1. Введение

Значительная часть сельхозтоваропроизводителей в Российской Федерации уделяет мало внимания вопросам сохранения и воспроизводства плодородия пахотных угодий. Применение удобрений зачастую проводится по усредненным зональным рекомендациям, без учёта агрохимических особенностей отдельных полей и почвенно-климатических условий хозяйств. В качестве органических удобрений в лучшем случае используются солома и стебли, заделываемые после уборки культуры. Нормы минеральных удобрений рассчитываются без учета рекомендуемых нормативов возврата питательных элементов. Безусловно, на такое отношение к системе удобрения повлияла текущая экономическая ситуация. Однако, следует помнить, что отрицательный баланс элементов питания, в конце концов, приведет к истощению почвы и неуклонному снижению продуктивности агроценозов [1]. В связи с чем необходимо четко понимать величину потребности в минеральных удобрениях под основные сельскохозяйственные культуры, не только для получения продукции, но и для сохранения плодородия почвы [2], [3]. Целью наших исследований было сравнение химического состава, выноса и баланса элементов питания при возделывании яровой пшеницы, гороха и ярового рапса на неудобренном и удобренном для получения плановой урожайности вариантах.

2. Методы и условия исследования

Исследования проводили в 2024, 2025 гг. на опытном поле Курганской государственной сельскохозяйственной академии имени Т.С. Мальцева — филиала ФГБОУ ВО «Курганский государственный университет», расположенном в центральной агроклиматической зоне Курганской области в 20 км южнее г. Кургана.

Отбор образцов почвы проводили из слоя 0-20 см. Гранулометрический состав почвы определяли методом пипетки по Н.А. Качинскому, плотность сложения почвы в естественных условиях и твёрдой фазы пикнометрическим методом, гидролитическую кислотность (Нг) — по Каппену (ГОСТ 26212-2021), максимальную гигроскопичность (МГ) ГОСТ 28268-89, общую пористость — расчётным методом, содержание обменных катионов кальция и магния — из 1 н вытяжки NaCl титрованием

[4][4]Статистическая обработка экспериментальных данных проводилась методом вариационного анализа при количественной изменчивости и однофакторным дисперсионным анализом по Б.А. Доспехову [5].

Почва опытных участков чернозём выщелоченный слабогумусированный среднемощный типичная для данной зоны. Содержание фракции физической глины составило 34,2–38,1%, что соответствует среднесуглинистой разновидности. Характеристика почвенных условий представлена в таблицах 1, 2.

Общая пористость за годы исследований составляла от 61,0 до 63,7% и характеризовалась как отличная. Максимальная гигроскопическая влажность при содержании фракции физической глины 38,1% в первый год исследований на полях была в среднем 10,4%. В 2025 г. при облегченном гранулометрическом составе до 34,2% (фракция <0,01 мм) показатель МГ на полях был в интервале от 6,5 до 9,7 (в среднем 7,7%).

При рассмотрении физико-химических свойств чернозема на полях отмечен относительно высокий уровень насыщенности обменными основаниями — 84,5–87,7%, при этом доля обменного кальция в составе почвенного поглощающего комплекса (ППК) составляла 57,1–63,1%.

Количество доступного растениям нитратного азота рассчитывали исходя из содержания гумуса на опытных участках. Обеспеченность элементами питания средняя подвижным фосфором и очень высокая калием (таблица 3).

Погодные условия вегетационного периода 2024 г. отличались холодным и очень дождливым маем (выпало две месячных нормы осадков), таким же дождливым июнем и в меньшей степени июлем. Температурный режим вегетационного периода мало отличался от среднемноголетних значений. Гидротермический коэффициент (ГТК) за период май–сентябрь составил 1,57 единицы, что характеризует условия как влажные. Погодные условия вегетационного периода 2025 г. незначительно отличались от среднемноголетних значений по количеству тепла и выпавших осадков. Только август оказался довольно сухим (22% от нормы осадков), что способствовало ускоренному созреванию культур. ГТК за май–сентябрь составил 0,87 единицы, что характеризует условия как засушливые.

Нормы удобрений были рассчитаны по разностным коэффициентам использования питательных элементов почвы и удобрений на плановую урожайность яровой пшеницы 3,0, гороха 2,5, ярового рапса 1,5 т/га, что выше средних значений урожайности в производственных посевах центральной части региона. Высевали сорт яровой пшеницы Икар и ярового рапса Миракль по черному пару, гороха Саламанка по пшенице. Норма высева пшеницы 5,5 млн всхожих семян на гектар, гороха 1,2 млн/га, рапса 0,7 млн/га. Технология возделывания культур общепринятая для зоны. В качестве удобрений использовали аммофос, аммиачную селитру и двойной суперфосфат. Удобрения вносили перед посевом разбросным способом с последующей заделкой на глубину 10–12 см.

3. Основные результаты и обсуждение

При расчете нормы удобрений на планируемую урожайность учитывалось содержание в почве доступных форм азота, фосфора и калия по результатам агрохимического анализа, текущая минерализация — 40 кг нитратного азота на гектар с вегетационный период

[6]

В 2024 г. для расчета на основании результатов предыдущих исследований был взят коэффициент использования элементов почвы (КИП) по азоту 0,70 на пшенице, горохе и 0,60 на рапсе, по фосфору — 0,12 на пшенице, горохе и 0,13 на рапсе, по калию — 0,25 на всех культурах. По итогам анализа результатов первого года исследования, в 2025 г. значения КИП были скорректированы — по азоту на горохе — 0,60, по фосфору на горохе и рапсе — 0,14.

Коэффициент использования питательных элементов удобрений (КИУ) в 2024 г. взят в соответствии с литературными значениями — 0,60 по азоту и калию, 0,15 по фосфору. В 2025 г. КИУ скорректирован на фактические значения, полученные в опыте 2024 года.

Расчёт норм удобрений в 2024 г. представлен в таблице 4. Для достижения планируемой урожайности яровой пшеницы необходимо внести N28P23, гороха N10P32, рапса N22P30. При данных уровнях планируемой урожайности калийные удобрения не вносили в связи с очень высокой обеспеченностью сельскохозяйственных культур этим элементом.

При внесении расчетных норм удобрений, учитывая, что побочная продукция на опытном поле после уборки измельчается и заделывается в почву, баланс фосфора на поле с пшеницей складывается бездефицитный, а под горохом и рапсом — положительный

[7][8]

В связи с тем, что в 2024 г. опыты были проведены на производственных посевах, фактические нормы внесения составили: на пшенице N24Missing Mark : subР24Missing Mark : sub, горохе — N7Missing Mark : subР31Missing Mark : sub, рапсе — N30Missing Mark : subР30Missing Mark : sub, которые были достаточно близки к расчетным.

Урожайность основной и побочной продукции культурных растений на удобренном и неудобренном вариантах, а также содержание азота, фосфора, калия в растениях представлены в таблице 5.

По результатам опыта 2024 г. достичь уровня планируемой урожайности не удалось по всем трем культурам, несмотря на достаточное количество осадков за вегетационный период. По нашим наблюдениям, сроки выпадения осадков не совсем совпадали с критическими фазами развития растений.

Так, за третью декаду мая, когда растения только всходят, выпало всего 7,9 мм осадков. В середине июня, то есть в фазу выхода в трубку у пшеницы, фазу розетки у рапса, фазу стеблевания у гороха, выпало всего 6,0 мм осадков. В первой-второй декаде июля в период максимального нарастания вегетативной массы выпало только 10,5 мм.

Вынос элементов питания растениями из почвы на удобренном варианте предсказуемо был выше, чем без удобрений [9], баланс элементов оказался близок к расчетному положительный по фосфору и отрицательный по азоту и калию (таблица 6). Коэффициент использования элементов удобрений составил для азота 0,48–0,66, для фосфора 0,11–0,16 по изучаемым культурам.

Полученные в опыте 2024 года КИУ были использованы для расчёта норм удобрений на планируемую урожайность в 2025 г. Аналогично исследованию 2024 г., в расчете было использовано содержание подвижных форм азота, фосфора, калия в почве (таблица 7). Расчет показал, что для получения планируемой урожайности основной продукции яровой пшеницы требуется внести P36, гороха N53P9, рапса P42. Фактически внесённое количество удобрений соответствовало расчётным значениям.

Урожайность основной и побочной продукции культурных растений на удобренном и неудобренном вариантах, а также содержание азота, фосфора, калия в растениях представлены в таблице 8.

Интерес вызывает уровень урожайности всех культур в 2025 г. он превысил планируемые значения даже на варианте без внесения удобрений. Сложившиеся условия погодные, фитосанитарные – оказались оптимальными для культурных растений, в результате чего более полно были использованы запасы питательных элементов, влаги из почвы. Более равномерное распределение осадков по декадам обусловило наличие продуктивной влаги практически на протяжении всего периода вегетации культур. Помимо этого, своевременно проведенные защитные мероприятия устранили негативное влияние сорняков, заболеваний и вредителей на рост и развитие растений. Многие хозяйства региона также получили в этом году рекордный урожай с.-х. культур, что еще раз подтверждает существенную роль погодных условий вегетационного периода при формировании урожайности [10]. Тем не менее, вынос элементов питания растениями из почвы на удобренном варианте, как и в 2024 г. был выше, чем без удобрений, баланс элементов по фосфору остался положительным, а под горохом бездефицитным и отрицательным по азоту и калию (таблица 9).

Коэффициент использования элементов удобрений составил для фосфора 0,13–0,21 по изучаемым культурам. Азотное удобрение было внесено только под горох и значение КИУ равнялось 0,48, что достаточно невелико и, возможно, связано с тем, что норма азота оказалась несколько избыточной.

Баланс питательных элементов кардинально зависит от применения минеральных и органических удобрений. Нормы удобрений, даже не полностью покрывающие вынос элементов культурой, позволяют снизить темпы истощения почвы, что подтверждается многочисленными, как отечественными, так и зарубежными, исследованиями [11], [12], [13]. Расчет требуемых норм удобрений позволяет более взвешенно подойти к их применению, несмотря на большое разнообразие факторов, влияющих на эффективность удобрений и различные методики, применяемые для расчета норм [14].

Для оценки качества зерна яровой пшеницы при использовании удобрений было проведено определение содержания в нём сырой клейковины. Без удобрений содержание клейковины в 2024 г. составило 25,4%, в 2025 г. 31,1%. Применение удобрений оказало положительное влияние на данный показатель содержание клейковины выросло на 1,4% в 2024 г. и на 0,5% в 2025 г.

4. Заключение

Таким образом, урожайность полевых культур определяется большим количеством факторов, от сочетания которых, сложившихся в течение вегетационного периода, зависит эффективность применяемых удобрений. Нормы удобрений, рассчитанные на планируемую урожайность, позволяют не только повысить продуктивность агроценоза, но и обеспечить возврат питательных элементов, а в случае с фосфором, его накопление в почве. Коэффициент использования питательных элементов удобрений зависит от возделываемой культуры, погодных условий, других факторов и нуждается в уточнении для использования при определении норм питательных элементов. Хозяйствам, занимающимся возделыванием с.-х. культур в лесостепной зоне Зауралья, рекомендуется применять удобрения исходя из обеспеченности почв питательными элементами с учетом текущей нитрификации и симбиотической азотфиксации бобовыми культурами. Как показали наши исследования, для получения 3,0 т/га зерна яровой пшеницы достаточно внесения N28Р23-36, 2,5 т/га гороха N10-53Р9-32, 1,5 т/га семян ярового рапса N22P30-42.

The additional file for this article can be found as follows: