conditions

1. Аниськов Н.И. Адаптивный потенциал сортов озимой ржи селекции ВИР по показателю «Содержание белка в зерне» в условиях Ленинградской области / Н.И. Аниськов, И.В. Сафонова, В.И. Хорева // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. - 2019. - № 180 (1). - С. 44-51. DOI: 10.30901/2227-8834-2019-1-44-51.

2. ВасбиеваМ.Т. Влияние длительного применения органических и минеральных удобрений на динамику содержания органического углерода и азотный режим дерново-подзолистой почвы / М.Т. Васбиева // Почвоведение. - 2019. - № 11. -С. 1365-1372. DOI: 10.1134/S0032180X19110133.

3. Завалин А.А. Зависимость урожая зерна яровой пшеницы от гидротермических условий межфазных периодов вегетации / А.А. Завалин, Е.Н. Пасынкова, А.В. Пасынков // Плодородие. - 2010. - № 4. - С. 6-8.

4. Завьялова Н.Е. Микробная трансформация органического вещества дерново-подзолистой почвы Предуралья при различном использовании и внесении минеральных удобрений / Н.Е. Завьялова, И.Г. Широких, А.И. Косолапова, А.А. Широких Микробная // Теоретическая и прикладная экология. - 2019. - № 1. - С. 102-110. DOI: 10.25750/1995-4301-2019-1-102-110.

5. Кедрова Л.И. Биологические основы производства зерна озимой ржи на Евро-Северо-Востоке РФ / Л.И. Кедрова, Е.И. Уткина, Е.А. Шляхтина, Т.К. Шешегова, Е.С. Парфенова, М.Г. Шамова, Н.А. Охапкина // Достижения науки и техники АПК. -2012. - № 6. - С. 21-23.

6. Кирюшин В.И. Управление плодородием почв и продуктивностью агоценозов в адаптивно-ландшафтном земледелии / В.И. Кирюшин // Почвоведение. -2019. - № 9. - С. 1130-1139. DOI: 10.1134/S0032180X19070062.

7. Косолапова А.И. Влияние изменения климатических показателей в Пермском крае на урожайность зерновых культур / А.И. Косолапова, М.Т. Васбиева // Достижения науки и техники АПК. - 2011. - № 11. - С. 9-10.

8. Кудеяров В.Н. Почвенно-биогеохимические аспекты состояния земледелия в Российской Федерации / В.Н. Кудеяров // Почвоведение. - 2019. - № 1. - С. 109-121. DOI: 10.1134/S0032180X1901009X.

9. Кулаковская Т.Н. Оптимизация агрохимической системы почвенного питания растений / Т.Н. Кулаковская. - М.: Агропромиздат, 1990. - 219 с.

10. Лапа В.В. Продуктивность севооборота и изменение плодородия дерново-подзолистой супесчаной почвы при длительном внесении удобрений / В.В. Лапа, Н.Н. Иваненко // Агрохимия. - 2012. - № 9. - С. 41-48.

11. Пасынков А.В. Урожайность зерна ячменя и ее зависимость от минерального питания и гидротермических условий в вегетационный период / А.В. Пасынков, Е.Н. Пасынкова // Плодородие. - 2019. - № 2. - С. 33-38. DOI: 10. 24411/0235-2516-2-19-10024.

12. Титова В.И. Эколого-агрохимические особенности дерново-подзолистых и светло-серых лесных почв с очень высоким содержанием подвижных соединений фосфора / В.И. Титова, Л.Д. Варламова // Агрохимия. - 2002. - № 3. - С. 47-54.

13. Черкасов Г.Н. Влияние погодных условий на плодородие почв, урожайность сельскохозяйственных культур и эффективность удобрений в Центральном Черноземье / Г.Н. Черкасов, А.Н. Воронин, С.В. Трапезников // Доклады РАСХН. -2010. - № 5. - С. 25-27.

14. Шафран С.А. Развитие исследования по диагностике минерального питания растений / С.А. Шафран // Агрохимия. - 2014. - № 3. - С. 3-11.

15. Экологическое земледелие с основами почвоведения и агрохимии. - СПб.: Изд-во «Лань», 2014. - 224 с.