Translate this page:
Please select your language to translate the article


You can just close the window to don't translate
Library
Your profile

Back to contents

Agriculture
Reference:

From the Long-Term Experience of the Stationary Shebantsevo № 5 to the Long-Term Experience of the Stationary Shebantsevo Modified № 5: Changes in Agrochemical Properties of the Soil and Product Quality

Kuzina Natalia Vladimirovna

PhD in Philology

Candidate of Philological Sciences, Docent, Scientific Secretary (CES RAS)

125445, Russia, Moskovskaya oblast', g. Moscow, ul. Perekopskaya, 1, kv. 4

nvkuzina@mail.ru
Other publications by this author
 

 
Bushina Lidiya Mikhailovna

head of the laboratory at Center for Chemical Research 'Moskovsky' (Federal State Institution) 

127550, Russia, Moskovskaya oblast', g. Moscow, ul. Pryanishnikova, 31a, of. 207

ilya.vladimirovich89@yandex.ru
Other publications by this author
 

 
Vigilyanskaya Aleksandra Olegovna

leading agrochemist at Center for Chemical Research 'Moskovsky' (Federal State Institution)

127550, Russia, Moskovskaya oblast', g. Moscow, ul. Pryanishnikova, 31a, of. 226

ilya.vladimirovich89@yandex.ru
Other publications by this author
 

 
Tovanchev Il'ya Vladimirovich

head of the laboratory, post-graduate student at Center for Chemical Research 'Moskovsky' (Federal State Institution)

127550, Russia, Moskovskaya oblast', g. Moscow, ul. Pryanishnikova, 31a, of. 301

ilya.vladimirovich89@yandex.ru
Other publications by this author
 

 
Lapushkina Anastasiya Andreevna

chief agrochemist at Center for Chemical Research 'Moskovsky' (Federal State Institution)

127550, Russia, Moskovskaya oblast', g. Moscow, ul. Pryanishnikova, 31a, of. 226

ilya.vladimirovich89@yandex.ru
Other publications by this author
 

 
Kuzina Lidiya Borisovna

External doctoral candidate, the department of Agrochemistry and Biochemistry, M. V. Lomonosov Moscow State University

127422, Russia, Moskovskaya oblast', g. Moscow, ul. Timiryazevskaya, 34/1, of. 76

kulibo.kavai@yandex.ru
Other publications by this author
 

 
Orlova Natalya Leonidovna

leading agrochemist at Center for Chemical Research 'Moskovsky' (Federal State Institution)

127550, Russia, Moskovskaya oblast', g. Moscow, ul. Pryanishnikova, 31a, of. 226

ilya.vladimirovich89@yandex.ru
Other publications by this author
 

 
Zabugina Tatyana Mitrofanovna

PhD in Agriculture

senior researcher of the Department of Long-Term Field Experiments at D. N. Pryanishnikov Russian National Research Institute of Agrochemistry

127550, Russia, Moskovskaya oblast', g. Moscow, ul. Pryanishnikova, 31 a, of. 417

shish_tan@mail.ru
Other publications by this author
 

 
Kovalenko Anatoliy Aleksandrovich

PhD in Agriculture

leading researcher of the Department of Long-Term Field Experiments at D. N. Pryanishnikov Russian National Research Institute of Agrochemistry

127550, Russia, Moskovskaya oblast', g. Moscow, ul. Pryanishnikova, 31a, of. 417

kovalhud@mail.ru
Other publications by this author
 

 
Efimov Oleg Evgenyevich

PhD in Agriculture

Associate Professor of the Department of Soil Science, Geology and Landscape Science at Russian Timiryazev State Agrarian University

127550, Russia, Moskovskaya oblast', g. Moscow, ul. Timiryazevskaya, 49, of. korp.17

efimowoe@gmail.com
Romanenkov Vladimir Arkadyevich

Doctor of Biology

Professor of the Russian Academy of Sciences, head of the Department of Agrochemistry and Biochemistry of Plants, Faculty of Soil Science at Lomonosov Moscow State University

119991, Russia, Moskovskaya oblast', g. Moscow, ul. Leninskie Gory, 1 str. 12, of. 499

ilya.vladimirovich89@yandex.ru

DOI:

10.7256/2453-8809.2017.4.26510

Received:

30-05-2018


Published:

06-06-2018


Abstract: The history and changes in some agrochemical properties of the soil as well as the product quality and yield indicators in the transition from the experience of "Stationary Shebantsevo № 5" to the modified experience of "Stationary Shebantsevo Modified № 5" are considered. Sampling was carried out for soil - in 1992, 2004, 2011, 2014, 2016, and 2017, for plant products - in 2013, 2016, and 2017. To realize the purpose of the study, it was necessary to study the interrelationships between the agrochemical properties of the soil, the indices of product quality and yield, and also the content of certain microemoietic substances in raw materials. Instrumental laboratory ((infrared spectrometry, atomic-absorption photometry, flame spectrophotometry) and statistical analysis methods (Statistica 13.3) were used. The analysis of archival soil samples and plant raw materials provided by the Department of Long-Term Experiments of the All-Russian Scientific Research Institute of Agricultural Chemistry was carried out. In the process of studying the aftereffect of high doses of the organo-mineral fertilizer system and after the renewal of a long field experiment (with continuing and teachings aftereffect and the resumption of mineral fertilizers) allowed to outline the dynamics of changes of soil agrochemical indicators and the dynamics of change of indicators of quality of production and productivity ("Stationary Shebantsevo Modified, No. 5").


Keywords:

long field experience, aftereffect of fertilizers, soil cultivation, correlation analysis, product quality, microelements, wheat classes, statistics, crop rotation, laboratory methods of analysis


Актуальность и проблематика исследования. Изменения почвы являются длительными и многофакторными процессами, протекающими неоднонаправленно и могут быть обнаружены только при длительном наблюдении. Для их описания подходит в случае изучения изменений под влиянием окультуривания почв и длительного внесения разных доз удобрений, а также для изучения  последействия, только материал, который дает длительный полевой опыт [1 – 75]. Материалы образцов Географической сети опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами, созданной более 60 лет назад по инициативе Д.Н. Прянишникова, в данном случае является наиболее ценным для изучения, так как обеспечивает выборки образцов почвы и растительного сырья, разнесенных во времени [1, 5, 8, 14, 22, 28, 29, 46 – 51, 56 – 61, 64-68, 72 – 73 и др.].  

1. История длительного опыта СШ 5 и СШ 5 М

Материалом исследования была база почвенных и растительных образцов, собранных коллективом станции в рамках длительного полевого опыта СШ 5 (1964-1992 гг.), изучение последействия с 1993 по 2011 гг., длительного модифицированного полевого опыта СШ 5 М (2011 – 2018 гг.) ЦОС НИИ удобрений и агропочвоведения (ЦОС ВИУА), ныне – Отдел длительных опытов ВНИИА (ул. Агрохимиков в составе микрорайона Барыбино), Домодедовский район, Московская область, закладки 1964-66 гг., дер.  Шебанцево, стационар № 5) на фоне  внесения возрастающих доз минеральных удобрений, органических удобрений и системы органо-минерального удобрения в течение 7 ротаций (28 лет), последействия (18 лет), модифицированного опыта с экстенсивной/ интенсивной моделью внесения минеральных удобрений (6 лет).

Агрохимическая характеристика почвы опытного участка СШ 5 до закладки опыта (0-20 см): рНКСl – 4,3; Нг – 5,2 мг-экв /100 г почвы; S – 8,3 мг-экв /100г почвы; гумус – 1,59%; Р2О5подв. – 6,6 мг/ 100 г почвы; К2Ообм. – 15, 0 мг /100г почвы. Число полей в натуре в опыте – 3, число повторностей вариантов в опыте -  4, расположение вариантов в повторениях -  систематическое. Тип севооборота – зернопропашной. Число культур в севообороте (с включением паров) -  4. Чередование культур в севообороте (до 1992 г.): картофель ранний; озимая пшеница; свекла кормовая; яровой ячмень. Площадь посевных делянок - 162 м2. Общая площадь, занятая опытом, - 4,8 га. Приведем характеристики почвы на начало опыта.

Таблица - 1. Агрохимические показатели почвы ЦОС ВИУА СШ 5 1964 г.

Показатели

Значения

pHKCl

3,4

Гумус  (по Тюрину), %

1,59

мг/100 г почвы

P2O5

6,6

K2O

15,0

мг-экв/ 100 г почвы

Нг

5,2

S

8,3

T

13,5

V, %

61,5

Варианты опыта СШ 5 по ротациям отражены в нижеследующей таблице. В настоящей работе анализировались варианты №1, 2, 5, 6, 7, 9, выделенные в таблице с помощью курсива и подчеркивания.

Таблица – 2. Варианты полевого опыта СШ 5 по ротациям, 1964 -1992  гг. ЦОС ВИУА

Стационар Шебанцево № 5

вар-та

I и II ротации

III, IV, первая половина V ротации

Вторая половина V ротации

Доза удобрений

Доза удобрений

Доза удобрений

1

Контроль

контроль

Контроль

2

навоз 50 т/га

навоз 50 т/га

навоз 50 т/га

3

навоз + 1 NPK

навоз + 1 NPK

навоз + 1 NPK

4

навоз + 2 NPK

навоз + 2 NPK

навоз + 2 NPK

5

навоз + 3 NPK

навоз + 3 NPK

навоз + 3 NPK

6

навоз + 1 N1P1K1 (N эквив.навозу)

навоз 2 дозы + 1 (NPK)

навоз 2 дозы + 1 (NPK)

7

навоз + 1 N3P3K3

навоз 2 дозы + 3 (NPK)

навоз 2 дозы + 3 (NPK)

8

навоз + 2 PK однокр.

навоз 2 дозы + 2 (NPK) + 2 N под все культуры

навоз 2 дозы + 2 (NPK)

9

навоз 100 т/га

контроль

навоз 100 т/га

10

контроль

контроль

Контроль

11

1 (NPK), экв. 1 доза навоза

1 (NPK), экв. 1 доза навоза

1 (NPK), экв. 1 доза навоза, по пропашные М

12

2 (NPK)

2 (NPK)

М + 1 NPK

13

3 (NPK)

3 (NPK)

М + 2 (NPK)

14

4 (NPK)

4 (NPK)

М + 3 NPK

15

N1P1K1

N1P1K1

2 М + 1 NPK

16

N3P3K3

N3P3K3

2 М + 3 NPK

17

1 NPK экв. 50т/га навоза (под пропашные)

1 NPK экв. 50т/га навоза (под пропашные)

NPK на планируемый урожай

18

5 NPK

2 РК однократно + 2 N под все культуры

2 М + 2 NPK

19

NPK экв. 2 дозам навоза

контроль

NPK эквив. 100 т/га навоза под пропашные (2 М)

В процессе проведения опыта проводилась корректировка доз удобрений.

Так, по данным отчетов ЦОС,  в 1992 гг. было  внесено следующее количество кг на гектар минеральных удобрений.

Таблица - 3. Дозы внесения удобрений в опыте СШ 5 (кг/га)

№ варианта

N

P 2 O 5

K 2 O

1

-

-

-

2

-

-

-

3

27

24

50

4

54

48

100

5

81

72

150

6

27

24

50

7

81

72

150

8

54

48

100

9

-

-

-

10

-

-

-

По окончании седьмой ротации севооборота (с 1992 г.) было прекращено внесение удобрений и происходило плановое изучение последействия имеющихся фонов на культурах созданного четырехпольного зернового севооборота (вика/овес на зеленую массу; озимая пшеница; ячмень яровой; овес) в течение двух ротаций. В 1998 году закончилась I-я ротация севооборота последействия.

Для данного периода велся учет почвенных и растительных образцов: почвенных, отобранных  1 раз за ротацию (в 4 года), растительных - 1 раз в год. Почвенные образцы отбирались поделяночно с 4-х повторений для горизонта 0-20 см и с 2-х повторений (I и III) – для горизонта 20-40 см перед закладкой опыта и по окончании каждой ротации севооборота. В отделе длительных опытов ВНИИА имеются образцы почвы, взятые по окончании VII ротации севооборота (конец прямого действия удобрений) в 1992-1994 годах и по окончании I ротации севооборота последействия удобрений в 1996-1998 годах.

Имеются ежегодные отчеты, рабочие тетради опыта и итоговые отчеты согласно Госзадания НИР в ЦОС ВНИИА. Так, за первые годы изучения последействия имеются следующие наблюдения: «Анализ обобщенных за 8 лет произведения опыта данных показал несущественное преимущество навозно-минеральной системы удобрения над минеральной на высоком уровне применения удобрений 3 и 4 NPK (+2, 0-2, 3 ц/га з.е. в год при достоверном различии 3, 2 ц га. Делаем вывод о преимуществе в целом органно-минеральной системы удобрения над минеральной, оптимальным в условиях опыта является вариант Н + 2 NPK, в котором NPK органического удобрения составляет 1/3 от общей дозы внесенного  удобрения, а уровень применения органических удобрений обеспечивает достоверную прибавку урожая к предыдущему уровню органно-минеральной системы удобрения Н + 1 NPK (+8 ц/га з.е. ежегодно) и эффективней эквивалентного по NPK варианта минеральной системы удобрения» [76, с. 17]. Как отмечают кураторы опыта в отчетах ЦОС, «проводимое последние два года изучение последействия вносимых в течение 10 лет удобрений показывает резкое затухание последействия минеральных удобрений и стабильное последействие на вариантах органно-минеральной системы удобрений. Это позволяет надеяться на получение существенного преимущества органно-минеральной системы над минеральной  по итогам 32 лет проведения опыта. Анализ воздействия изучаемых систем удобрения на почвенное плодородие показал, что органические удобрения оказывают положительное влияние на кислотные свойства почвы и содержание гумуса. <…> как на вариантах  минеральной, так и навозно-минеральной системы удобрения с увеличением доз внесения минеральных удобрений кислотность повышается, но в блоке вариантов навозно-минеральной системы удобрения она несколько ниже. Органно-минеральная система удобрения обеспечивает положительный баланс гумуса, причем с повышением уровня удобренности прирост содержания гумуса возрастает. На вариантах минеральной системы удобрения отмечен отрицательный баланс гумуса, наиболее сильный на первой дозе NPK, где значительная часть урожая создается за счет разрушения гумуса. На этом варианте имеется также и отрицательный баланс азота. Повышение доз внесения минеральных удобрений несколько сокращает потери гумуса, но не устраняет их полностью» [76, с. 19]. При этом «наличие многолетних бобовых трав в севообороте оказывает положительное влияние на накопление гумуса в почве и, если не устраняет полностью, то значительно снижает негативное влияние минеральных удобрений на содержание гумуса <…> В плодосменном севообороте положительный баланс гумуса отмечен уже при внесении минеральных доз органических удобрений (около 7 т га в год навоза или соломы), а в зернопропашных севооборотах прирост содержания гумуса (и менее значительный) наблюдается лишь при внесении 14 – 18 т га и более органических удобрений.. Все системы удобрения оказывают примерно во всех севооборотах равное положительное влияние на содержание подвижного фосфора в почве. Однако в динамике калия в разных севооборотах имеются некоторые различия» [76, c. 19].

При этом, «если в интенсивных зерно-пропашных севооборотах наблюдается небольшой (0, 1 – 1, 4 мг/100 гр) положительный баланс содержания калия на всех удобренных вариантах опыта, то в плодосменном видимо за счет выноса многолетними травами, небольшой (0, 2 – 1, 1 кг/100 гр) отрицательный баланс. .. положительной экологической роли органических удобрений, способствующих снижению накопления нитратного азота в почве и нитратов в продукции» [76, с. 23]. Как отмечают авторы, «таким образом, наиболее эффективной и экологически безопасной является, на наш взгляд, органно-минеральная система удобрения (совместное в севообороте внесение органических и минеральных удобрений), содержащая 25 – 30 процентов питательных веществ в форме органических удобрений, обеспечивающая ежегодное поступление в почву органических удобрений около 10 т га и полное восполнение выноса фосфора и калия урожаем с.х.культур» [76, с. 23].

С середины 2000-х гг. (2006 г.) на опытном поле произрастали вырождающиеся многолетние травы. Имеются тщательно сохраняемые образцы почвы по вариантам и по горизонтам опытного поля № 1 2004 года и опытного поля № 2 2005 года.

С 2011 года в ЦОС был заложен модифицированный длительный опыт СШ 5 М (возобновлено внесение удобрений на выделенных частях каждой из делянок органо-минеральной части каждого из имеющихся трех полей).

Приведем сведения об изменении некоторых агрохимических свойств почвы на начало опыта СШ 5 М по данным куратора опыта СШ 5, вед.н.с. ЦОС, канд. с.-х.н. В.Ф.Ефремова.

Таблица - 4. Изменение кислотности (рНKCI) почвы по вариантам опыта СШ 5

Вариант

Исходное

1964 г.*

Через 28 лет

1992 г.*

Через 19 лет последействия

2011 г.

Контроль

4,2

6,1

5,9

Навоз 50т/га-фон Н

4,3

6,2

5,6

Н+NPK экв. вар. 2

4,2

6,2

5,6

Н+2NPK

-

-

5,8

Н+3NPK

4,3

6,0

5,7

NPK-фон М

экв. Вар. 2

4,2

6,1

5,8

М+NPK

4,2

5,9

5,8

М+2NPK

4,2

5,9

5,7

М+3NPK

4,2

5,8

5,5

* по данным В.Ф. Ефремова.

Таблица - 5. Содержание органического углерода (Сорг) в почве в зависимости от систем удобрения (по вариантам СШ 5)

Вариант

Исходное

1964 г.*

Через 28 лет

1992 г.*

Через 19 лет последействия

2011 г.

Баланс углерода

∆С1**

∆С2***

1

2

3

4

5

6

Контроль

0,92

0,74

0,78

-0,18

+0,04

Навоз 50т/га-

фон Н

0,90

0,87

0,91

-0,03

+0,04

 Н+NPK экв.

вар. 2

0,91

0,93

0,95

+0,02

+0,02

Н+2NPK

0,87

0,97

0,93

+0,10

-0,04

Н+3NPK

0,94

0,99

0,91

+0,05

-0,03

NPK-фон М экв. вар. 2

0,95

0,74

0,71

-0,21

-0,03

М+NPK

0,93

0,80

0,72

-0,13

-0,08

М+2NPK

0,94

0,82

0,72

-0,12

-0,10

М+3NPK

0,95

0,84

0,70

-0,11

-0,14

НСР0,5

-

-

0,03

-

-

* по данным В.Ф. Ефремова (Отдел длительных опытов ВНИИА).

Соответственно, данные указывают на подкисление почвы от 1964 к 1992 году, а затем небольшое снижение показателей кислотности в годы последействия к 2011 г. – к укладке нового опыта. Также отмечается снижение баланса углерода от 19964 к 1992 и колебания баланса углерода от  1992 к 2011 гг. (с ростом на вариантах изучения последействия доз органо-минеральных удобрений).

Севооборот опыта СШ 5 М с 2011 года составляют: озимая пшеница - многолетние травы (3 г.) - озимая пшеница – ячмень. Удобрения - интенсивная и экстенсивная (контроль) модель. С 2011 года в трехпольном севообороте находится пшеница озимая Московская 39, ячмень (2017) Владимирский  (ранее, до 2011 гг. – ячмень Носовский 9), многолетние травы (немецкая смесь: ежа сборная, овсяница луговая, тимофеевка луговая, клевер красный, люцерна гибридная/ синяя/серповидная).

Каждое из трех полей (в настоящей работе изучались варианты №№ 1-9  полей № 1 - 2)  в опыте СШ 5 М, как и ранее, состоит  из двух фрагментов – органо-минеральный фрагмент (1-я – 9-я делянки) и минеральный фрагмент  (делянки 10 и далее, на нем культивировалась бессменная кукуруза).

Приведем универсальную схему каждого из полей заложенного в 2011 г. опыта СШ 5 М.

Таблица - 6. Схема полевого опыта  2011 - 2017 гг. ЦОС ВНИУА (ФГБНИУ ВНИИА)

Части делянок (вариантов) с интенсивной/ экстенсивной моделью внесения удобрений в опыте СШ 5 М

№ вариантов опыта СШ 5 м в новом опыте по повторностям

Органо-минеральная часть поля с четырехлетним севооборотом

Минеральная часть поля с бессменной кукурузой

1

2

3

4

5

6

7

8

9

з

а

щ

и

т

а

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

1 Пар без удобрений

9 Пар без удобрений

2 Пар с удобрениями

10 Пар с удобрениями

5

6

7

8

9

1

2

3

4

14

15

16

17

18

19

10

11

12

13

3 Севооборот с удобрениями

11 Кукуруза с удобрениями

4 Севооборот без удобрений

12 Кукуруза без удобрений

9

1

2

3

4

5

6

7

8

18

19

10

11

12

13

14

15

16

17

5 Севооборот без удобрений

13 Кукуруза с удобрениями

6 Севооборот с удобрениями

14 Кукуруза без удобрений

4

5

6

7

8

9

1

2

3

13

14

15

16

17

18

19

10

11

12

7 Севооборот с удобрениями

15 Кукуруза с удобрениями

8 Севооборот без удобрений

16 Кукуруза без удобрений

Каждый вариант был разделен на две подварианта: с удобрением (интенсивная модель внесения удобрений), без удобрений (экстенсивная модель). Размеры подвариантов каждой делянки: с удобрением - 14 м Х 54 м; без удобрений – 13 м Х 54 м. В каждом случае при внесении удобрений на каждом варианте (с удобрением) вносились одинаковые дозы, вне зависимости от номера варианта и последействия. Проводилось внесение под посев и две подкормки весной в конце апреля и в мае в случае пшеницы озимой, внесение под посев в случае ячменя, внесение под посев и по второму укосу для многолетних трав. При экстенсивной модели на частях вариантов внесение удобрений не производилось.

Так, согласно записям в рабочих тетрадях ЦОС (отдела длительных опытов ВНИИА), было внесено под культуры (внесение под посев и две подкормки весной – в случае пшеницы озимой, внесение под посев многолетних трав - с учетом трех лет бытования, внесение под посев ячменя весной):

1. В 2012 г. на поле № 1 по посеву пшеницы озимой в 2011 г. внесено 90 кг/га P (суперфосфата) и 30 кг/га N, 3 мая 2012 г. - 60 кг/га N (селитры) и 90 кг/га K (хлористого калия).

2. В 2013 на поле 1 – под культуру многолетние травы,  после уборки озимой пшеницы - перед посевом внесены 30 кг/га N (аммиачная селитра), а также с учетом трехлетнего бытования трав - 120 кг/га P (суперфосфат двойной), 120 кг/га К (хлористый калий). Произведено 2 укоса трав, однако второй укос собрать в силу дождей не смогли, в силу чего сырье как удобрение  вернулось в почву.  

3. В 2013 г. на поле № 2 – культура пшеница озимая (посев в 2012 г., 01.09. 2012, уборка – 13.08.2013) по посеву внесено 30 кг/га N, 14 мая 2013 г. - 90 кг/га P и 90 кг/га K (хлористого калия), во вторую подкормку 29 мая 2013 г. – 60 кг/га N (селитра).

4. В 2016 г. на поле № 1 под культуру пшеница озимая (посев в 2015 г. -  11.09.2015 г.,  уборка – 27.07.2016 г.)  04.09. 2015 г. внесено 90 кг/га P (двойной суперфосфат)  и 90 кг/га K (хлористый калий), весной 2016 г. при подкормке  22.04. 2016 г. внесено 30 кг/га N (селитра), 24.05.2016 г. -  60 кг/га N (селитра).

5. В 2016 г. на поле 2 под посев многолетних трав внесено 30 кг/га N (селитра), произведено два укоса. По второму укосу внесены  21 кг/га N (аммофос), 90 кг/га P, 90 кг/га К (хлористый калий), в качестве подкормки весной довносили 60 кг/га N (селитра).

6. В 2017 г. на поле № 2 под культуру пшеница озимая (посев – 14.09.2016 г., уборка – 14.08.2017 г.) внесено - 20 кг/га N (аммофос),  90 кг/га P, 90 кг/га K.  При подкормке 28.04.2017 г. внесено 60 кг/га N, во вторую подкормку -  20 кг/га N (селитра).

7. В 2017 г на поле № 1, культура ячмень,  весной, согласно рабочим тетрадям, внесено 70 кг/га NPK (азофоска). При внесении удобрений под ячмень в опыте СШ 5 М начали с  60  кг/га  NPK (первый год), с доведением затем в опыте до 90 кг/га  NPK.

Пробы почвы собирались при закладке опыта в 2011 году в конце вегетации, в 2012 году перед посевом, в 2013, 2016, 2017 гг. в конце вегетации. Пробы растительного сырья (пшеница озимая, многолетние травы, ячмень) с органо-минеральной частей полей собирались в 2013 (пшеница озимая, многолетние травы), 2014-2015 (многолетние травы), 2016 (многолетние травы, пшеница озимая), 2017 гг. (ячмень, пшеница озима, многолетние травы). Имеются также пробы  кукурузы (стебли, солома и др.) с минеральной части поля. Солома для зерновых культур органо-минеральной части полей утрачена в силу естественных причин.

Имеются цельные образцы продукции и размолы многолетних трав, а также зерно двух способов сбора («снопы», «бункер» - из емкости зерноуборочного комбайна).

Приведем данные о севообороте в опыте СШ 5 М.

Таблица - 7. Культуры на полях №№ 1, 2  в опыте СШ 5 М с 2011 по 2018 год на органо-минеральном фрагменте поля (делянки №№ 1- 9)

Год

Поле 1, (варианты 1-9)

Поле 2, (варианты 1-9)

2011

Вырождающиеся многолетние травы, посев озимой пшеницы Московская 39

Вырождающиеся многолетние травы

2012

Урожая озимой пшеницы, посеяны многолетние травы

Вырождающиеся многолетние травы, посев озимой пшеницы Московская 39

2013

Многолетние травы, 1-й год (2013 – 2015)

Урожай озимой пшеницы Московская 39 – урожай, посеяны многолетние травы

2014

Многолетние травы, 2 год

Многолетние травы,  1 год (2014 – 2016)

2015

Многолетние травы,  3 год, посев озимой пшеницы Московская 39

Многолетние травы,  2 год

2016

Урожай пшеницы озимой Московская 39

Многолетние травы,  3 год, посев озимой пщеницы Московская 39

2017

Ячмень Владимирский

Урожай пшеницы озимой Московская 39

2018

Многолетние травы,  1 год

Ячмень Владимирский

С 2011 года на каждом из трех полей опыта в вариантах с № 1 по № 9 (то есть часть поля с ранее вносившимися органо-минеральными и органическими удобрениями в высоких дозах, в отличие от второй части полей – с делянок от № 10, с вносимыми ранее высокими дозами минеральных удобрений), а теперь имеющимся пятилетним севооборотом (многолетние травы-ячмень-пшеница озимая), а также на вариантах № 10-19 с  бессменной кукурузой в опыте СШ 5 М, каждый вариант разделен на две части – с экстенсивной и интенсивной моделью внесения удобрений. В данной работе рассматриваются только образцы продукции и почвы с полей №№ 1-2, вариантов № 1- 9 (выборочно). Приведем описание доз последействия и частей с интенсивной моделью внесения удобрений на исследуемых вариантах полей № 1 - 2. Исследуемые варианты выделены курсивом и подчеркиванием.

Таблица - 8. Исследуемые части делянок (актуальный фон – с удобрением, без удобрения)

Номера делянок опытов СШ 5

и СШ 5 М

Часть поля 1 и поля 2 с ранее вносимыми органо-минеральными удобрениям согласно опыту СШ 5, участвующая в модифицированном опыте СШ 5 М (распределение актуальных фонов удобрений).

Часть делянки без удобрения (13Х64) – изучение последействия от доз удобрений опыта СШ 5 (дозы указаны в ячейке делянки

Часть делянки с удобрением (14Х64) в совокупности (под пшеницу озимую) N90 P90 K90 (совокупное внесение под посев и две подкормки весной), с учетом последействия от доз удобрений опыта СШ 5

1

Контроль

N90 P90 K90

2

50 т навоза на га

N90 P90 K90

3

50 т навоза на га + 1NPK

N90 P90 K90

4

50 т навоза на га + 2NPK

N90 P90 K90

5

50 т навоза на га + 3NPK

N90 P90 K90

6

100 т навоза на га  + 1 NPK

N90 P90 K90

7

100 т навоза на га  + 3 NPK

N90 P90 K90

8

100 т навоза на га  + 2 NPK

N90 P90 K90

9

100 т навоза на га

N90 P90 K90

Имеются в Отделе длительных опытов ФГБНИУ ВНИИА все табличные данные об урожайности культур по вариантам опыта с учетом повторностей, средние, прибавки к контролю, где имеется – данные по количеству соломы на соответствующих полях, а также  данные о температуре и осадках в вегетационный период за данные годы в сопоставлении со среднемноголетними данными. Однако из всех указанных сведений по растительной продукции, ее образцы имеются только для 2013 - 2017 гг.

2. Объект, предмет и методы  исследования

Объектом исследования послужили  образцы почвы (42 пробы 6 сроков отбора, архив Отдела длительных опытов ВНИИА): почвенные пробы полей №№ 1-2, органо-минеральной части, делянки №№ 1-9, актуальный фон  - с/у (N 90 P 90 K 90),  б/у - последействие доз опыта  СШ 5 на делянке:  контроль - вариант 1, навоз 1 доза  (50 т/га) – вариант 2, навоз 1 доза + 3 (NPK) – вариант 5,  навоз 2 дозы + 1 (NPK) – вариант 6, навоз 2 дозы + 3 (NPK) – вариант 7, навоз 2 дозы– вариант 9.

Сроки отбора: последействие удобрений (1992 г., варианты №№ 1, 2, 6, 7, 9, 2004 г. – варианты №№ 1, 2, 5, 6, 7, 9),  исходные  (2011 г. – варианты №№ 1, 2, 5, 6, 7, 9) при закладке СШ 5М и образцы почвы, отобранные в течение опыта (2014 г – поле 1, варианты №№ 1, 2, 5, 6, 7, 9; 2016 г.- поле 1, варианты №№ 1, 2, 5, 7, 9 (с интенсивной – N 90 P 90 K 90) и  с экстенсивной (изучение последействия) моделью внесения удобрений), повторности II; 2017 г. – поле 2, варианты №№ 1, 2, 5, 6, 7, 9  (с интенсивной – N 90 P 90 K 90) и  с экстенсивной (изучение последействия) моделью внесения удобрений), повторности II.

Растительные образцы отбирались для урожая с интенсивной и экстенсивной моделью внесения удобрений: 2013 г (поле 2, пшеница озимая, варианты № 1, 2, 5, 6, 7, 9; поле 1, многолетние травы, имеющиеся в наличии образцы - варианты № 1, 2, 6, 7, 8),  2016 г. (поле 1, пшеница озимая, варианты № 1, 2, 5, 7, 9, повторность II; поле 2, многолетние травы, варианты № 1, 5, 7, 9, повторность II), 2017 г. (поле 2, пшеница озимая, варианты № 1, 2, 5, 6, 7, 9, повторность II; поле 1, ячмень, варианты № 1, 2, 5, 6, 7, 9, повторность II).

 Варианты опыта СШ 5 М для отбора в вегетационный период 2013, 2016, 2017  гг. (поле №№ 1-2): севооборот (ячмень, многолетние травы, озимая пшеница), интенсивная (N90P90K90) и экстенсивная системы удобрения (без удобрений);   сопряженный отбор почвенных и растительных проб в конце вегетации (по 4 образца с/у, б/у с 4-х делянок,  повторность II (поле 1) в 2016 г., по 6 образцов с/у, б/у с 6-ти делянок,  повторность II, в 2017 г.).

Предмет исследования: агрохимические свойства почвенных образцов, содержание разных форм Cu, Zn в почвенных образцах в связи с эффектом последействия в длительном опыте и на фоне интенсивной системы внесения удобрений; показатели качества продукции, урожайности и содержания Cu, Zn в растительной продукции в соотнесении с агрохимическими свойствами почвы (в том числе в связи с последействием) и содержанием в ней подвижных форм Cu, Zn.

В почвенных образцах определялись:  основные агрохимические показатели: рН, гидролитическая кислотность, содержание органического вещества, подвижный фосфор (P2O5) и калий (K2O), а также содержание Cu, Zn: валовая форма,  обменная форма, специфически-сорбированная форма, комлексная форма.

Химический анализ всех растительных образцов производился методом инфракрасной спектрометрии на влагу в продукции, жир (экстрагированный и гидролизованный), белок (протеин), зольность, клетчатку,  крахмал, дисахариды, методом пламенной фотометрии – на валовое содержание в растительной продукции Zn и Сu и др. Для многолетних трав определялись при возможности и дополнительные показатели – P2O5, K2O, N, кислоты (молочная, щавелевая) в продукции и др.

Учитывалась урожайность в пересчете на абсолютное сухое вещество по вариантам опыта.

Использовались инструментальные лабораторные методы исследования и обработка полученных результатов с помощью элементарной и математической статистики.

 Исследование почвы

Анализ основных агрохимических показателей почвы:

1. рН солевой вытяжки определялось по ГОСТ 26483-85 «Приготовление солевой вытяжки и определение ее pH по методу ЦИНАО.

2. Содержание органического вещества определялось по ГОСТ 26213-91 «Методы определение органического вещества почвы (по Тюрину)».

3. Гидролитическая кислотность определялось по ГОСТ 26212-91 «Определение гидролитической кислотности по методу Каппена в модификации ЦИНАО».

4. Уровни подвижного фосфора и калия определялись по ГОСТ Р 54650-2011 «Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО».

Анализ форм меди и цинка в почве:

5. Подвижные формы цинка определялись по ГОСТ Р 50686-94 «Определение подвижных соединений цинка по методу Крупского и Александровой в модификации ЦИНАО».

6. Подвижные формы меди определялись по ГОСТ Р 50684-94 «Определение подвижных соединений меди по методу Пейве и Ринькиса в модификации ЦИНАО».

7. Валовые формы меди и цинка определялись по ПНД Ф 16.1:2.2:2.3.36-02 «Методика выполнения измерений валового содержания меди, кадмия, цинка, свинца, никеля и марганца в почвах, донных отложениях и осадках сточных вод методом пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии».

8. Приготовление вытяжки Zn, Zn с 1% ЭДТА и ААБ, pH 4, 8 проводилось согласно общепринятым агрохимическим методам (Практикум В.Г.Минеева).

9. Получение данных о специфически сорбированных и  комплексных (связанных с органическим веществом) подвижных непрочно связанных форма Cu, Zn производилось методом получения разности между вытяжками согласно предложенной Т.М.Минкиной в вышеуказанном исследовании экспериментальной методике.  

Исследование растительных образцов

Показатели качества растительной продукции определялись на инфракрасном спектрометре, с учетом следующих ГОСТ:

10. Содержание крахмала определялось по ГОСТ 10845-98 «Зерно и продукты его переработки. Метод определения крахмала».

11. Сырой протеин и белковый азот определялись по ГОСТ 13496.4-93 «Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Методы определения содержания азота и сырого протеина».

12. Зольность определялась по ГОСТ 10847-74 «Зерно. Методы определения зольности».

13. Азот, фосфор и калий, а также показатели по молочной и щавелевой кислотам (для многолетних трав), а также жир экстрагированный, жир гидролизованный, влажность продукции для всей растительной продукции определялись на ИК-спектрометре согласно техпаспорту прибора.

Содержание Cu, Zn в растительной продукции определялось методом пламенной фотометрии с учетом ГОСТ:

1. Валовые формы меди и цинка определялись по ГОСТ 30692-2000 «Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Атомно-абсорбционный метод определения содержания меди, свинца, цинка и кадмия».

2. Содержание подвижных форм меди определялось  по ГОСТ 27995-88 «Корма растительные. Методы определения меди».

3. Содержание подвижных форм цинка определялось по ГОСТ 27996-88 «Корма растительные. Методы определения цинка».

Оборудование и реактивы:

1. Реактивы, указанные в ГОСТ и экспериментальных методиках.

2. Лабораторная посуда: колбы конические 100 мл, пробирки градуированные 25 мл, 50 мл, отмериватели, лопатка (шпатель), ступки и пестики фарфоровые, сито лабораторное, резинки медицинские, пленка полиэтиленовая химическая  и др.

3. Конверты почвенные, бумага фильтровальная и фильтры.

4. Весы электронные.

5. Ротатор.

6. pH-метр стационарный Hanna

7. Спектрофотометр КФК-3КМ

8. ИК-спектрометр SpectraStar XT

9. Двухлучевой атомно-абсорбционный спектрометр SHIMADZU EUROPA АА-7000 нового поколения для пламенного и электротермического атомно-абсорбционного анализа (ААС).

10. Аппарат для атомно-абсорбционного анализа  АСС Квант 2 АТ.

Метод ИК-спектроскопии использовался для анализа качества продукции (зерна пшеницы озимой и ячменя; многолетних трав) – жир экстрагированный, гидрализованный; влага; белок; клетчатка; зола; дисахариды; крахмал; измерение общего азота, подвижных калия, фосфора и некоторых иных показателей (для многолетних трав). Анализ качества растительной продукции осуществлялся на приборе UNITY SpectraStar XL.

Исследование вытяжек почвы на содержание разных форм меди и цинка проводилось при помощи атомно-абсорбционного метода (Двухлучевой атомно-абсорбционный спектрометр SHIMADZU EUROPA АА-7000; АСС Квант 2 АТ). Исследование содержание меди и цинка в растительных пробах – методом пламенной фотоспектрометрии. Анализ агрохимических свойств почвенныхобразцов производится на pH-метре стационарном Hanna, спектрофотометре КФК-3КМ.

Данные по агрохимическим свойствам почвы и содержанию Cu, Zn, а также по качеству растительного сырья получены на аппаратуре и оборудовании ФГБУ Химцентр «Московский», данные по содержанию Cu, Zn в растительном сырье - в Испытательном центре ФГБОУ ВО МСХА им. К.А. Тимирязева.

Использовался метод статистического испытания

Обработка результатов проводилась в табличном процессоре Microsoft Office 365 Exel (вычисление средних, ошибки среднего, дисперсии, стандартного отклонения, коэффициента вариации, наименьшей существенной разница, относительного содержания форм Cu, Zn; построение гистограмм), а также в пакете программы STATISTICA 13.3. (статистическая обработка – корреляционный анализ, непараметрическая статистика)

С помощью пакета STATISTICA была осуществлена проверка полученных при помощи инструментальных лабораторных и химических методов анализа рядов величин на нормальность распределения.

Так, за пределы нормального распределения для образцов почвы, например, выходят значения переменных pH, гумус, P2O5, K2O, значения форм Cu и Zn. Следовательно, методы параметрической статистики для исследования использованы нами быть не могли. В силу этого реализовывалась процедура статистической обработки – корреляционный анализ, построение корреляционных матриц и графиков для непараметрической статистики и критерий Спирмена.

В процессе исследования необходимо было описать общие изменения агрохимических свойств почвы, происходящей вследствие последействия внесения высоких доз органо-минеральной системы удобрений, а затем – используемой в опыте СШ 5 М экстенсивной и интенсивной модели внесения удобрений на фоне последействия.

3. Агрохимические свойства почв в процессе длительного применения удобрений по результатам анализа

На базе ФГБУ Химцентр «Московский» были проанализированы данные по 36 почвенным пробам 1992, 2004, 2011, 2016, 2017 гг. в части агрохимических свойств, а именно pH, гидролитической кислотности, количество органического вещества (гумуса),   подвижного фосфора (P2O5), подвижного калия (K2O).

Для анализа pH, Hr использовались навески 20 гр, для анализа подвижного фосфора и калия – навеска 10 гр. При анализе на органическое вещество использовалась навеска просеянной почвы 0, 3 гр. Методы анализа – согласно ГОСТ.

Для анализы были отобраны пробы с делянок, в 1960-1080-е гг. в опыте СШ 5 имевшие наиболее контрастный фон внесения удобрений, а именно – контроль, одна доза (50 Т/ га) навоза, две дозы навоза и навоз в сочетании с разным количеством доз NPK (от 1-й до 3-х), а на 2016-2017 гг. – как отсутствие (экстенсивная модель, 0), так и наличие актуального фона внесения удобрений (интенсивная модель, N 90 P 90 K 90) при выполнении предшествующего условия по фонам делянок в опыте СШ 5.

Приведем некоторые результаты анализа проб почвы в виде таблиц.

Таблица - 9. Пробы почвы 1992 -2017 гг. Агрохимические показатели, изучение последействия, экстенсивная система внесения удобрений, поля № 1 - 2.

год

№ поля

№ вар-та

Доза последействия

pH

Нr

Гумус

P2O5 мг/кг

K2O мг/кг

1992

1

1

контроль

6,1

0,99

1,65

125

91

1992

1

2

50 Т нав

6

1,18

2,24

102

112

1992

1

6

100 Т нав + 1 NPK

6,3

0,97

2,54

211

167

1992

1

7

100 Т нав + 3 NPK

6,1

1,18

1,79

214

169

1992

1

9

100 Т нав

6

1,2

1,66

128

117

Среднее

6,1

1,10

1,98

156

131

НСР0,05

0,2

0,18

0,64

85

57

2004

1

1

контроль

5,8

1,15

1,74

81

75

2004

1

2

50 Т нав

5,6

1,53

1,56

78

83

2004

1

5

50 Т нав + 3NPK

5,6

1,6

1,18

161

128

2004

1

6

100 Т нав + 1 NPK

5,9

1,28

1,77

163

123

2004

1

7

100 Т нав + 3 NPK

5,8

1,43

1,83

181

177

2004

1

9

100 Т нав

5,9

1,26

1,7

96

77

Среднее

5,8

1,38

1,63

127

111

НСР0,05

0,2

0,25

0,34

66

57

2011

1

1

контроль

5,9

1,2

1,79

85

77

2011

1

2

50 Т нав

Н.д.

Н.д.

1,95

134

159

2011

1

5

50 Т нав + 3NPK

Н.д.

Н.д.

1,79

197

188

2011

1

7

100 Т нав + 3 NPK

5,6

1,63

1,83

182

174

2011

1

9

100 Т нав

5,7

1,37

1,68

127

103

Среднее

5,7

1,40

1,81

145

140

НСР0,05

0,2

0,35

0,16

73

78

2016

1

1

контроль

5,6

1,46

2,2

59

119

2016

1

5

50 Т нав + 3NPK

5,5

1,67

1,8

136

175

2016

1

7

100 Т нав + 3 NPK

5,6

1,7

2,1

144

190

2016

1

9

100 Т нав

5,6

1,5

2

147

172

Среднее

5,6

1,58

2,03

122

164

НСР0,05

0,1

0,24

0,34

82

61

2017

2

1

контроль

5,6

1,34

1,7

66

101

2017

2

2

50 Т нав

5,6

1,31

1,8

85

114

2017

2

5

50 Т нав + 3NPK

5,6

1,31

2

119

144

2017

2

6

100 Т нав + 1 NPK

5,6

1,56

1,9

150

102

2017

2

7

100 Т нав + 3 NPK

5,7

1,26

2,2

82

187

2017

2

9

100 Т нав

5,7

1,26

2

102

82

Среднее

5,6

1,34

1,93

101

122

НСР0,05

0,1

0,16

0,25

43

54

Отмечены варьирования показателей: рН - 5, 6 - 6,1; Hг: 1 - 1,7 мг/экв-100 г; гумус: 1,7 - 2,2 %; P2O5: 59 - 214 мг/кг; K2O: 75 - 190 мг/кг.

Таблица - 10. Подвижный фосфор и калий при интенсивной модели внесения минеральных удобрений на фоне последействия.

Подвижные фосфор и калий в почве на фоне внесения удобрений (2016-2017 гг.) с учетом фона последействия СШ 5

год

№ поля

№ вар-та

Доза последействия

pH

Нr

гумус

P2O5 мг/кг

K2O мг/кг

2016

1

1

контроль

5,50

1,60

2,00

107,00

141,00

2017

2

1

контроль

5,60

1,34

2,00

86,00

141,00

2017

2

2

50 Т нав

5,60

1,37

1,90

106,00

160,00

2016

1

5

50 Т нав + 3NPK

5,40

1,82

2,00

187,00

203,00

2017

2

5

50 Т нав + 3NPK

5,70

1,31

2,30

146,00

188,00

2017

2

6

100 Т нав + 1 NPK

5,70

1,26

2,80

160,00

184,00

2016

1

7

100 Т нав + 3 NPK

5,50

1,70

1,80

211,00

198,00

2017

2

7

100 Т нав + 3 NPK

5,60

1,43

2,20

191,00

198,00

2016

1

9

100 Т нав

5,50

1,63

1,90

137,00

168,00

2017

2

9

100 Т нав

5,60

1,37

2,10

140,00

196,00

Все полученные на этапе инструментального лабораторного анализа показатели перед работой со STATISTICA были проверены на нормальность распределения в указанном пакете STATISTICA 13.3 с целью определения приемлемых статистических методов обработки. Так как, как указано выше, многие из показателей (в частности, все полученные данные по Cu, Zn в почве и выятжки с ними, кроме вытяжки Cu, Zn с ААБ, pH 4, 8 и показателей валовой формы Cu) выходили на пределы нормального распределения, что свидетельствовало о существенных изменениях данных показателей во времени, для выявления статистически значимых закономерностей при изменении разных рядов данных, существенно различающихся внутри одного ряда, был выбран указанный выше метод корреляционного анализа для непараметрической статистики и критерий оценки – коэффициент Спирмена.

4.  Динамика изменения органического вещества пахотного слоя почвы

В качества первого примера варьируемой величины приведем такой показатель, как органическое вещество почвы (гумус).

Таблица - 11. Пробы почвы СШ 5, СШ 5 - М (ЦОС, пос. Барыбино, поля 1-2) 1992 - 2017 (гумус)

Пробы почвы СШ 5, СШ 5 - М (ЦОС, пос. Барыбино, поля № 1-2) 1992 - 2017 (гумус)

год

№ поля

№ варианта

Доза последействия

фон. с/у (1)/ б/у (0)

Органическое вещество почвы (гумус)

1

1992

1

1

контроль

0

1,65

2

1992

1

2

50 Т нав

0

2,24

3

1992

1

6

100 Т нав + 1 NPK

0

2,54

4

1992

1

7

100 Т нав + 3 NPK

0

1,79

5

1992

1

9

100 Т нав

0

1,66

НСР

1,106

средн

1,976

6

2004

1

1

контроль

0

1,74

7

2004

1

2

50 Т нав

0

1,56

8

2004

1

5

50 Т нав + 3NPK

0

1,18

9

2004

1

6

100 Т нав + 1 NPK

0

1,77

10

2004

1

7

100 Т нав + 3 NPK

0

1,83

11

2004

1

9

100 Т нав

0

1,7

НСР

0,613

средн

1,63

12

2011

1

1

контроль

0

1,79

13

2011

1

2

50 Т нав

0

1,95

14

2011

1

5

50 Т нав + 3NPK

0

1,79

15

2011

1

7

100 Т нав + 3 NPK

0

1,83

16

2011

1

9

100 Т нав

0

1,68

НСР

0,269

средн

1,808

17

2014

1

1

контроль

1

2,48

18

2014

1

2

50 Т нав

1

3,02

19

2014

1

5

50 Т нав + 3NPK

1

2,69

20

2014

1

6

100 Т нав + 1 NPK

1

2,88

21

2014

1

7

100 Т нав + 3 NPK

1

2,49

22

2014

1

9

100 Т нав

1

2,59

НСР

0,608

средн

2,692

23

2016

1

1

контроль

0

2,2

24

2016

1

5

50 Т нав + 3NPK

0

1,8

25

2016

1

7

100 Т нав + 3 NPK

0

2,1

26

2016

1

9

100 Т нав

0

2

27

2016

1

1

контроль

1

2

28

2016

1

5

50 Т нав + 3NPK

1

2

29

2016

1

7

100 Т нав + 3 NPK

1

1,8

30

2016

1

9

100 Т нав

1

1,9

НСР

0,329

средн

1,975

31

2017

2

1

контроль

0

1,7

32

2017

2

2

50 Т нав

0

1,8

33

2017

2

5

50 Т нав + 3NPK

0

2

34

2017

2

6

100 Т нав + 1 NPK

0

1,9

35

2017

2

7

100 Т нав + 3 NPK

0

2,2

36

2017

2

9

100 Т нав

0

2

37

2017

2

1

контроль

1

2

38

2017

2

2

50 Т нав

1

1,9

39

2017

2

5

50 Т нав + 3NPK

1

2,3

40

2017

2

6

100 Т нав + 1 NPK

1

2,8

41

2017

2

7

100 Т нав + 3 NPK

1

2,2

42

2017

2

9

100 Т нав

1

2,1

НСР

0,63

средн

2,075

Среднее выборки

2,04

НСР выборки

0,78

Выявим общую динамику содержания органического вещества почвы в пахотном слое  при последействии. От начала последействия по средним годовым значениям (без учета вносимых в СШ 5 поделяночно доз удобрений) происходит сначала общее падение содержания органического вещества (от 1992 к 2004 г., затем рост в 2011 и 2014 гг. с закладкой нового опыта и стабилизация значений на уровне средних за весь период в 2016 - 2017 гг. Таким образом, можно предположительно говорить о том, что количество органического вещества почвы зависит не только от последействия, но и от актуального севооборота в связи с разным выносом культурами, актуального фона удобрений и иных причин (таких, как погодные условия, разнящиеся по рассматриваемым годам и влияющие на вынос).

Рассмотрим динамику изменения количества органического вещества почвы в зависимости от делянки и, следовательно, от последействия ранее вносившейся дозы удобрений.

Таблица - 12. Гумус в пробах почвы 1992 – 2017 гг.,  последействие, экстенсивный и интенсивный вариант использования удобрений

год

№ поля

№ варианта

Доза последействия

фон. с/у (1)/ б/у (0)

Гумус

1

1992

1

1

контроль

0

1,65

6

2004

1

1

контроль

0

1,74

12

2011

1

1

контроль

0

1,79

17

2014

1

1

контроль

1

2,48

23

2016

1

1

контроль

0

2,20

27

2016

1

1

контроль

1

2,00

31

2017

2

1

контроль

0

1,70

37

2017

2

1

контроль

1

2,00

Средн

1,95

2

1992

1

2

50 Т нав

0

2,24

7

2004

1

2

50 Т нав

0

1,56

13

2011

1

2

50 Т нав

0

1,95

18

2014

1

2

50 Т нав

1

3,02

32

2017

2

2

50 Т нав

0

1,80

38

2017

2

2

50 Т нав

1

1,90

Средн

2,08

8

2004

1

5

50 Т нав + 3NPK

0

1,18

14

2011

1

5

50 Т нав + 3NPK

0

1,79

19

2014

1

5

50 Т нав + 3NPK

1

2,69

24

2016

1

5

50 Т нав + 3NPK

0

1,80

28

2016

1

5

50 Т нав + 3NPK

1

2,00

33

2017

2

5

50 Т нав + 3NPK

0

2,00

39

2017

2

5

50 Т нав + 3NPK

1

2,30

Средн

1,97

3

1992

1

6

100 Т нав + 1 NPK

0

2,54

9

2004

1

6

100 Т нав + 1 NPK

0

1,77

20

2014

1

6

100 Т нав + 1 NPK

1

2,88

34

2017

2

6

100 Т нав + 1 NPK

0

1,90

40

2017

2

6

100 Т нав + 1 NPK

1

2,80

Средн

2,38

4

1992

1

7

100 Т нав + 3 NPK

0

1,79

10

2004

1

7

100 Т нав + 3 NPK

0

1,83

15

2011

1

7

100 Т нав + 3 NPK

0

1,83

21

2014

1

7

100 Т нав + 3 NPK

1

2,49

25

2016

1

7

100 Т нав + 3 NPK

0

2,10

29

2016

1

7

100 Т нав + 3 NPK

1

1,80

35

2017

2

7

100 Т нав + 3 NPK

0

2,20

41

2017

2

7

100 Т нав + 3 NPK

1

2,20

Средн

2,03

5

1992

1

9

100 Т нав

0

1,66

11

2004

1

9

100 Т нав

0

1,70

16

2011

1

9

100 Т нав

0

1,68

22

2014

1

9

100 Т нав

1

2,59

26

2016

1

9

100 Т нав

0

2,00

30

2016

1

9

100 Т нав

1

1,90

36

2017

2

9

100 Т нав

0

2,00

42

2017

2

9

100 Т нав

1

2,10

Средн

1,95

Средн выборки

2,04

НСР

0,78

Отмечаются более высокие (выше средней по выборке) значения показателей на делянках 2, 6, 7, что свидетельствует о наличии эффекта последействия высоких доз органо-минеральной системы удобрения в части накопления гумуса при сочетании высоких значений органической части (100 Т/га навоза) с наличием минеральной части (1 – 3 NPK). При этом в накоплении и сохранении гумуса наиболее высокие показатели имеет делянка 6 (последействие 100 Т/га навоза + 1 NPK).

Можно отметить как тенденцию, что на делянке с контролем (без удобрений в опыте 1960 – 1980 гг.) и на делянках 5, 7, 9  содержание гумуса в динамике растет, на делянке с внесением в СШ 5 одной дозы навоза в динамике падает.

Выявим иные причины динамики показателей органического вещества в почве. С этой целью проанализируем как данные и тенденции, используя аппарат элементарной статистики, так и корреляционный анализ с использованием критерия Спирмена (в программе Statistica 13.3).

Таблица - 13. Гумус в почвенных пробах 1992 – 2017 гг. по убыванию содержания на делянке (поле № 1 – 2).

Пробы почвы (поля №№ 1 - 2) 1992 - 2017 (гумус)

год

№ поля

№ варианта

Доза последействия

фон. с/у (1)/ б/у (0)

гумус

1

2014

1

2

50 Т нав

1

3,02

2

2014

1

6

100 Т нав + 1 NPK

1

2,88

3

2017

2

6

100 Т нав + 1 NPK

1

2,80

4

2014

1

5

50 Т нав + 3NPK

1

2,69

5

2014

1

9

100 Т нав

1

2,59

6

1992

1

6

100 Т нав + 1 NPK

0

2,54

7

2014

1

7

100 Т нав + 3 NPK

1

2,49

8

2014

1

1

контроль

1

2,48

9

2017

2

5

50 Т нав + 3NPK

1

2,30

10

1992

1

2

50 Т нав

0

2,24

11

2016

1

1

контроль

0

2,20

12

2017

2

7

100 Т нав + 3 NPK

0

2,20

13

2017

2

7

100 Т нав + 3 NPK

1

2,20

14

2016

1

7

100 Т нав + 3 NPK

0

2,10

15

2017

2

9

100 Т нав

1

2,10

16

2016

1

9

100 Т нав

0

2,00

17

2016

1

1

контроль

1

2,00

18

2016

1

5

50 Т нав + 3NPK

1

2,00

19

2017

2

5

50 Т нав + 3NPK

0

2,00

20

2017

2

9

100 Т нав

0

2,00

21

2017

2

1

контроль

1

2,00

22

2011

1

2

50 Т нав

0

1,95

23

2016

1

9

100 Т нав

1

1,90

24

2017

2

6

100 Т нав + 1 NPK

0

1,90

25

2017

2

2

50 Т нав

1

1,90

26

2004

1

7

100 Т нав + 3 NPK

0

1,83

27

2011

1

7

100 Т нав + 3 NPK

0

1,83

28

2016

1

5

50 Т нав + 3NPK

0

1,80

29

2016

1

7

100 Т нав + 3 NPK

1

1,80

30

2017

2

2

50 Т нав

0

1,80

31

1992

1

7

100 Т нав + 3 NPK

0

1,79

32

2011

1

1

контроль

0

1,79

33

2011

1

5

50 Т нав + 3NPK

0

1,79

34

2004

1

6

100 Т нав + 1 NPK

0

1,77

35

2004

1

1

контроль

0

1,74

36

2004

1

9

100 Т нав

0

1,70

37

2017

2

1

контроль

0

1,70

38

2011

1

9

100 Т нав

0

1,68

39

1992

1

9

100 Т нав

0

1,66

40

1992

1

1

контроль

0

1,65

41

2004

1

2

50 Т нав

0

1,56

42

2004

1

5

50 Т нав + 3NPK

0

1,18

среднее

2, 4

НСР

0, 78

Из приведенных данных видно, что наиболее высокие показатели гумусу совпадают с делянками, на которых изучается последействие высоких доз навоза (как правило, 100 Т/га) в комплексе с внесением хотя бы одной дозы NPK (или 50 Т/га и 3 NPK), прежде всего на тех частях делянок, где в возобновленном опыте СШ 5 М использовалась интенсивная система удобрений и имелся также актуальный фон внесения удобрений N 90 P 90 K 90. В этом случае значение содержания органического вещества  почвы превышало среднее. Наименьшее содержание органического вещества приходится на годы изучения последействия с их севооборотом, прежде всего на делянки с органической системой удобрения, контролем, а также и с органо-минеральной системой удобрения, например 50 Т/га +  3 NPK. Показательно, что низкое содержание органического вещества характерно и для возобновленного опыта (при экстенсивной системе) даже на фоне последействия высоких доз органо-минеральной системы удобрений в СШ 5 (например, 50 Т/га + 3 NPK и отсутствующий актуальный фон в 1992, 2011 и других годах). При наличии последействия высоких доз  органических удобрений значения гумуса на фоне экстенсивной системы удобрения в возобновленном опыте приближаются к средним значениям (например, в 2017 году при последействии 100 Т нав + 1 NPK).

Сравним попарно значения содержания органического вещества на наиболее контрастных по фону опыта СШ 5 делянок поля № 1, а именно делянки № 1 (контроль), 7 (две дозы навоза и три дозы минеральных удобрений), 9 (две дозы навоза) за каждый год включенных в наблюдения отборов проб (без актуального фона удобрений), а именно 1992, 2004, 2011, 2016, используя метод корреляционного анализа для непараметрической статистики (критерий Спирмена). 

Устанавливается корреляция между значениями гумуса в 2004 и в 2011 гг. (коэффициент корреляции равен 1). Это время, когда опыт по изучению последействия насчитывал более 10 лет длительности, удобрения не применялись и количество органического вещества в почве фактически значимо (после снижения в начале 1990-х годов) уже не изменялось. Можно сделать осторожный вывод на материале данных трех контрастных по внесению в 1960-1980-х гг. удобрений делянок, что спустя 10 лет после отмены внесения удобрений при оптимальном подборе севооборота количество органического вещества в почве значимо не меняется, стабильно (то есть может регулироваться правильным севооборотом). Вместе с тем, отрицательный коэффициент – 0, 50 в случае сопоставления 1992 и 2016 гг. показывает, что с течением времени и со сменой севооборота (при его неоптимальном подборе) количество органического вещества значимо изменилось.

Таблица - 14. Органическое вещество по вариантам №№ 1, 7, 9 в 1992 - 2016 гг., поле № 1

вариант

Количества органического вещества в почве делянки (поле 1, без актуального фона удобрений)

1992

2004

2011

2016

1

1,65

1,74

1,79

2,2

7

1,79

1,83

1,83

2,1

9

1,66

1,7

1,68

2

Таблица - 15. Попарное сравнение данных содержания органического вещества по трем делянкам (1, 7, 9) за год. Коэффициент Спирмена (Statistica 13.3)

Название пары сравнения

Корреляция (близость/удаленность) попарно рядов данных по  Spearman при p <0,05

N

Spearman R

1992 gum & 2004 gum

3

0,50

1992 gum & 2011 gum

3

0,50

1992 gum & 2016 gum

3

-0,50

2004 gum & 2011 gum

3

1,00

2004 gum & 2016 gum

3

0,50

2011 gum & 2016 gum

3

0,50

Сравним в статистическом испытании данные по гумусу делянок 1, 5, 7, 9 2004, 2011, 2014, 2016, 2017 гг. с актуальным фоном и без актуального фона внесения удобрений по двум полям попарно, чтобы выявить тенденции в повышении или понижении гумуса в зависимости от срока последействия, условий поля, наличия/отсутствия актуального фона внесения удобрений (после указания года и критерия «gum» следует указание на отсутствие (0) или наличие (1) актуального фона удобрений, а затем – на номер поля, если это поле 2 (2).

Таблиц - 16. Органическое вещество по вариантам №№ 1. 5, 7, 9 в 2004 - 2017 гг. на полях № 1, 2 интенсивной и экстенсивной моделью внесения удобрений

вариант.

Количества органического вещества в почве делянки с учетом года и наличия/отсутствия внесения удобрения (0/1)

2004, п. 1(0)

2011,п.1(0)

2014, п.1 (0)

2016, п. 1(0)

2016, п.1 (1)

2017, п. 2 (0)

2017, п. 2 (1)

1

1,74

1,79

2,48

2,2

2

1,7

2

5

1,18

1,79

2,69

1,8

2

2

2,3

7

1,83

1,83

2,49

2,1

1,8

2,2

2,2

9

1,7

1,68

2,59

2

1,9

2

2,1

Таблица - 17. Сравнение попарно данных по органическому веществу вариантов №№ 1, 5, 7, 9, поля №№ 1, 2; с учетом интенсивной/экстенсивной системы внесения удобрений

Название пары сравнения (дозы изучаемых вариантов последействия)

Корреляция (близость/удаленность) попарно рядов данных по  Spearman при p <0,05

N

Spearman R

2004 gum 0 & 2011 gum 0

4

0,63

2004 gum 0 & 2014 gum 1

4

-0,80

2004 gum 0 & 2016 gum 0

4

0,80

2004 gum 0 & 2016 gum 1

4

-0,63

2004 gum 0 & 2017 gum 0 2

4

0,32

2004 gum 0 & 2017 gum 1 2

4

-0,40

2011 gum 0 & 2004 gum 0

4

0,63

2011 gum 0 & 2014 gum 1

4

-0,32

2011 gum 0 & 2016 gum 0

4

0,32

2011 gum 0 & 2016 gum 1

4

-0,33

2011 gum 0 & 2017 gum 0 2

4

0,50

2011 gum 0 & 2017 gum 1 2

4

0,32

2014 gum 1 & 2004 gum 0

4

-0,80

2014 gum 1 & 2011 gum 0

4

-0,32

2014 gum 1 & 2016 gum 0

4

-1,00

2014 gum 1 & 2016 gum 1

4

0,11

2014 gum 1 & 2017 gum 0 2

4

0,32

2014 gum 1 & 2017 gum 1 2

4

0,80

2016 gum 0 & 2004 gum 0

4

0,80

2016 gum 0 & 2011 gum 0

4

0,32

2016 gum 0 & 2016 gum 1

4

-0,11

2016 gum 0 & 2017 gum 0 2

4

-0,32

2016 gum 0 & 2017 gum 1 2

4

-0,80

2016 gum 1 & 2004 gum 0

4

-0,63

2016 gum 1 & 2011 gum 0

4

-0,33

2016 gum 1 & 2014 gum 1

4

0,11

2016 gum 1 & 2016 gum 0

4

-0,11

2016 gum 1 & 2017 gum 0 2

4

-0,83

2016 gum 1 & 2017 gum 1 2

4

-0,11

2017 gum 0 2 & 2004 gum 0

4

0,32

2017 gum 0 2 & 2011 gum 0

4

0,50

2017 gum 0 2 & 2014 gum 1

4

0,32

2017 gum 0 2 & 2016 gum 0

4

-0,32

2017 gum 0 2 & 2016 gum 1

4

-0,83

2017 gum 0 2 & 2017 gum 1 2

4

0,63

2017 gum 1 2 & 2004 gum 0

4

-0,40

2017 gum 1 2 & 2011 gum 0

4

0,32

2017 gum 1 2 & 2016 gum 0

4

-0,80

2017 gum 1 2 & 2016 gum 1

4

-0,11

2017 gum 1 2 & 2017 gum 0 2

4

0,63

Приведенная таблица попарных сравнений указывает факторы, влияющие на показатели гумуса: наличие-отсутствие актуального фона внесения удобрений, предшественник (севооборот), общие почвенные естественные условия поля, длительность последействия.

Так, мы отмечаем корреляцию - неизменность показателей гумуса без внесения удобрений в 2004 и 2016 гг. (коэффициент Спирмена - 0, 80), в 2004 и 2011 гг. (коэффициент Спирмена – 0, 63) на одном и том же поле. Резкое различие между уровнем гумуса в 2014 году без внесения удобрений и в 2016 году при внесении удобрений на одном и том же поле, при минимальных расхождениях в данных для 2016 года на частях делянок с внесением и без внесения удобрений. Различия между данными 2004 года на фоне последействия и 2014 при внесении удобрений (- 0, 8), между данными 2014 года при внесении удобрений и данными 2016 года при экстенсивной системе (- 1, 0).

Высокая корреляция наблюдается не только между данными по органическому веществу на одном и том же поле в разные годы последействия (например, в 2004 и в 2016 году) без внесения удобрений (0, 8), но также и на разных полях в разные годы при внесении удобрений – 2014 (1-е поле) и 2017 (2-е поле), коэффициент 0, 8. Если речь идет об одном и том же поле на фоне экстенсивной или интенсивной модели внесения удобрений в один и тот же год, то данные по органическому веществу, как уде отмечалось нами,  значимо близки: например, на поле 2, 2017 год (коэффициент корреляции  0, 63). Таким образом, установлено, что количество гумуса на делянке изменяет совокупность факторов: срок последействия, наличие интенсивной системы удобрений в новом опыте, особенности севооборота и общие почвенные  условия поля.

При наличии в качестве факторов только длительности последействия при правильном подборе севооборота возможно достичь устойчивых, стабильных, близких к постоянным, показателей гумуса.

Отметим еще раз, что наиболее высокие показатели гумуса (с учетом значений НСР) выявлены были в образцах почвы 2016 – 2017 гг., как экстенсивной, так и интенсивной модели внесения удобрений, а именно в образцах с поля № 2, делянка № 6 (последействие 100 т/га навоза + 1 NPK) и делянка № 5 (последействие 50 т/га навоза + 3NPK      1), интенсивная модель внесения удобрений, в образце с поля № 1, делянка № 1 (контроль), экстенсивная модель (без удобрений), а также в образцах с поля № 2, делянка № 7 (последействие  100 т/га навоза + 3 NPK), как экстенсивная, так и интенсивная модель внесения удобрений. Во всех названных случаях значения гумуса – от 2, 8 до 2, 2. Характерно, что наиболее низкие значения наличия органического вещества в почве также относятся к 2016 – 2017 гг. (то есть можно отметить, что с течением времени наблюдается широкая вариабельность значений гумуса в почве), а именно, в частности, в образце почвы с поля № 2, делянка № 1 (контроль), 2017, экстенсивная модель внесения удобрений (без актуального фона).

5.Динамика изменений pH и гидролитической кислотности в результате последействия СШ 5 и в опыте СШ 5 М

Общая тенденция последействия заключается в том, что по годам (согласно таблице) pH падает (от 6, 1 в 1992 г. в среднем по полю до 5, 5 в 2016 г. по лому же полю и 5, 6 в 2017 году по полю № 2), а Hr (гидролитическая кислотность) растет (от 1, 1 в 1992 г. в среднем по полю до 1, 6 в 2016 по тому же полю и 1, 34 в 2017 г. по полю № 2). При этом НСР в годы последействия (то есть вариабельность значений в рамках поля на разных делянках) растет (соответственно от 0, 3 для pH и Hr в 1992 г. до 0, 35 для pH и 0, 6 для Hr в 2011 г.), а в опыте СШ 5 М, несмотря на наличие частей делянок с экстенсивной и интенсивной моделью внесения удобрений – падает (соответственно поле № 1 в 2016 г. для pH – НСР 0, 17, для Hr – НСР 0,28, в 2017 г. для pH  НСР – 0, 11, для Hr  НСР – 0, 19), снижая вариабельность данных. Необходимо учитывать, что на всех полях опыта известкование проведено в 2011 г, ранее – в 1980-е гг.

Таким образом, происходит, и на фоне последействия, и при возобновлении опыта и дальнейшем окультуривании почвы ее подкисление.

Отразим взаимозависимости  pH, Hr и количества органического вещества почвы на графиках.

График 1. Зависимость количества органического вещества  почвы (%)  от pH почвы в образцах

График 2. Зависимость количества органического вещества  почвы  (%) от Hr почвы в образцах

Таким образом, при росте гидролитической кислотности и падении pH имеется тенденция к снижению количества органического вещества почвы. Но так как данная зависимость не единственная, процесс не является однозначным, о чем свидетельствует и разброс значений на графике.

6.Динамика изменений подвижного фосфора и калия на фоне последействия и интенсивной/экстенсивной системы удобрений в опыте СШ 5 М

В связи с отменой внесения удобрений в 1992 – 2011 гг. наиболее подвержены из агрохимических свойств почвы изменения количества подвижного фосфора и калия. С 1992 к 2011 гг. их показатели снижаются от 156 мг/кг  в 1992 для фосфора к 126, 7 мг/кг в 2004 г., для калия – от 131, 2 в 1992 г. до 110, 5 в 2004 г. В 2011 г. с началом опыта СШ 5 М на частях делянок без внесения удобрений количество подвижного фосфора и калия продолжает снижаться, а на частях делянок с внесением минеральных удобрений (N 90 P 90 K 90) начинает стабильно  увеличиваться и на первом, и на втором поле. Для описания последействия в части подвижного фосфора и калия  важно, что НСР при последействии (для калия прежде всего) увеличивается, что говорит о большей вариабельности значений и о сохранении более высоких показателей для данных элементов на делянках с последействием более высоких доз удобрений. Так, и в 2004 г. (соответственно подвижный фосфор – 181 мг/кг, калий – 177 мг/кг при соответствующих средних значениях 126, 7 и 110, 5 мг/кг), и в 2011 г. (соответственно подвижный фосфор – 182 мг/кг, калий – 174 мг/кг при соответствующих средних значениях 125, 3 и 133, 0 мг/кг) наиболее высокие показатели подвижных фосфора и калия сохраняются на делянке 7 с дозой внесения удобрений в опыте СШ 5 100 т/га навоза + 3 NPK. В 2011 г. наблюдается рост подвижного фосфора и калия также на делянке 5, с фоном в опыте СШ 5 50 т/га навоза + 3 NPK. В дальнейшем (2016 – 2017 гг.) тенденция к более высокому количеству подвижных фосфора и калия на делянках с последействием высоких доз органо-минеральной системы удобрений опыта СШ 5 (прежде всего, делянки 7, 5) сохраняется, а на делянке 1 (контроль в опыте СШ 5) количество подвижного фосфора прежде всего продолжает падать (соответственно подвижный фосфор на поле 1 в 2016 г. – 59 мг/кг, в 2017 г. на поле 2 – 66 мг/кг).

При интенсивной модели внесения удобрений (N 90 P 90 K 90) в опыте СШ 5 М в 2016 – 2017 гг. подвижные фосфор и калий растут, при этом показатели также являются наиболее высокими на делянках с проявлением последействия – вне зависимости от номера поля (1-2), т.е. на делянках №№ 7, 5, 6. Более увеличивается количество подвижного калия, по которому показатели на всех делянках, за исключением контроля в опыте СШ 5, выравниваются и существенно отклоняются от средней по выборке.

График 3. Взаимозависимость подвижных фосфора (P2O5) и калия (K2O) в почве образцов

График 4. Зависимость количества подвижного фосфора (P2O5), мг/кг, от значения гидролитической кислотности почвы

График 5. Зависимость количества подвижного калия (К2O), мг/кг, от значения гидролитической кислотности почвы

Таким образом, в виде зависимости прослеживается процесс накопления подвижных фосфора и калия и повышения гидролитической кислотности при последействии и внесении удобрений в новом опыте СШ 5 М в случае использования интенсивной модели.

Чтобы подтвердить или опровергнуть данные наблюдения, проведем статистическое испытание – сравним с помощью корреляционного анализа данные по подвижному фосфору почвы делянок 1, 7, 9 по годам – 1992, 2004, 2011, 2016, 2017 попарно.

Таблица - 18. Подвижный фосфор,  варианты №№ 1, 7, 9  в 1992, 2004, 2011, 2016, 2017  гг., поля № 1 - 2

вариант

Количество подвижного фосфора (P2O5) в почве делянки с учетом года и наличия/ отсутствия внесения удобрений (0/1)

1992

2004

2011

2016 (0)

2016 (1)

2017 (0)

2017 (1)

1

125

81

85

59

107

66

86

7

214

181

182

144

211

82

191

9

128

96

127

147

137

102

140

Таблица - 19. Попарное сравнение данных содержания P2O5, варианты  №№ 1, 7, 9. Коэффициент Спирмена (Statistica 13.3)

Название пары сравнения (сопоставляемые варианты по дозам последействия)

Корреляция (близость/удаленность) попарно рядов данных по  Spearman при p <0,05

N

Spearman R

1992 P2O5 & 2004 P2O5

3

1,00

1992 P2O5 & 2011 P2O5

3

1,00

1992 P2O5 & 2016 P2O5 0

3

0,50

1992 P2O5 & 2016 P2O5 1

3

1,00

1992 P2O5 & 2017 P2O5 0

3

0,50

1992 P2O5 & 2017 P2O5 1

3

1,00

2004 P2O5 & 1992 P2O5

3

1,00

2004 P2O5 & 2011 P2O5

3

1,00

2004 P2O5 & 2016 P2O5 0

3

0,50

2004 P2O5 & 2016 P2O5 1

3

1,00

2004 P2O5 & 2017 P2O5 0

3

0,50

2004 P2O5 & 2017 P2O5 1

3

1,00

2011 P2O5 & 1992 P2O5

3

1,00

2011 P2O5 & 2004 P2O5

3

1,00

2011 P2O5 & 2016 P2O5 0

3

0,50

2011 P2O5 & 2016 P2O5 1

3

1,00

2011 P2O5 & 2017 P2O5 0

3

0,50

2011 P2O5 & 2017 P2O5 1

3

1,00

2016 P2O5 0 & 1992 P2O5

3

0,50

2016 P2O5 0 & 2004 P2O5

3

0,50

2016 P2O5 0 & 2011 P2O5

3

0,50

2016 P2O5 0 & 2016 P2O5 1

3

0,50

2016 P2O5 0 & 2017 P2O5 0

3

1,00

2016 P2O5 0 & 2017 P2O5 1

3

0,50

2016 P2O5 1 & 1992 P2O5

3

1,00

2016 P2O5 1 & 2004 P2O5

3

1,00

2016 P2O5 1 & 2011 P2O5

3

1,00

2016 P2O5 1 & 2016 P2O5 0

3

0,50

2016 P2O5 1 & 2017 P2O5 0

3

0,50

2016 P2O5 1 & 2017 P2O5 1

3

1,00

2017 P2O5 0 & 1992 P2O5

3

0,50

2017 P2O5 0 & 2004 P2O5

3

0,50

2017 P2O5 0 & 2011 P2O5

3

0,50

2017 P2O5 0 & 2016 P2O5 0

3

1,00

2017 P2O5 0 & 2016 P2O5 1

3

0,50

2017 P2O5 0 & 2017 P2O5 1

3

0,50

2017 P2O5 1 & 1992 P2O5

3

1,00

2017 P2O5 1 & 2004 P2O5

3

1,00

2017 P2O5 1 & 2011 P2O5

3

1,00

2017 P2O5 1 & 2016 P2O5 0

3

0,50

2017 P2O5 1 & 2016 P2O5 1

3

1,00

2017 P2O5 1 & 2017 P2O5 0

3

0,50

Результаты статистического  испытания доказывают стабильность показателя подвижного фосфора в почве. При этом стабильные близкие показатели объединяют между собой в разных вариантах с коэффициентом совпадения 1, 0 годы изучения последействия – 1992, 2004, 2011 и варианты с интенсивной системой удобрения в 2016, 2017 гг. Менее тесная, но значимая корреляция наблюдается попарно между данными по свободному фосфору в годы изучения последействия и вариантами с экстенсивной системой удобрения в 2016-2017 гг. с коэффициентом 0, 5.

Можно предположить, что после 20 лет последействия сходное содержание подвижного фосфора с данными лет наблюдения могут дать образцы почвы с делянок при возобновлении внесения минеральных удобрений, пополняющих запас подвижного фосфора.

Проведем статистический эксперимент с аналогичной выборкой данных по подвижному калию в почве делянок 1, 7, 9 за годы 1992, 2004, 2011, 2016 (без удобрения), 2016 (с удобрением), 2017 (без удобрения), 2017 (с удобрением), чтобы установить статистическую близость или различия между показателями за разные годы.

 Таблица - 20. Подвижный калий в почве, варианты №№ 1, 7, 9 в 1992, 2004, 2011, 2016, 2017 гг., поля № 1 - 2

Вар-т

Количество подвижного калия в почве делянки  с учетом года и наличия/отсутствия внесения удобрений (0/1)

1992

2004

2011

2016 (0)

2016  (1)

2017 ( 0)

2017 (1)

1

91

75

77

119

141

101

141

7

169

177

174

190

198

187

198

9

117

77

103

172

168

82

196

Таблица - 21. Попарное сравнение данных содержания K2O, варианты №№ 1, 7, 9. Коэффициент Спирмена (Statistica 13.3)

Название пары сравнения (сопославляемые варианты по дозам последействия)

Корреляция (близость/удаленность) попарно рядов данных по  Spearman при p <0,05

N

Spearman R

1992 K & 2004 K

3

1,00

1992 K & 2011 K

3

1,00

1992 K & 2016 K 0

3

1,00

1992 K & 2016 K 1

3

1,00

1992 K & 2017 K 0

3

0,50

1992 K & 2017 K 1

3

1,00

2004 K & 1992 K

3

1,00

2004 K & 2011 K

3

1,00

2004 K & 2016 K 0

3

1,00

2004 K & 2016 K 1

3

1,00

2004 K & 2017 K 0

3

0,50

2004 K & 2017 K 1

3

1,00

2011 K & 1992 K

3

1,00

2011 K & 2004 K

3

1,00

2011 K & 2016 K 0

3

1,00

2011 K & 2016 K 1

3

1,00

2011 K & 2017 K 0

3

0,50

2011 K & 2017 K 1

3

1,00

2016 K 0 & 1992 K

3

1,00

2016 K 0 & 2004 K

3

1,00

2016 K 0 & 2011 K

3

1,00

2016 K 0 & 2016 K 1

3

1,00

2016 K 0 & 2017 K 0

3

0,50

2016 K 0 & 2017 K 1

3

1,00

2016 K 1 & 1992 K

3

1,00

2016 K 1 & 2004 K

3

1,00

2016 K 1 & 2011 K

3

1,00

2016 K 1 & 2016 K 0

3

1,00

2016 K 1 & 2017 K 0

3

0,50

2016 K 1 & 2017 K 1

3

1,00

2017 K 0 & 1992 K

3

0,50

2017 K 0 & 2004 K

3

0,50

2017 K 0 & 2011 K

3

0,50

2017 K 0 & 2016 K 0

3

0,50

2017 K 0 & 2016 K 1

3

0,50

2017 K 0 & 2017 K 1

3

0,50

2017 K 1 & 1992 K

3

1,00

2017 K 1 & 2004 K

3

1,00

2017 K 1 & 2011 K

3

1,00

2017 K 1 & 2016 K 0

3

1,00

2017 K 1 & 2016 K 1

3

1,00

2017 K 1 & 2017 K 0

3

0,50

Данные показывают, что большинство показателей за все годы коррелирует друг с другом с коэффициентом корреляции по Спирмену 1, 0, за исключением делянок поля 2 с экстенсивной моделью, имеющего корреляцию по 2017 г. с остальными данными попарно с коэффициентом 0, 5. При внесении удобрений показатели подвижного калия на разных полях становятся близкими с точки зрения математической статистики.

7.  Общая динамика изменения агрохимических свойств почвы

Приведем корреляционную матрицу показателей агрохимических свойств почвы за 1992 – 2017 гг.

Таблица - 22. Коэффициенты корреляции между значениями агрохимических показателей образцов почв 1992 – 2017 гг (коэффициент Спирмена).

Значение

Spearman Rank Order Correlations.  Отмеченные корреляции значимы при p < 0, 05

pH

Hr

Гумус

P2O5

K2O

pH

1,00

-0,88

-0,11

-0,02

-0,40

Hr

-0,88

1,00

0,01

0,25

0,47

Гумус

-0,11

0,01

1,00

0,16

0,55

P2O5

-0,02

0,25

0,16

1,00

0,64

K2O

-0,40

0,47

0,55

0,64

1,00

Как следует из матрицы, выраженная статистически значимая обратная зависимость существует между значениями pH и Hr (коэффициент  -0, 88), менее выраженная обратная зависимость – между pH и количеством подвижного калия (коэффициент  -0, 40). Прямая статистически значимая зависимость существует между значениями подвижного калия и фосфора (коэффициент 0, 64), менее выраженная прямая статистически значимая зависимость – между значениями подвижного калия и количеством органического вещества почвы (коэффициент 0, 55), а также со значениями гидролитической кислотности (коэффициент 0, 47).

График 6. Изменения количества органического вещества почвы (%) при изменении значений подвижного калия (К2О), мг/кг

8. Влияние длительного применения удобрений и на качество сельскохозяйственной продукции

К отобранным и обработанных образцам почвы, рассматривавшимся выше, в ходе работы над исследованием были проанализированы все данные о ротациях, севообороте, культурах указанных в выборках почвы выделенных лет, а также погодные условия вегетационного периода растений в годы отбора почвенных и растительных проб.

Однако сами растительные архивные образцы в базе отдела длительных опытов ВНИИА были обнаружены в связи с утратами при хранении только для 2013, 2016, 2017 гг.

Проанализирует изменения качества продукции в зависимости от доз последействия, года отбора растительных проб, экстенсивной или интенсивной системы применения удобрений в настоящее время, а также от агрохимических свойств почвы и показателей Cu, Zn по формам в ней.

9. Погодные условия за годы отбора растительных проб: температура воздуха, осадки

Приведем графики температуры воздуха и осадков помесячно за годы, в которые был произведен отбор имеющихся растительных образцов (2013, 2016, 2017 гг.) и проанализируем возможную взаимосвязь погодных условий вегетационного периода, качества  и урожайности рассматриваемых в исследовании культур.

Таблица - 23. Температура воздуха за период вегетации по данным метеопоста пос. Барыбино

Температура воздуха (С)

Месяц

Год

2013-2013

2015-2016

2016-2017

Среднемноголетн

сентябрь

12,70

13,80

11,50

10,30

октябрь

6,90

4,10

4,30

3,90

ноябрь

1,40

0,50

-4,90

-2,70

декабрь

-9,60

-1,30

-5,50

-7,70

январь

-8,70

-10,90

-8,50

-10,80

февраль

-4,20

-1,10

-4,80

-10,20

март

-6,60

-0,20

2,10

-5,40

апрель

6,10

7,80

5,70

3,60

май

16,70

14,30

11,40

11,40

июнь

19,90

18,40

15,40

15,40

июль

19,00

20,70

17,80

17,70

август

18,10

19,30

19,00

16,00

Из предложенной таблицы видно, что наиболее высокий температурный фон в сентябре посева. В декабре, в апреле и в июле, автусте накануне сбора урожая  присущ 2016 году (в месяц посева культуры – на четверть выше среднемноголетней температуры воздуха), за исключением характеризующегося наиболее низкой из трех лет отбора растительных проб температурой января, что существенно для озимой пшеницы (однако и температурные значения января в 2016 году только на одну десятую градуса ниже среднемноголетней температуры воздуха за этот месяц). Наиболее низкие летние температуры периода посева, весенние и периода сбора урожая присущи 2017 году (но не ниже среднемноголетних), однако в отличие от среднемноголетних 2017 год отличался более теплым зимним периодах, хотя и с минусовой температурой воздуха. 2013 и 2017 год отличаются более продолжительным периодом достаточно низкой минусовой температуры (по 4 месяца), при том, что в 2016 году месяц с ярко выраженной минусовой температурой (более – 10 градусов Цельсия) только один. Все три года отбора растительных проб, следовательно в целом обладают более теплыми зимами, чем предполагалось бы по среднемноголетним температурным данным. Отразим данные факты с помощью гистограммы. 

Все три года отбора растительных проб характеризуются более высоким количеством осадков, чем среднемноголетние данные. Прежде всего в осенние месяцы после посева и в летние месяцы перед сбором урожая. При этом аномально дождливым является 2017 год, чуть ниже. Но также являются аномальными, данные по 2016 году.

Таблица 24. Осадки за период вегетации по данным метеопоста пос. Барыбино

Осадки (мм)

Месяц

Год

2012-2013

2015-2016

2016-2017

Среднемноголетн

сентябрь

44,30

114,80

173,80

58,00

октябрь

125,00

15,80

34,70

55,00

ноябрь

54,00

40,30

127,00

45,00

декабрь

38,00

71,20

17,70

42,00

январь

52,00

93,50

42,40

35,00

февраль

27,00

67,50

34,00

34,00

март

70,00

73,00

67,10

39,00

апрель

39,00

76,90

57,10

35,00

май

131,00

102,80

92,00

49,00

июнь

35,00

90,00

148,10

63,00

июль

105,50

88,90

231,80

78,00

август

64,30

279,60

125,60

74,00

По осадкам в зимний период в два раза превышает среднемноголетние показатели 2016 год (декабрь-март). Ниже среднемноголетних имеет осадки в сентябре во время посева, в июне перед сбором урожая и в декабре, феврале 2013 год (при превышающей почти в три раза среднемноголетнюю вланости в октябре после посева и в мае после всходов культуры). Данные факт должны быть отразиться как на урожает, так и на качестве продукции.  Приведем данные в виде гистограммы.

Остальные данные о погодных условиях (температура воздуха, осадки) по годам отбора проб размещены в Приложении 2 к работе.

10. Отбор проб растительного сырья и данные лабораторных исследований качества продукции

В ходе исследования на базе ФГБУ Химцентр «Московский» было проведено 132 анализа ИКС (по 2-3 прогона ИКС в случае спорных данных, и анализа сырья из разных повторностей (ячмень, многолетние травы, пшеница озимая) или из разных форм его отбора (снопы и бункер для зерновых, зерновая и злаковая часть для многолетних трав и др.) проб растительного сырья с опытных полей №№ 1 и 2 ЦОС (пос. Барыбино), в состав которого входили пшеница 2013, 2016, 2017 гг. (поля №№ 1 и 2), многолетние травы 2013, 2016 гг. (поля №№ 1 и 2, данные одного укоса), ячмень 2017 г. (поле № 1). В случае сопряженных растительных (пшеница озимая) и почвенных проб 2016 – 2017 гг. включалась в анализ только повторность II, актуальный фон – с внесением и без внесения N90 P90 K90.

В пшенице озимой с помощью ИКС определялись показатели: влага, жир (экстрагированный), жир (гидролизованный), белок, клетчатка, зола, крахмал, дисахариды, а также использовались данные: урожайность/ урожайность в пересчете на абс.сухое вещество.

В ячмене с помощью ИКС определялись показатели: влага, жир (гидролизованный), белок, клетчатка, зола, крахмал, дисахариды, а также использовались данные: урожайность/урожайность в пересчете на абс.сухое вещество.

В многолетних травах с помощью ИКС определялись показатели: влага, жир (экстрагированный), жир (гидролизованный), протеин, клетчатка, зола, крахмал, NDF, ADF, K2O, N, P2O5, pH, молочная кислота, уксусная кислота, масляная кислота, OE, KE, Ca, P, а также с помощью пламенной фотометрии – содержание Cu и Zn в пробах, и использовались данные: урожайность/урожайность в пересчете на сухое вещество.

В общей сводной таблице проб растительного сырья учитывались: влага, белок (протеин), клетчатка, зола, крахмал, урожайность, урожайность в пересчете на абс.сухое вещество.

После получения средних значений имеются 49 наборов данных по растительным пробам в части анализа качества продукции (ИКС).  Из них сопряженных результатов анализа агрохимических свойств почвы (в том числе содержания цинка и меди в разных формах)  и пшеницы озимой (качество продукции и содержание меди и цинка) 2016 - 2017 гг. имеется 20.

Средних данных о пробах по качеству продукции пшенице озимой 2013 г., не сопряженной с почвенными пробами, имеется 6; средних данных по образцам ячменя 2016 г. - 12. Во всех случаях в растительных пробах учитывалась урожайность культуры, в том числе в пересчете на абсолютное сухое вещество.

Опишем и проанализируем полученные данные, как 20 сопряженных с почвенными пробами образцов пшеницы озимой с полей №№ 1 и 2 2016 и 2017 гг., с данными по меди и цинку, так и остальные растительные пробы, в том числе данные образцов многолетних трав 2013 и 2016 гг., включая содержание меди и цинка в сырье.

Таблица - 25. Сводные данные – растительные пробы

(2013, 2016, 2017 гг., поле № 1 – 2)

Растительные образцы (2013, 2016, 2017 гг, поле № 1 - 2)

культура

год

поле

вар-т

фон (с/у - 1; б/у - 0)

Влага

Прот.

Кл-ка

Зола

Крахм.

Урож.

Ур.с/в.

Многолетн. травы

2013

1

1

0

10,61

14,08

27,69

6,36

28,26

72,75

62,56

Многолетн. травы

2013

1

2

0

10,12

12,42

27,41

7,69

28,62

72,75

62,56

Многолетн. травы

2013

1

6

0

10,17

16,03

22,77

7,73

22,57

72,75

62,56

Многолетн. травы

2013

1

7

0

10,25

15,82

23,69

7,79

22,82

72,75

62,56

Многолетн. травы

2013

1

8

0

9,94

13,05

24,75

8,1

24,88

72,75

62,56

пшеница озимая

2013

2

1

0

8,28

11,44

1,2

1,5

55,9

17

14,62

пшеница озимая

2013

2

2

0

8,61

11,1

1,52

1,65

54,47

17

14,62

пшеница озимая

2013

2

7

0

8,67

10,42

1,64

1,6

57,09

17

14,62

пшеница озимая

2013

2

1

1

8,34

10,62

1,67

1,62

58,73

26

22,36

пшеница озимая

2013

2

2

1

8,26

10,29

1,58

1,58

59,71

26

22,36

пшеница озимая

2013

2

7

1

8,37

10,73

1,73

1,64

59,52

26

22,36

пшеница озимая

2016

1

1

0

9,08

8,51

1,61

1,49

58,46

31,3

29,92

пшеница озимая

2016

1

5

0

8,96

8,67

1,62

1,49

59,3

36,8

33,37

пшеница озимая

2016

1

7

0

9,11

8,68

1,56

1,48

57,99

34,7

29,84

пшеница озимая

2016

1

9

0

9,2

8,78

1,54

1,49

57,58

37,5

32,25

пшеница озимая

2016

1

1

1

9,2

9,41

1,51

1,5

56,48

49,6

42,66

пшеница озимая

2016

1

5

1

8,79

10,75

1,43

1,56

55,62

52,4

45,06

пшеница озимая

2016

1

7

1

8,6

11,35

1,04

1,49

56,13

52,5

45,15

пшеница озимая

2016

1

9

1

9,04

10,61

1,48

1,55

55,91

52,2

44,89

пшеница озимая

2017

2

1

0

8,69

12,51

2,1

1,89

56,71

36

30,96

пшеница озимая

2017

2

2

0

8,17

12,75

2,48

2,11

55,67

37,8

32,51

пшеница озимая

2017

2

5

0

8,08

12,87

2,14

1,96

57,45

46,1

39,65

пшеница озимая

2017

2

6

0

8,74

13,07

2,34

2,04

54,22

42,5

36,55

пшеница озимая

2017

2

7

0

8,49

13,84

2,44

2,09

54,21

46,3

39,82

пшеница озимая

2017

2

9

0

8,4

13,02

1,87

1,88

55,95

38,6

33,2

пшеница озимая

2017

2

1

1

8,48

12,35

1,24

1,57

57,81

47,3

40,68

пшеница озимая

2017

2

2

1

8,26

12,3

1,56

1,71

58,15

46,2

39,73

пшеница озимая

2017

2

5

1

7,91

12,59

1,47

1,75

58,62

52,3

44,98

пшеница озимая

2017

2

6

1

8,58

12,43

2,22

1,98

55,01

53,3

45,84

пшеница озимая

2017

2

7

1

8,71

13,43

2,36

2

53,01

50,4

43,34

пшеница озимая

2017

2

9

1

8,72

13,54

1,91

1,93

53,39

46,2

39,73

Многолетн.

травы

2016

2

1

0

10,45

16,37

24,9

7,22

24,6

73,8

63,47

Многолетн.

травы

2016

2

5

0

10,22

18,11

22,06

8,92

23,13

72,9

62,69

Многолетн. травы

2016

2

7

0

10,29

16,18

25,43

7,65

27,44

76,6

65,88

Многолетн. травы

2016

2

1

1

10,36

17,47

24,36

7,36

24,34

84,3

72,5

Многолетн. травы

2016

2

5

1

10,29

17,73

23,52

8,05

22,48

94,8

81,53

Многолетн.

травы

2016

2

7

1

10,37

16,79

25,18

7,12

25,81

96,2

82,73

ячмень

2017

1

1

0

8,31

9,12

4,62

2,19

51,56

31,23

26,86

ячмень

2017

1

2

0

8,81

9,88

4,67

2,18

52,26

29,47

22,76

ячмень

2017

1

5

0

8,3

10,03

6,41

2,59

48,42

32,77

28,18

ячмень

2017

1

6

0

8,3

9,67

4,84

2,22

52,1

33,5

28,81

ячмень

2017

1

7

0

8,59

10,15

5,62

2,42

48,6

36

30,96

ячмень

2017

1

9

0

8,39

9,58

5,02

2,22

52,2

32,77

28,18

ячмень

2017

1

1

1

8,33

10,51

5,58

2,37

50,04

48,03

41,31

ячмень

2017

1

2

1

8,51

8,87

6,08

2,43

47,22

45,67

39,28

ячмень

2017

1

5

1

8,63

11,11

5,76

2,57

47,08

49,03

42,17

ячмень

2017

1

6

1

8,12

10,74

5,8

2,41

51,39

45,8

39,4

ячмень

2017

1

7

1

8,45

10,14

5,43

2,32

51,19

47,9

41,2

ячмень

2017

1

9

1

8,94

9,47

4,68

2,23

49,64

47,97

41,25

Средн

8,95

12,03

7,79

3,20

47,95

48,19

41,49

НСР

1,57

5,26

18,82

4,93

25,96

38,89

33,42

Объем выборки

49

49

49

49

49

49

49

11. Качество растительной продукции и факторы, влияющие на него

Агрохимические свойства почвы влияют на урожайность. Покажем это на примере влияния показателей подвижных фосфора и калия в почве на урожайность пшеницы озимой (2016 – 2017 гг.).

График 7. Зависимость урожайности культуры (зерно пшеницы озимой 2016 – 2017 гг.) в пересчете на абс.сухое вещество от количества подвижного калия (K2O) в почве

График 8. Зависимость урожайности культуры (зерно пшеницы озимой 2016 – 2017 гг.) в пересчете на сухое вещество от количества подвижного фосфора (Р2O5) в почве.

Покажем также на графике зависимость урожайности культуры от количества органического вещества почвы в пахотном слое на примере пшеницы озимой, поля № 1 – 2, 2016 – 2017 гг.

График 9. Взаимосвязь урожайности пшеницы озимой и количества органического вещества..

Качество продукции также связано с агрохимическими показателями почвы. Однако прямая зависимость существует для качества продукции только с показателями гумуса: качество продукции (показатели по протеину, клетчатке, сахару, зольности) растут при увеличении количества органического вещества в пахотном слое почвы. В остальных случаях – при росте подвижного калия, фосфора, повышении гидролитической кислотности, - качество продукции падает.

Например, покажем на графике тенденции изменений показателей протеина в зерне пшеницы озимой (2016 -2017 гг.) в соотнесении с данными о количестве подвижного калия в почве.

График 10. Показатели качества продукции (протеин в зерне пшенице озимой) в соотнесении с количеством подвижного калия (K2O) в почве

Аналогичную обратную зависимость от количества подвижного калия в почве имеет такой показатель качества продукции, как сахара (покажем данную зависимость на примере урожая зерна пшеницы озимой 2016 -2017 гг.).

График 11. Зависимость качества продукции (сахар в зерне пшеницы озимой, 2016-2017 гг) от количества подвижного калия (К2О) в почве

Также покажем на примере пшеницы озимой (2016 – 2017 гг., сопряженные с почвенными растительные пробы) связь показателей гидролитической кислотности почвы и содержания протеина в сырье.

График 12. Зависимость показателей белка в зерне пшенице озимой (%) от Hr почвы

Согласно данным, при росте гидролитической кислотности, который происходит в том числе при внесении удобрений, количество протеина в продукции снижается.

Покажем на графике на примере сопряженных проб пшеницы озимой 2016 -2017 гг. связь зольности продукции и показателей гидролитической кислотности почвы.

График 13. Связь зольности в зерне пшенице озимой (%)  с Hr почвы

Обратная зависимость связывает также и показатели «сахара» в продукции (данные ИКС) в пшенице озимой 2016 -2017 гг. и гидролитическую кислотность почвы.

График 14. Дисахариды  в зерне пшеницы озимой (данные ИКС, %) и показатели Hr почвы

На фоне роста гидролитической кислотности почвы снижается и количество клетчатки в продукции (на примере пшеницы озимой 2016 -2017 гг.).

График 15. Клетчатка в зерне пшенице озимой (%)  и Hr почвы

При этом показатели качества продукции растут совместно. Покажем это на графике на примере зерна пшеницы озимой 2016 -2017 гг. (протеин и зольность).

График 16. Показатели качества продукции – белок (протеин) и зольность (%) в зерне пшеницы озимой (2016-2017 гг., данные ИКС)

При повышении Hr в почве в растительной продукции растет показатель влажности, что снижает ее качество (на примере пшеницы озимой 2016 -2017 гг.).

График 17. Влага в зерне пшеницы озимой (%0 и показатели Hr почвы, 2016-2017 гг.

Подтвердим сделанные наблюдения данными корреляционного анализа (непараметрическая статистика, критерий Спирмена), проведенного с помощью Statistica 13.3. Приведем корреляционную матрицу, отражающую меру взаимовлияний (близости) показателей урожайности, качества продукции, агрохимических свойств почвы и форм Cu, Zn в почве и растениях.

Таблица - 26. Корреляционная матрица взаимосвязей показателей качества продукции, Cu, Zn в растениях и урожайности с агрохимическими показателями и ТМ в почве (сопряженные пробы 2016 -2017 гг., поле № 1 – 2, пшеница озимая)

Пок-тель

Spearman Rank Order Correlations.  Отмеченные корреляции значимы при p < 0, 05

Урож.

(с/в)

Влажн.

Жир

экстр.

Жир

гидр.

Прот.

Клетч.

Зола

Кр-л

Сахар

Cu

раст.

Zn

раст

pH

-0,137

-0,538

0,156

0,375

0,544

0,474

0,517

-0,087

0,648

0,021

0,311

Hr

0,020

0,726

0,020

-0,307

-0,636

-0,532

-0,692

0,160

-0,728

0,156

-0,464

Гумус

0,234

-0,021

0,174

0,233

0,182

0,103

0,121

-0,150

0,221

-0,232

-0,234

P2O5

0,551

0,184

-0,143

-0,134

0,003

-0,230

-0,109

-0,302

-0,024

0,012

-0,083

K2O

0,538

0,132

-0,127

-0,188

-0,025

-0,262

-0,189

-0,205

-0,109

-0,068

-0,250

Cu вал.

0,227

-0,342

0,009

0,163

0,601

0,119

0,391

-0,325

0,440

-0,363

0,358

Cu обмен.

Cu обмен.

0,238

-0,096

0,094

0,039

0,068

0,122

0,058

-0,080

0,257

0,028

-0,214

Cu CuC

Cu сп.срб.

-0,051

-0,554

0,071

0,308

0,553

0,429

0,591

-0,262

0,615

-0,072

0,433

Cu компл.

0,126

-0,313

-0,224

-0,165

0,290

0,062

0,221

-0,006

0,153

-0,197

0,308

Zn вал.

-0,233

-0,404

0,008

0,099

0,347

0,064

0,216

0,159

0,250

0,134

0,378

Zn обмен.

-0,257

-0,007

0,512

0,541

0,373

0,401

0,298

-0,291

0,321

0,105

0,100

Zn сп.срб.

-0,024

-0,563

-0,014

0,109

0,507

0,446

0,581

-0,133

0,626

-0,244

0,340

Zn компл. (св.с ОВ)

-0,062

-0,302

-0,138

-0,115

0,269

0,104

0,151

0,108

0,099

-0,052

0,213

Урож.(с/в)

1,000

-0,224

-0,555

-0,429

0,184

-0,319

0,146

-0,353

0,258

-0,539

0,116

Влажн.

-0,224

1,000

0,452

0,144

-0,612

-0,236

-0,603

0,023

-0,710

0,113

-0,730

Жир экстр.

-0,555

0,452

1,000

0,867

0,061

0,534

0,091

-0,209

-0,058

0,135

-0,401

Жир гидрол.

-0,429

0,144

0,867

1,000

0,418

0,748

0,472

-0,484

0,300

0,014

-0,103

Протеин

0,184

-0,612

0,061

0,418

1,000

0,600

0,888

-0,674

0,837

-0,218

0,674

Клетч.

-0,319

-0,236

0,534

0,748

0,600

1,000

0,769

-0,491

0,663

0,070

0,163

Зола

0,146

-0,603

0,091

0,472

0,888

0,769

1,000

-0,657

0,924

-0,229

0,605

Крахмал

-0,353

0,023

-0,209

-0,484

-0,674

-0,491

-0,657

1,000

-0,552

0,360

-0,230

Сахар

0,258

-0,710

-0,058

0,300

0,837

0,663

0,924

-0,552

1,000

-0,227

0,584

Cu раст.

-0,539

0,113

0,135

0,014

-0,218

0,070

-0,229

0,360

-0,227

1,000

0,014

Zn раст.

0,116

-0,730

-0,401

-0,103

0,674

0,162

0,605

-0,230

0,584

0,014

1,000

Прямая зависимость связывает, согласно полученным коэффициентам, качество продукции (дисахариды, белок (протеин), зола, клетчатка) с показателями pH: при росте pH  качество продукции также повышается. Белок (протеин), зола, дисахариды в продукции коррелируют с ростом значений Zn в растительном сырье. При росте до определенных показателей Zn  в растительном сырье в нем наблюдается также и повышение количества протеина, зольности, сахара, при этом Zn в растительном сырье также снижает его влажность, что тоже положительно влияет на качество продукции.

На показатели качества, такие как протеин, сахар и зольность  продукции влияет, таким образом,  рост pH, Cu и  Zn в почве в подвижных формах, а также Zn в продукции.

Рост количества жира гидролизованного и экстрагированного  в продукции происходит одновременно с ростом обменной формы подвижного Zn в почве.

Согласно данным, белок как показатель качества продукции связан с одновременным ростом Cu валовой, как более тропного к органическому веществу и белку микроэлемента, но такой же зависимости между количеством Cu в сырье и качеством продукции не наблюдается (в отличие от Zn).

Качество продукции связано прямой корреляцией на данной матрице прежде всего с ростом значений в почве  Cu, Zn специфически сорбированных, однако при одновременном росте Hr растения не могут усваивать данные подвижные формы микроэлементов, связывающиеся в этом случае с оксидами и гидроксидами металлов.

Видна зависимость урожайности  от количества подвижных форм фосфора (P2O5) и калия (K2O) в почве и обратная связь урожайности культуры с  количеством Cu в растительной продукции.

Также по пробам пшеницы озимой с высокой долей статистической вероятности видно, что при росте в продукции протеина и зольности в ней одновременно снижается крахмал.

Проанализируем данные о качестве и урожайности сырья на поле № 1 в 2016 г. (ячмень) с учетом актуальной интенсивной или экстенсивной системы внесения удобрений и последействия.

Таблица - 27. Качество растительного сырья. Ячмень, 2017 г., поле № 1

Ячмень, 2017 г., поле № 1

Вар-т

Фон (с/у - 1);

б/у - 0)

Влага

Белок

Клетчатка

Зола

Крахмал

Сахар

Жир (гидролиз)

Урож.

Урож. сух.в-во

1

0

8,31

9,12

4,62

2,19

51,56

3,51

2,66

31,2

26,86

2

0

8,8

9,88

4,67

2,18

52,26

1,13

3,04

29,5

22,76

5

0

8,3

10,03

6,41

2,59

48,42

2,98

2,46

32,8

28,18

6

0

8,3

9,67

4,84

2,22

52,1

2,51

2,6

33,5

28,81

7

0

8,59

10,15

5,62

2,42

48,8

1,58

2,9

36

30,96

9

0

8,39

9,58

5,02

2,22

52,2

2,02

2,72

32,8

28,18

1

1

8,35

10,45

5,59

2,36

50,26

0,92

2,9

48

41,31

2

1

8,51

8,87

6,08

2,43

47,22

2,45

2,1

45,7

39,28

5

1

8,63

11,11

5,76

2,57

47,08

1,19

3,14

49

42,17

6

1

8,12

10,74

5,8

2,41

51,39

1,26

2,28

45,8

39,4

7

1

8,45

10,14

5,43

2,32

51,19

0,81

2,64

47,9

41,2

9

1

8,94

9,47

4,68

2,23

49,63

3,66

2,64

48

41,25

Средн

8,47

9,93

5,38

2,35

50,18

2,00

2,67

40,01

34,2

НСР

0,51

1,42

1,32

0,31

4,20

2,22

0,66

17,4

15,73

Дисп

0,05

0,42

0,36

0,02

3,65

1,02

0,09

62,58

51,13

Станд.откл

0,23

0,65

0,60

0,14

1,91

1,01

0,30

7,91

7,15

Коэф.вар.

2,75

6,51

11,17

6,09

3,81

50,36

11,24

19,77

20,91

Результаты анализа указывают, что по значениям протеина наиболее высокие результаты дают делянки №№ 5, 6, 1 с актуальным фоном удобрения и делянки 7, 5 без актуального фона, но с последействием высоких доз удобрений (соответственно от 11, 11 до 10, 03) при среднем значении 9, 93 и НСР 1, 42.

По дичсахаридам по данным ИКС-анализа в продукции наиболее высокий показатель имеют пробы растительного сырья вариантов №№ 9 (с/у), 1 (б/у), 5 (б/у), 6 (б/у), 2 (с/у), соответственно значения - 3,66; 3,51; 2,98; 2,51; 2,45 при среднем значении 2, 0 и НСР 2, 22.

Наиболее высокие результаты по крахмалу имеют пробы вариантов 2, 9, 6, 1 без актуального фона, соответственно данные - 52,26; 52,2; 52,1; 51,56 при среднем значении 50, 18 и НСР 4, 20.

Наиболее высокие показатели по урожаю в пересчете на сухое вещество дают варианты №№ 5, 1, 9, 7, 6, 2 (с актуальным внесением удобрения) соответственно от 42, 17 до 39, 48 (при среднем значении 34, 2 и НСР 15, 7). 

Все данные находятся внутри статистической погрешности и не превышают НСР.

Проанализируем данные об урожайности и качестве сырья за 2013 и 2016 г. по образцам многолетних трав.

Таблица - 28. Качество растительного сырья. Многолетние травы. 2013, 2016 гг., поле №№ 1 – 2

Многолетние травы, поле №№ 1 - 2, 2013, 2017 гг. Качество сырья

год

поле

вар-т

фон (с/у - 1; б/у - 0)

Влага

Прот.

Кл-ка

Зола

Крахм.

K2O

N

P2O5

Урож.

Урож. сух.в-во

2013

1

1

1

10,61

14,08

27,69

6,36

28,26

4,3

3,13

0,54

72,75

62,56

2013

1

2

1

10,12

12,42

27,41

7,69

28,62

3,69

2,37

0,55

72,75

62,56

2013

1

6

1

10,17

16,03

22,77

7,73

22,57

4,5

3,55

0,71

72,75

62,56

2013

1

7

1

10,14

14,5

24,08

8,04

23,2

3,92

2,86

0,68

72,75

62,56

2013

1

8

1

9,54

13,05

24,75

8,1

24,88

3,5

2,37

0,7

72,75

62,56

2016

2

1

1

10,36

17,47

24,36

7,36

24,34

3,15

3,17

0,58

73,8

63,47

2016

2

5

1

10,29

17,73

23,52

8,05

22,48

4,81

3,49

0,59

72,9

62,69

2016

2

7

1

10,37

16,79

25,18

7,12

25,81

4,84

3,51

0,61

76,6

65,88

2016

2

1

0

10,45

16,37

24,9

7,22

24,6

4,86

3,56

0,6

84,3

72,5

2016

2

5

0

10,22

18,11

22,07

8,92

23,13

4,77

3,38

0,59

94,8

81,53

2016

2

7

0

10,29

16,18

25,43

7,65

27,44

4,68

3,14

0,58

96,2

82,73

Средн

10,23

15,70

24,74

7,66

25,03

4,27

3,14

0,612

78,4

67,42

НСР

0,605

4,28

3,837

1,47

4,98

1,36

0,98

0,13

20,38

17,53

Можно увидеть, что по протеину в многолетних травах наиболее высокий показатель наблюдается на фоне последействия дозы 50 т/ га навоза + 3 NPK на варианте № 5 поля № 2 в 2016 году, как с актуальным фоном, так и без актуального фона внесения удобрений (соответственно – 18, 11 без удобрения и 17, 73 с внесением удобрения), а также на варианте № 1 (последействие – контроль) и № 7 (последействие 100 т/га навоза + 3 NPK) на фоне интенсивной модели внесения удобрений (имеется актуальный фон внесения), соответственно протеин – 17, 47 и 16, 79 при НСР 4, 28 и среднем значении 15, 7.

По зольности наиболее высокие значения имеет урожай с варианта 5 (последействие 50 т/га навоза + 3 NPK), 7 (последействие 100 т/га навоза + 3 NPK), преимущественно с актуальным фоном внесения удобрений, как 2013, так и 2016 гг. с обоих полей (значения от 8, 92 до 8, 04 при НСР 1, 47 и среднем значении 7, 67).  

Показатели крахмала для трав являются наиболее высокими в 2013 году на вариантах № 1 (28, 62) и № 2 (28, 26) с актуальным фоном внесения удобрений, а также в 2016 году на варианте с последействием высоких доз органо-минеральной системы удобрения даже без наличия актуального фона удобрений (поле № 2, делянка № 7 – 27, 44)  при среднем значении 25, 03 и НСР – 4, 98.

Наиболее высокие показатели по клетчатке дают вариант № 1 (последействие – контроль) и № 2 (последействие – 50 т/га навоза) поля № 1 в 2013 году на фоне актуального внесения удобрений – соответственно 27, 69 и 27, 41 при НСР 3, 84 и среднем значении  24, 74.

Наиболее высокие показатели N в продукции выпадают на вариантах 5, 6, 7 с последействием высоких доз органо-минеральной системы удобрения и, как правило, наличием актуального фона внесения удобрений (на обоих полях), - соответственно значения от 3, 56 до 3, 38  при среднем значении - 3, 14 и НСР 0, 97.

Наиболее высокие показатели P2O5  в сырье также встречаются в образцах с вариантов №№ 6, 7, 8 в 2013 году на фоне актуального внесения удобрений (значения от 0, 71 до 0, 68) при среднем значении – 0, 61 и НСР – 0, 13.

Для K2O наиболее высокие значения встречаются в пробах сырья 2016 года с вариантов №№ 2, 7, 5 (от 4, 84 до 4, 81) как с актуальным внесением, так и без актуального внесения удобрений (при среднем значении  4, 3 и НСР 1, 4).

Наиболее высокая урожайность многолетних трав наблюдается в 2016 году (поле № 2) на вариантах № 7 и 5 с последействием высоких доз органо-минеральных удобрений при отсутствии активного фона удобрений (соответственно 96, 2 и 94, 8  при среднем значении 78, 4 и НСР – 20, 38).

Результаты анализа указывают, что наиболее высокие показатели урожайности и качества продукции для многолетних трав, как можно наблюдать на примере предложенной небольшой выборки, встречаются при наличии двух составляющих -на делянках с последействием высоких доз органо-минеральной системы удобрения и при актуальном фоне удобрений. Однако полученные различия в данных не выходят, как правило, за пределы НСР и не являются статистически значимыми, могут прослеживаться только в виде тенденции.

12. Качество зерна пшеницы озимой в зависимости от агрохимических свойств почвы, дозы последействия и интенсивной/экстенсивной модели внесения удобрений

Рассмотрим имеющиеся сопряженные пробы почвы и зерна пшеницы озимой 2016 – 2017 гг. с точки зрения выявления условий появления продукции, соответствующей наиболее высокому классу.

Проведем анализ образцов с точки зрения ГОСТ 9353-2016. Межгосударственный стандарт. Пшеница. Технические условия (введен в действие Приказом Росстандарта от 15.09.2016 N 1133-ст) по количеству  белка и результаты поместим в таблицу.

Таблица – 29. Качество пщеницы озимой по белку (ГОСТ)

Классы пшеницы в зависимости от количества протеина в продукции

 2016 - 2017 гг. (ГОСТ 2016)

год

Поле

вар-т

фон с/у (1)/ б/у (0)

урож.

урож.

(с/в)

Вл.

Жир (экстр.)

Жир (гидр)

Прот.

Кл-ка

Зола

Крахм.

Сах.

2 класс, протеин > 13, 5

2017

2

7

0

46,3

39,8

8,49

2,09

2,86

13,84

2,44

2,09

54,21

4,61

2017

2

9

1

46,2

39,7

8,72

1,92

2,69

13,54

1,91

1,93

53,39

3,97

3 класс, протеин  > 12, 5

2017

2

7

1

50,4

43,3

8,71

1,86

2,63

13,43

2,36

2

53,01

4,38

2017

2

6

0

42,5

36,6

8,74

2,03

2,8

13,07

2,34

2,04

54,22

4,42

2017

2

9

0

38,6

33,2

8,4

1,87

2,63

13,02

1,87

1,88

55,95

4,15

2017

2

5

0

46,1

39,7

8,08

1,87

2,64

12,87

2,14

1,96

57,45

4,26

2017

2

2

0

37,8

32,5

8,17

1,89

2,66

12,75

2,48

2,11

55,67

4,58

2017

2

5

1

52,3

45

7,91

1,6

2,33

12,59

1,47

1,75

58,62

4,33

2017

2

1

0

36

31

8,69

1,83

2,61

12,51

2,1

1,89

56,71

4,14

4 класс, протеин  > 10

2017

2

6

1

53,3

45,8

8,58

1,86

2,63

12,43

2,22

1,98

55,01

4,61

2017

2

1

1

47,3

40,7

8,48

1,48

2,21

12,35

1,24

1,57

57,81

3,93

2017

2

2

1

46,2

39,7

8,26

1,57

2,3

12,3

1,56

1,71

58,15

4,13

2016

1

7

1

52,5

45,2

8,6

1,61

2,33

11,35

1,04

1,49

56,13

2,99

2016

1

5

1

52,4

45,1

8,79

1,73

2,44

10,75

1,43

1,56

55,62

2,87

2016

1

9

1

52,2

44,9

9,04

1,71

2,42

10,61

1,48

1,55

55,91

3,21

5 класс, протеин  < 10

2016

1

1

1

49,6

42,7

9,2

1,89

2,58

9,41

1,51

1,5

56,48

2,56

2016

1

9

0

37,5

32,3

9,2

2,02

2,69

8,78

1,54

1,49

57,58

1,88

2016

1

7

0

34,7

29,8

9,11

1,92

2,59

8,68

1,56

1,48

57,99

2,62

2016

1

5

0

36,8

33,4

8,96

1,9

2,56

8,67

1,62

1,49

59,3

2,31

2016

1

1

0

31,3

29,9

9,08

2

2,66

8,51

1,61

1,49

58,46

2,4

Средн

44,5

38,5

8,66

1,83

2,56

11,57

1,796

1,748

56,38

3,62

НСР

14,691

11,9

0,78

0,35

0,36

3,83

0,89

0,497

3,76

1,89

стандартное откл

7,029

5,69

0,37

0,17

0,17

1,83

0,426

0,238

1,798

0,90

коэф вариации

15,796

14,8

4,324

9,04

6,67

15,85

23,73

13,6

3,19

24,99

Результаты анализа показывают, что пшеницу более высокого класса по белку согласно ГОСТ дает поле № 2,  варианты с последействием высоких доз оргшано-минеральной системы удобрений, в первую очередь № 7 (100 т/га навоза + 3 NPK) без актуального фона, а также № 9 (100 т/га навоза) с актуальным фоном внесения минеральных удобрений (N 90 P 90 K 90). Такое сочетание факторов дает пшеницу, по количеству протеина принадлежащую ко второму классу. Ниже оказываются показатели варианта № 7 на поле № 2, но при внесении удобрений (N 90 P 90 K 90), так как минеральный дополнительный фон больше влияет на урожайность (которая вырастает в этом случае с 46, 2 до 50, 4), а не на количество белка в продукции.

Ниже по протеину, но с показателями для третьего класса пшеницы, дают продукцию по протеину варианты № 6, 9, 5, 2 поля № 2, с отсутствием актуального фона удобрений. Таким образом, можно говорить, что по совокупности причин – предшественники, условия сельхозгода, последействие доз органических (варианты № 2, 9) и органо-минеральной (варианты № 5, 6) системы удобрений поле № 2 на данных вариантах дает продукцию более высокого качества по белку в 2017 году. Завершают группу пшеницы третьего класса также образцы вариантов поля № 2, делянки № 5 с актуальным фоном внесения удобрений, а также варианта № 1 (контроль в опыте СШ 5). Таким образом, можно указать на лучшие условия 2017 сельхозгода, в целом лучшие условия поля № 2, возможно – влияние предшественников (многолетние травы), влияние последействия высоких доз органо-минеральной и органической системы удобрений  при влиянии на качество продукции (пшеницы) по белку и только опосредованное влияние актуального фона минеральных удобрений в плане влияния на качество сырья.

Части вариантов с интенсивной системой удобрений в качестве актуального фона дали пшеницу четвертого класса по количеству белка (поле № 2, делянки 1, 2, 6, с актуальным фоном N 90 P 90 K 90; а также варианты первого поля № 7, 5, с последействием высоких доз органо-минеральной и органической системы удобрений или контрольной № 1 с актуальным фоном N 90 P 90 K 90 во всех трех случаях).

К пшенице пятого класса относятся образцы с поля № 1, либо варианты контроля в опыте СШ 5 (вариант № 1) и с актуальным минеральным фоном N 90 P 90 K 90, либо образцы с делянок последовательно с уменьшением значений белка  № 9, 7, 5, 1 с экстенсивной системой внесения удобрений (то есть без актуального фона).

Таким образом, можно сказать, что качество продукции в целом и класс пшеницы (по белку), вероятно,  зависит  от последействия, условий поля, условий сельхозгода, длительности севооборота и характера предшественника (на поле № 2 новый севооборот введен был позднее и дольше культивировались многолетние травы) и только затем – от внесения минеральных удобрений как актуального фона.

Рассмотрим в качестве статистического эксперимента имеющиеся сопряженные пробы зерна пшеницы в 4 вариантах: на вариантах №№ 1, 5, 7, 9 с актуальным фоном (N 90 P 90 K 90) и без актуального фона (только изучение последействия) на первом поле в 2016 г., и на делянках № 1, 2, 5, 6, 7, 9 с актуальным фоном (N 90 P 90 K 90) и без актуального фона (только изучение последействия) на втором  поле в 2017 г.

Таблица - 30. Агрохимические показатели почвы, Cu, Zn и показатели качества продукции в 2016, 2017 гг. в зависимости от наличия/отсутствия внесения удобрений на фоне последействия

Год/НСР

2016

2016

НСР

2017

2017

НСР

№ поля

1

1

1

2

2

2

Фон у (1)/бу (0)

0

1

общ

0

1

Общ

pH

5,58

5,48

0,17

5,63

5,63

0,11

Hr

1,58

1,69

0,27

1,34

1,35

0,19

Гумус

2,03

1,93

0,33

1,93

2,22

0,63

P2O5

121,5

160,5

109,64

100,67

138,17

83,58

K2O

164

177, 5

67, 89

121, 67

177, 83

91, 99

Cu вал.

7, 1

7, 82

3, 92

8, 85

8, 63

2, 88

Cu обмен.

0, 11

0, 11

0, 13

0, 12

0, 12

0, 12

Cu сп.сорб.

2, 29

2, 06

1, 14

3, 5

2, 8

1, 46

Cu компл.

11, 31

12, 56

12, 97

14, 35

14, 39

6, 91

Zn вал.

25, 3

22, 63

6, 46

26, 63

26, 22

6, 34

Zn обмен.

1, 63

1, 2

1, 21

1, 78

1, 47

0, 98

Zn спец.сорб.

3

3, 48

2, 91

5, 23

4, 98

2, 26

Zn компл.

5, 63

5, 08

4, 81

6, 13

5, 92

2, 94

Урож.с.м.

31, 35

44, 44

16, 91

35, 45

42, 38

10, 54

Влажн.

9, 09

8, 91

0, 5

8, 43

8, 44

0, 61

Жир (экстр.)

1, 96

1, 74

0, 35

1, 93

1, 72

0, 4

Жир (гидрат)

2, 63

2, 44

0, 3

2, 7

2, 47

0, 44

Белок

8, 66

10, 53

2, 69

13, 01

12, 77

1, 1

Клетчатка

1, 58

1, 37

0, 44

2, 23

1, 79

0, 9

Зола

1, 49

1, 53

0, 07

1, 99

1, 82

0, 36

Крахмал

58, 33

56, 04

3, 18

55, 7

55, 99

4, 21

Дисахариды

2, 3

2, 91

0, 99

4, 36

4, 23

0, 52

Cu пшен.

6, 27

6, 14

0, 26

6, 18

6, 14

0, 15

Zn пшен.

11, 4

13, 61

3, 81

17, 03

16, 29

5, 52

Полученная таблица наглядно доказывает, что для 2016 года и поля № 1 качество продукции (зерна пшеницы озимой) выше для частей делянок с актуальным фоном удобрений, а именно – показатели белок, зола, дисахариды (по данным ИКС). Для поля № 2 в 2017 г. наблюдается обратная тенденция – показатели качества продукции – данные по белку, золе, дисахаридам оказываются выше на частях делянок без актуального внесения удобрений. В целом показатели качества (за исключением крахмала, для которого существует обратная тенденция и присутствуют более высокие данные по продукции поля № 1) выше на поле № 2. Если попытаться обосновать такую зависимость для поля № 2 иными факторами, учтенными в  таблице, то окажется, что для данного поля характерны  более высокий показатель pH (5, 63 для поля № 2 по сравнению с 5, 58 и 5, 48 поля № 1),  более низкие значения Hr (для поля № 2 – 1, 34 – 1, 35 на фоне 1, 58 – 1, 69 для поля № 2), существенно более высокие показатели по микроэлементному составу Zn, Cu, как в почве (валовая, специфически сорбированная, комплексная формы), так и в  продукции (для Zn: 17, 03 и 16, 29 в продукции поля № 2 по сравнению с 11, 4 и 13, 61 для поля № 1). Таким образом, можно говорить о том, что на качество продукции значимое влияние может оказывать достаточное количество микроэлементов в почве, усвояемых растением, а не количество гумуса, погодные условия и внесение удобрений. Классность пшеницы оказалась выше в 2017 году на поле, почва которого имеет в своем составе большее количество подвижных форм Cu, Zn и большее количество Zn, перешедшего в продукцию, независимо от наличия интенсивной или экстенсивной модели внесения удобрений.

Проведенные коллеляционный анализ показывает, что статистически значимо показатели данных четырех вариантов значимо не различаются, более того, имеют максимальный коэффициент близости. Приведем соответствующую корреляционную матрицу.

Таблица - 31. Корреляционная матрица связи между значениями агрохимических свойств и значений Cu,Zn в почве и растениях по вариантам 2016 (б/у, с/у), 2017 (б/у, с/у)

Вар-т

Spearman Rank Order Correlations.  Отмеченные корреляции значимы при p < 0, 05

2016, б/у

2016, с/у

2017, б/у

2017, с/у

2016,0

1,000

0,991

0,976

0,982

2016, 1

0,991

1,000

0,981

0,988

2017, 0

0,976

0,981

1,000

0,995

2017, 1

0,982

0,988

0,995

1,000

13. Cu, Zn в почве и растениях, вынос Cu, Zn растениями и влияние микроэлементов на качество сырья и урожай

36 из существующих и названных выше растительных образцов 2013, 2016 и 2017 гг. были проанализированы на содержание Cu, Zn в продукции с помощью пламенной фотометрии.

Таблица - 32. Содержание меди и цинка в растительном сырье: озимая пшеница, многолетние травы  (2013, 2016, 2017 гг.)

Образцы растительной продукции  (Сu и Zn, мг/кг)

Элемент

Ошибка

Элемент

Ошибка

номер

год

фон. удобр.

поле

культура

вар-т

Cu

Zn

1

2017

1

2

оз.пш. зерно

1

6,08

0,30

19,350

0,97

2

2017

1

2

оз.пш. зерно

2

6,20

0,31

15,170

0,76

3

2017

1

2

оз.пш. зерно

5

6,23

0,31

18,200

0,91

4

2017

1

2

оз.пш. зерно

6

6,05

0,30

13,110

0,66

5

2017

1

2

оз.пш. зерно

7

6,23

0,31

15,910

0,80

6

2017

1

2

оз.пш. зерно

9

6,08

0,30

16,000

0,80

7

2017

0

2

оз.пш. зерно

1

6,23

0,31

16,550

0,83

8

2017

0

2

оз.пш. зерно

2

6,23

0,31

22,060

1,10

9

2017

0

2

оз.пш. зерно

5

6,14

0,31

14,610

0,73

10

2017

0

2

оз.пш. зерно

6

6,15

0,31

17,180

0,86

11

2017

0

2

оз.пш. зерно

7

6,13

0,31

13,770

0,69

12

2017

0

2

оз.пш. зерно

9

6,22

0,31

18,010

0,90

13

2016

1

1

оз.пш. зерно

1

6,16

0,31

11,570

0,58

14

2016

1

1

оз.пш. зерно

5

6,14

0,31

14,370

0,72

15

2016

1

1

оз.пш. зерно

7

6,20

0,31

15,030

0,75

16

2016

1

1

оз.пш. зерно

9

6,03

0,30

13,460

0,67

17

2016

0

1

оз.пш. зерно

1

6,15

0,31

10,557

0,53

18

2016

0

1

оз.пш. зерно

5

6,23

0,31

12,078

0,60

19

2016

0

1

оз.пш. зерно

7

6,27

0,31

11,053

0,55

20

2016

0

1

оз.пш. зерно

9

6,41

0,32

11,911

0,60

21

2013

1

2

оз.пш. зерно

1

6,18

0,31

10,856

0,54

22

2013

1

2

оз.пш. зерно

2

6,06

0,30

8,907

0,45

23

2013

1

2

оз.пш. зерно

7

7,86

0,39

12,955

0,65

24

2013

0

2

оз.пш. зерно

1

7,73

0,39

58,704

2,94

25

2013

0

2

оз.пш. зерно

2

7,57

0,38

16,453

0,82

26

2013

0

2

оз.пш. зерно

7

7,46

0,37

9,240

0,46

27

2016

1

2

мн.тр.

1

3,45

0,17

9,080

0,45

28

2016

1

2

мн.тр.

5

3,51

0,18

17,531

0,88

29

2016

1

2

мн.тр.

7

3,50

0,18

6,596

0,33

30

2016

0

2

мн.тр.

1

3,52

0,18

5,716

0,29

31

2016

0

2

мн.тр.

5

3,45

0,17

6,454

0,32

32

2016

0

2

мн.тр.

7

3,46

0,17

5,925

0,30

33

2013

0

1

мн.тр. злаки

6

3,48

0,17

6,524

0,33

34

2013

0

1

мн.тр. клевер

6

3,44

0,17

6,483

0,32

35

2013

0

1

мн.тр. злаки

7

3,40

0,17

6,671

0,33

36

2013

0

1

мн.тр. клевер

7

3,40

0,17

9,759

0,49

Результаты анализа показывают, что количество меди и цинка в растениях из урожая 2013, 2016 (для пшеницы озимой – и 2017) гг. варьируется для Zn – от 58,70 до 8, 91 в пшенице озимой, и от 17, 53 до 5, 71 в многолетних травах. Для Cu – от 7, 76 до 6, 03 в пшенице озимой и от 3, 52 до 3, 4 в многолетних травах. Причем в случае Zn это перекрывающие друг друга ряды вариаций, а в случае Cu – не перекрывающие. Следовательно, в среднем, накопление и Zn, и Cu в зерне пшеницы озимой в данных образцах существенно выше, чем в многолетних травах. При этом в случае Zn вариабельность содержания микроэлемента шире и включает перекрывающие (перекрещивающиеся) значения для разных видов продукции. 

При этом наиболее высокие значения по Zn  присущи образцам на делянках в зоне последействия минимальных доз удобрений или делянках контроля, то есть появление Zn может регулироваться иными причинами, чем последействие высоких доз удобрений.  

Наиболее высокие значения по накоплению Zn в пшенице озимой имеет второе поле, на котором в образце продукции 2013 г. (вариант № 1, контроль) встречается аномально высокое значение Zn в растительной продукции, остальные высокие значения (более 17 мг/кг) встречаются на делянках № 2, 9, 6 без актуального фона и на вариантах № 1, 5 с актуальным фоном внесения удобрений. Аномально высокое значения Zn в многолетних травах также имеет второй поле – вариант № 5, с актуальным фоном, 2016 г. Наименее низкое накопление Zn в продукции пшеницы озимой встречается на варианте № 2 второго поля с внесением удобрений, а также на варианте № 7 второго поля в 2013 году без фона внесения удобрений. Наиболее низкое накопление в многолетних травах встречается на вариантах  №№ 1, 7, 5 второго поля без актуального фона удобрений в 2016 г. Таким образом, можно сделать вывод, что в образцах растительной продукции одного урожая количество Zn в зависимости от делянки и последействия доз удобрений предшествующего опыта, а также наличия/отсутствия актуального фона удобрений, существенно варьируется.

Наиболее высокие значения Cu в растительной продукции появляются, как правило, совокупно с высокими значениями также и накопления Zn, характеризуют прежде всего второе поле или делянки с последействием высоких доз органо-минеральной системы удобрений (варианты № 9, 7, 5 поля № 1). Наименьшее накопление Cu происходит при наличии актуального минерального фона удобрений на делянках с последействием органических удобрений.

Для многолетних трав наиболее высокий уровень накопления Cu присущ второму полю и также продукции делянок с последействием высоких доз органо-минеральной системы удобрений, наиболее низкий показатель накопления  Cu дают делянки первого поля с последействием (без актуального фона) также высоких доз органо-минеральной системы удобрений. При этом различия в накоплении меди как пшеницей озимой, так и многолетними травами, в отличие от накопления Zn, невелики. 

Построим корреляционную матрицу, постаравшись выявить закономерности накопления Zn, Cu в растительном сырье в зависимости от агрохимических свойств почвы и форм Zn, Cu в ней.

Таблиц - 33. Корреляционная матрица: взаимосвязь агрохимических свойств почвы и Cu, Zn  в почве с Cu, Zn в сырье

Агрохимические показатели почвы,

формы Cu, Zn в почве

Cu в зерне

Zn в зерне

pH

0,021

0,311

Hr

0,156

-0,464

Гумус

-0,232

-0,234

P2O5 почвы

0,012

-0,083

K2O почвы

-0,068

-0,250

Cu валов.

-0,363

0,358

Cu – вытяж. 1n HNO3

-0,065

0,411

Cu – вытяж. AAБ 4, 8

0,028

-0,214

Cu – вытяж. 1% ЭДТА + ААБ

-0,208

0,285

Cu спец.сорб.

-0,072

0,433

Cu комплексн. (св.c ОВ)

-0,197

0,308

Zn валов.

0,134

0,378

Zn – вытяж. 1n HNO3

-0,285

0,387

Zn – вытяж. AAБ

0,105

0,100

Zn – вытяж. 1% ЭДТА + ААБ

-0,025

0,217

Zn спец. cорб.

-0,244

0,340

Zn комплексн. (св. с ОВ)

-0,052

0,213

Cu в зерне

1,000

0,014

Zn в зерне

0,014

1,000

Анализ не выявил значимых прямых зависимостей между Zn, Cu  в почве и в растительном сырье, однако прямые и обратные взаимосвязи существуют на уровне тенденций. Данный факт говорит, очевидно, о наличии большой группы факторов, определяющих механизм накопления Cu, Zn растениями.  

На примере Zn можно увидеть прямую тенденцию: с повышением pH накопление Zn растениями может увеличиваться, с повышением Hr – снижаться. Показатели Zn в продукции имеют тенденцию роста одновременно с ростом показателей валовых Cu, Zn в почве, а также с ростом подвижных форм Cu (комплексной – связанной с органическим веществом и специфически сорбированной формы), Zn (специфически сорбированной формы).

Проанализируем закономерности связи количества Cu, Zn в растительном сырье с качеством продукции на примере пшеницы озимой 2016 – 2017 гг.

Таблица - 34. Сопряженные растительные пробы: качество продукции и содержание Cu, Zn. Озимая пшеница (2016 – 2017 гг.)

Пшеница озимая, поле № 1 - 2, 2016 - 2017 гг. Качество продукции, Cu, Zn

Год

Поле

Вар.

фон с/у (1)/ б/у (0)

Урож.

Ур. сух. м.

Влага

Жир экс.

Жир гидр.

Белок

Кл-ка

Зола

Кр-л

Сахар

Cu

Zn

2016

1

1

0

31,3

29,92

9,08

2

2,66

8,51

1,61

1,49

58,46

2,4

6,15

10,56

2016

1

5

0

36,8

33,37

8,96

1,9

2,56

8,67

1,62

1,49

59,3

2,31

6,23

12,08

2016

1

7

0

34,7

29,84

9,11

1,92

2,59

8,68

1,56

1,48

57,99

2,62

6,27

11,05

2016

1

9

0

37,5

32,25

9,2

2,02

2,69

8,78

1,54

1,49

57,58

1,88

6,41

11,91

2016

1

1

1

49,6

42,66

9,2

1,89

2,58

9,41

1,51

1,5

56,48

2,56

6,16

11,57

2016

1

5

1

52,4

45,06

8,79

1,73

2,44

10,75

1,43

1,56

55,62

2,87

6,14

14,37

2016

1

7

1

52,5

45,15

8,6

1,61

2,33

11,35

1,04

1,49

56,13

2,99

6,20

15,03

2016

1

9

1

52,2

44,89

9,04

1,71

2,42

10,61

1,48

1,55

55,91

3,21

6,03

13,46

2017

2

1

0

36

30,96

8,69

1,83

2,61

12,51

2,1

1,89

56,71

4,14

6,23

16,55

2017

2

2

0

37,8

32,51

8,17

1,89

2,66

12,75

2,48

2,11

55,67

4,58

6,23

22,06

2017

2

5

0

46,1

39,65

8,08

1,87

2,64

12,87

2,14

1,96

57,45

4,26

6,14

14,61

2017

2

6

0

42,5

36,55

8,74

2,03

2,8

13,07

2,34

2,04

54,22

4,42

6,15

17,18

2017

2

7

0

46,3

39,82

8,49

2,09

2,86

13,84

2,44

2,09

54,21

4,61

6,13

13,77

2017

2

9

0

38,6

33,2

8,4

1,87

2,63

13,02

1,87

1,88

55,95

4,15

6,22

18,01

2017

2

1

1

47,3

40,68

8,48

1,48

2,21

12,35

1,24

1,57

57,81

3,93

6,08

19,35

2017

2

2

1

46,2

39,73

8,26

1,57

2,3

12,3

1,56

1,71

58,15

4,13

6,20

15,17

2017

2

5

1

52,3

44,98

7,91

1,6

2,33

12,59

1,47

1,75

58,62

4,33

6,23

18,20

2017

2

6

1

53,3

45,84

8,58

1,86

2,63

12,43

2,22

1,98

55,01

4,61

6,05

13,11

2017

2

7

1

50,4

43,34

8,71

1,86

2,63

13,43

2,36

2

53,01

4,38

6,23

15,91

2017

2

9

1

46,2

39,73

8,72

1,92

2,69

13,54

1,91

1,93

53,39

3,97

6,08

16,00

Объем выб

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

20

Средн

44,5

38,51

8,66

1,83

2,56

11,57

1,80

1,748

56,38

3,618

3,62

3,62

НСР

14,69

11,88

0,78

0,35

0,36

3,83

0,89

0,50

3,76

1,89

1,89

1,89

Дисп

49,41

32,32

0,14

0,03

0,03

3,37

0,18

0,057

3,23

0,817

0,01

8,96

Станд.  откл

7,03

5,69

0,37

0,17

0,17

1,83

0,43

0,238

1,80

0,904

0,09

2,99

Ош. средн.

1,57

1,27

0,08

0,04

0,04

0,41

0,10

0,053

0,40

0,20

0,02

0,67

Коэфф. вар.

15,8

14,76

4,32

9,04

6,67

15,85

23,73

13,6

3,19

24,99

2,40

82,75

Согласно данным корреляционного анализа Cu в растительном сырье (зерно пшеницы озимой) связан прямой зависимостью с показателями протеина, золы и «сахара» в зерне (соответственно коэффициенты корреляции – 0, 674; 0, 605; 0, 584). Ранее в исследовании уже было указано, что более высокие количества подвижных микроэлементов в почве поля № 2, а также их переход в сырье определяет, видимо, более высокое качество и класс получаемой на данном поле пшеницы озимой (даже без наличия актуального фона удобрений и без высоких значений органического вещества почвы). Продемонстрируем данную тенденцию на графиках.

График 18. Содержание белка (%) и Zn в зерне пшеницы озимой (2016-2017 гг.)

Прямая зависимость в зерне пшеницы озимой существует между показателями зольности и количеством Zn в сырье.

График 19. Зольность (%) и содержание Zn в зерне пшеницы озимой (2016-2017 гг.)

Повышение Zn в зерне вызывает и рост дисахаридов в сырье пщеницы озимой (по данным ИКС на данной выборке).

График 20. Содержание Zn и дисахаридов в зерне пшеницы озимой (2016-2017 гг.)

Проанализируем взаимосвязь количества Cu, Zn в растительной продукции в травах многолетних 2013 и 2016 гг. в связи с качеством продукции и урожайностью.

Таблица - 35. Многолетние травы. Качество продукции и содержание Cu, Zn в сырье (2013, 2016 гг.)

Многолетние травы: качество продукции и содержание меди и цинка (2013, 2016 гг.)

год

поле

вар.

фон  (с/у - 1; б/у - 0)

Влага

Прот.

Кл-ка

Зола

Кр-л

K2O

N

P2O5

Урож.

Ур.

с/в.

Cu

Zn

2013

1

6

1

10,17

16,03

22,77

7,7

22,57

4,5

3,55

0,71

72,8

62,56

3,46

6,50

2013

1

7

1

10,14

14,5

24,08

8

23,2

3,92

2,86

0,68

72,8

62,56

3,40

8,22

2016

2

1

1

10,36

17,47

24,36

7,4

24,34

3,15

3,17

0,58

73,8

63,47

3,45

9,08

2016

2

5

1

10,29

17,73

23,52

8,1

22,48

4,81

3,49

0,59

72,9

62,69

3,51

17,53

2016

2

7

1

10,37

16,79

25,18

7,1

25,81

4,84

3,51

0,61

76,6

65,88

3,50

6,59

2016

2

1

0

10,45

16,37

24,9

7,2

24,6

4,86

3,56

0,6

84,3

72,5

3,52

5,72

2016

2

5

0

10,22

18,11

22,07

8,9

23,13

4,77

3,38

0,59

94,8

81,53

3,45

6,45

2016

2

7

0

10,29

16,18

25,43

7,7

27,44

4,68

3,14

0,58

96,2

82,73

3,46

5,93

Средн

10,29

16,65

24,04

7,8

24,2

4,44

3,33

0,62

80,51

69,24

3,47

8,25

НСР

0,236

2,57

2,64

1,3

3,87

1,35

0,56

0,11

22,35

19,23

0,09

8,75

Приведем корреляционную матрицу с коэффициентами, указывающими на наличие прямых и обратных корреляций между значениями критериев.

Таблица – 36. Качество продукции,урожайность и микроэлементы в продукции

Крит-ий

Spearman Rank Order Correlations.  Отмеченные корреляции значимы при p < 0, 05

Влаж.

Прот.

Клетч.

Зола

Крахм.

K2O

N

P2O5

Урож.с/м

Cu тр.

Zn тр.

Влажн.

1,000

0,359

0,611

-0,755

0,539

0,599

0,491

-0,364

0,482

0,743

-0,216

Прот.

0,359

1,000

-0,286

0,238

-0,238

0,310

0,143

-0,554

0,395

0,167

0,214

Клетч.

0,611

-0,286

1,000

-0,786

0,905

0,214

-0,095

-0,301

0,431

0,429

-0,262

Зола

-0,755

0,238

-0,786

1,000

-0,738

-0,262

-0,357

-0,024

-0,180

-0,476

0,238

Крахм.

0,539

-0,238

0,905

-0,738

1,000

0,167

-0,143

-0,301

0,623

0,190

-0,500

K2O

0,599

0,310

0,214

-0,262

0,167

1,000

0,667

0,096

0,419

0,786

-0,405

N

0,491

0,143

-0,095

-0,357

-0,143

0,667

1,000

0,386

-0,024

0,690

-0,310

P2O5

-0,364

-0,554

-0,301

-0,024

-0,301

0,096

0,386

1,000

-0,642

-0,084

-0,024

Ур. с/м

0,482

0,395

0,431

-0,180

0,623

0,419

-0,024

-0,642

1,000

0,252

-0,647

Cu тр.

0,743

0,167

0,429

-0,477

0,190

0,786

0,690

-0,084

0,252

1,000

-0,214

Zn тр.

-0,216

0,214

-0,262

0,238

-0,500

-0,405

-0,310

-0,024

-0,647

-0,214

1,000

Прямая зависимость, согласно коэффициенту Спирмена, объединяет показатель содержания меди в сырье многолетних трав с влагой в продукции, K2O и N в продукции, тогда как количество цинка в растительном сырье многолетних трав связано обратной связью с урожайностью и количеством крахмала в продукции.

Покажем на графике взаимосвязь показателей крахмала и клетчатки в сырье многолетних трав (прямая зависимость).

График 21. Крахмал и клетчатка (%) в сырье многолетних трав (2013, 2016 гг.)

 Совокупно и однонаправленно меняются и связанными прямой зависимостью такие показатели качества сырья как крахмал, клетчатка и влажность продукции, а также урожайность. Обратная зависимость существует в сырье многолетних трав данной выборки  между количеством крахмала и зольностью.  Накопление K2O  в сырье происходит параллельно с увеличением ее влажности, ростом N и количества Cu в сырье. Количество протеина в сырье связано на данной выборке обратной зависимостью с количеством P2O5. Зольность сырья связана обратной зависимостью с количеством клетчатки, крахмала и влажностью продукции.

Покажем взаимосвязь Zn в растительном сырье многолетних трав с урожайностью (обратная зависимость) на графике.

График 22. Урожайность многолетних трав и содержание Zn в сырье (2013, 2016 гг.)

 Покажем на графике тенденцию к обратной зависимости показателей крахмала и Zn в сырье многолетних трав.

График 23. Крахмал (%) и Zn в сене многолетних трав (2013, 2016 гг.)

Покажем на графике совместный рост показателей влажности и количества Cu в сырье многолетних трав.

График 24. Показатель влажности (%) в сене многолетних трав и Сu в сыерье (2013, 2016 гг.)

Прямой зависимостью связаны также количество Cu и K2O в сырье многолетних трав.

Приведем корреляционную матрицу, демонстрирующую взаимосвязь показателей содержания и выноса Cu, Zn зерном пшеницы озимой.

Таблица - 37. Взаимосвязь урожайности, содержания Cu, Zn в сырье и выноса Zn,Cu сырьем. Коэффициент корреляции Спирмена

Показатель

Spearman Rank Order Correlations.  Отмеченные корреляции значимы при p < 0, 05

Урожайность

в пересчете на с/в

 

Cu раст

Cu вынос

Zn раст

Zn вынос

Урожайность в пересчете на сухое вещество

1,000

-0,539

0,979

0,116

0,604

Cu раст

-0,539

1,000

-0,440

0,015

-0,217

Cu вынос

0,979

-0,440

1,000

0,122

0,606

Zn раст

0,116

0,014

0,122

1,000

0,780

Zn вынос

0,604

-0,217

0,606

0,780

1,000

Прямая зависимость (высокий коэффициент корреляции) объединяет урожайность пшеницы озимой и вынос Cu, Zn в продукции. При этом с повышением урожайности растет не только вынос каждого из микроэлементов, но и показатели их выноса связаны между собой.

Zn в растениях и вынос Zn связаны прямой зависимостью.  Количество меди в продукции и вынос меди связаны обратной зависимостью.

Обсудим вынос ТМ в урожае многолетних трав. Построим корреляционную матрицу содержания и выноса Cu, Zn многолетними травами.

Таблица - 38. Взаимосвять урожайности, содержания Zn,Cu в многолетних травах и выноса Zn,Cu

Критерии

Spearman Rank Order Correlations.  Отмеченные корреляции значимы при p < 0, 05

Урожайность (сух.в-во)

Cu раст.

Cu вынос

Zn раст.

Zn вынос

Урожайность в пересчете на сухое вещество

1,000

0,252

0,970

-0,647

0,000

Cu в раст.прод.(мг/кг)

0,252

1,000

0,381

-0,214

-0,238

Cu вынос (гр/га)

0,970

0,381

1,000

-0,643

-0,024

Zn в раст. прод. (мг/кг)

-0,647

-0,214

-0,643

1,000

0,667

Zn вынос (гр/га)

0,000

-0,238

-0,024

0,667

1,000

Высокий коэффициент корреляции связывает урожайность многолетних трав в пересчете на сухое вещество и показатели выноса меди продукцией (сено).

Таблица - 39. Корреляционная матрица «Коэффициенты корреляции между выносом меди и цинка и урожайностью пшеницы озимой, 2016 -2017 гг)

Значение

Spearman Rank Order Correlations.  Отмеченные корреляции значимы при p < 0, 05

Урожайность

Урож.с/в

Cu раст

Cu вынос

Zn раст

Zn вынос

Урожайность

1,000

0,989

-0,516

0,971

0,156

0,633

Урож с/в

0,990

1,000

-0,539

0,979

0,116

0,604

Cu раст

-0,516

-0,539

1,000

-0,440

0,014

-0,217

Cu вынос

0,971

0,979

-0,440

1,000

0,122

0,606

Zn раст

0,156

0,116

0,014

0,123

1,000

0,780

Zn вынос

0,633

0,604

-0,217

0,606

0,780

1,000

График 25. Вынос меди и цинка (г/га) при росте урожайности пшеницы озимой (2016-2017 гг.)

График 26. Вынос меди  (г/га) при росте урожайности пшеницы озимой (2016-2017 гг.)

График 27. Вынос цинка (г/га)  при росте урожайности пшеницы озимой (2016-2017 гг.)

График 28. Вынос цинка (г/га)  при росте урожайности пшеницы озимой (2016-2017 гг.)

Проследим корреляцию между содержанием форм Cu, Zn в почве, в растительной продукции и выносом Cu, Zn растительной продукцией в пшенице озимой.

Продемонстрируем корреляционную матрицу для фиксации статистически значимых взаимосвязей между показателями указанных выше форм Cu, Zn в почве и растениях и их выносом растениями, а также урожайностью культуры.

Таблица - 40. Взаимосвязь показателей форм Cu и Zn в почве (мг/кг), растениях (мг/кг), выноса Cu и Zn (г/га)

Крит-й.

Spearman Rank Order Correlations.  Отмеченные корреляции значимы при p < 0, 05

Cu вал

Cu 1nHNO3

Cu AAБ

Cu ЭДТА

Cu спец.с.

Cu компл.

Zn вал.

Zn 1nHNO3

Zn AAБ

Zn ЭДТА

Zn спец.с.

Zn компл.

Урож.с/в

Вынос Cu

Cu зерно

Вынос Zn

Zn зерно

Cu вал.

1,000

0,315

0,096

0,3808

0,330

0,377

0,646

0,423

0,582

0,441

0,225

0,362

0,227

0,272

-0,363

0,358

0,358

Cu 1nHNO3

0,315

1,000

0,347

-0,072

0,996

-0,064

0,541

0,683

0,249

0,090

0,678

0,036

-0,041

-0,061

-0,065

0,169

0,411

Cu AAБ

0,096

0,347

1,000

-0,089

0,309

-0,115

0,038

0,276

0,041

-0,073

0,217

-0,105

0,238

0,247

0,028

0,008

-0,214

Cu ЭДТА

0,380

-0,0716

-0,089

1,000

-0,052

0,998

0,064

0,173

0,135

0,898

0,027

0,932

0,152

0,168

-0,208

0,216

0,285

Cu спец.с.

0,330

0,996

0,309

-0,052

1,000

-0,042

0,568

0,714

0,259

0,116

0,713

0,058

-0,051

-0,068

-0,072

0,177

0,433

Cu компл.

0,377

-0,064

-0,115

0,998

-0,042

1,000

0,084

0,189

0,143

0,897

0,045

0,930

0,126

0,141

-0,197

0,226

0,308

Zn вал.

0,646

0,541

0,038

0,064

0,568

0,084

1,000

0,432

0,442

0,258

0,385

0,205

-0,233

-0,119

0,134

0,152

0,378

Zn 1nHNO3

0,423

0,683

0,276

0,173

0,714

0,189

0,432

1,000

0,302

0,313

0,942

0,241

-0,026

-0,054

-0,285

0,163

0,387

Zn AAБ

0,582

0,249

0,041

0,135

0,259

0,143

0,442

0,302

1,000

0,315

0,042

0,170

-0,257

-0,230

0,105

-0,032

0,100

Zn ЭДТА

0,441

0,090

-0,073

0,898

0,116

0,897

0,258

0,3129

0,315

1,000

0,164

0,968

-0,152

-0,112

-0,025

-0,044

0,217

Zn спец.с.

0,225

0,678

0,217

0,027

0,713

0,045

0,384

0,942

0,042

0,164

1,000

0,137

-0,024

-0,053

-0,244

0,104

0,340

Zn компл.

0,362

0,036

-0,105

0,932

0,060

0,930

0,205

0,241

0,170

0,96

0,137

1,000

-0,062

-0,024

-0,052

-0,015

0,213

Урож.с/в

0,227

-0,041

0,238

0,152

-0,051

0,126

-0,233

-0,026

-0,257

-0,152

-0,024

-0,06

1,000

0,979

-0,539

0,604

0,116

Вынос Cu

0,272

-0,061

0,247

0,168

-0,068

0,141

-0,119

-0,054

-0,229

-0,112

-0,053

-0,024

0,979

1,000

-0,440

0,606

0,122

Cu зерно

-0,363

-0,065

0,028

-0,208

-0,072

-0,197

0,134

-0,285

0,105

-0,025

-0,244

-0,052

-0,539

-0,440

1,000

-0,217

0,014

Вынос Zn

0,358

0,169

0,008

0,216

0,177

0,226

0,152

0,163

-0,0317

-0,044

0,104

-0,015

0,604

0,606

-0,217

1,000

0,780

Zn зерно

0,358

0,411

-0,214

0,285

0,433

0,308

0,378

0,387

0,100

0,217

0,340

0,213

0,116

0,122

0,014

0,780

1,000

Рассмотрим график, на котором соотнесены сведения об изменении по годам опыта Cu валовой, непрочно связанных с почвой форм Cu (обменной, специфически сорбированной, комплексной – связанной с органическим веществом), содержанием Cu в растительной продукции и выносом Cu растительной продукцией.

График 29. Взаимосвязь форм меди в почве, растениях (мг/кг) и выноса меди продукцией (г/га)

График указывает, что вынос меди с продукцией растет (на фоне роста валовой меди) одновременно с увеличением в почве подвижных комплексных форм меди, связанных с органическим вещесством. Показатели меди в зерне оказываются стабильными на фоне роста валовой меди в почве, специфически сорбированные соединения подвижной меди растут в почве при увеличении валовой меди в почве, но несущественно.  Рассмотрим взаимовлияния содержания цинка в почве, растениях и выноса цинка растительной           продукцией.

График 30. Взаимосвязь форм цинка в почве, растениях (мг/кг) и выноса меди продукцией (г/га)

График демонстрирует наглядно, что вынос Zn продукцией растет более активно на фоне роста валового содержания Zn в почве, чем  происходит рост разных форм из группы непрочно связанной с почвой соединений Zn или содержание Zn в растениях. То есть вынос Zn продукцией более зависит от общих значений валового содержания Zn в почве, чем формы Zn в почве и растениях.

Иная зависимость по вынусу тяжелых металлов была обнарена нами при обсуждении выноса Cu, Zn многолетними травами.

Таблица - 41. Корреляционная матрица «Коэффициенты корреляции между выносом меди и цинка и урожайностью многолетних трав»

Значение

Spearman Rank Order Correlations.  Отмеченные корреляции значимы при p < 0, 05

Урожайность

Урожайность с/в

Cu раст

Cu вынос

Zn раст

Zn вынос

Урожайность

1,000

1,000

0,252

0,970

-0,647

0,000

Урож. с/в

1,000

1,000

0,252

0,970

-0,647

0,000

Cu раст

0,252

0,252

1,000

0,381

-0,214

-0,238

Cu  вынос

0,970

0,970

0,381

1,000

-0,643

-0,024

Zn раст

-0,647

-0,647

-0,214

-0,643

1,000

0,667

Zn вынос

0,000

0,000

-0,238

-0,024

0,667

1,000

График 31. Вынос меди и цинка (г/га) при росте урожайности многолетних трав  (2013, 2016 гг.)

 График 32. Вынос меди  (г/га) при росте урожайности многолетних трав  (2013, 2016 гг.)

Рассмотрим корреляционную матрицу всех показателей качества продукции по многолетним травам, включая урожайность, в связи с выносом Cu, Zn растительной продукцией.

Таблица 42. Корреляционная матрица: Многолетние травы (качество продукции, урожайность, Cu, Zn) 

Крит.

Spearman Rank Order Correlations.  Отмеченные корреляции значимы при p < 0, 05

Влаж

Прот

Клетч

Зола

Крахм

K2O

N

P2O5

Урож

Ур.с/в

Cu вынос

Cu в раст

Zn вынос

Zn в раст

Влаж.

1,00

0,359

0,611

-0,755

0,540

0,599

0,491

-0,364

0,482

0,482

0,455

0,743

-0,096

-0,216

Прот.

0,359

1,000

-0,286

0,238

-0,238

0,310

0,143

-0,554

0,395

0,395

0,429

0,167

0,619

0,214

Клетч.

0,611

-0,286

1,000

-0,786

0,905

0,214

-0,095

-0,301

0,431

0,431

0,357

0,429

-0,238

-0,262

Зола

-0,755

0,238

-0,786

1,000

-0,738

-0,262

-0,357

-0,025

-0,180

-0,180

-0,095

-0,476

0,500

0,238

Крахм.

0,539

-0,238

0,905

-0,738

1,000

0,167

-0,143

-0,301

0,623

0,623

0,500

0,190

-0,333

-0,500

K2O

0,599

0,310

0,214

-0,262

0,167

1,000

0,667

0,096

0,419

0,419

0,548

0,786

-0,262

-0,405

N

0,491

0,143

-0,095

-0,357

-0,143

0,667

1,00

0,386

-0,024

-0,024

0,095

0,690

-0,548

-0,310

P2O5

-0,364

-0,554

-0,301

-0,024

-0,301

0,096

0,386

1,000

-0,642

-0,642

-0,578

-0,084

-0,615

-0,024

Урож.

0,482

0,395

0,431

-0,180

0,623

0,419

-0,024

-0,642

1,000

1,000

0,970

0,252

0,000

-0,647

Урож.с/в

0,483

0,395

0,431

-0,180

0,623

0,419

-0,024

-0,642

1,000

1,000

0,970

0,252

0,000

-0,647

Cu вынос

0,455

0,429

0,357

-0,095

0,500

0,548

0,095

-0,578

0,970

0,970

1,000

0,381

-0,024

-0,643

Cu в раст

0,743

0,167

0,429

-0,476

0,190

0,786

0,690

-0,084

0,252

0,252

0,381

1,000

-0,238

-0,214

Zn вынос

-0,096

0,619

-0,238

0,500

-0,333

-0,262

-0,548

-0,615

0,000

0,000

-0,024

-0,238

1,000

0,667

Zn в раст

-0,216

0,214

-0,262

0,238

-0,500

-0,405

-0,310

-0,024

-0,647

-0,647

-0,643

-0,214

0,667

1,000

Помимо выявленных ранее закономерностей, имеющих согласно данной матрице статистическое подтверждение (сильный связи выделены красным шрифтом), можно отметить корреляцию между выносом меди и ростом урожайности, а также количеством крахмала и калия в продукции. Вынос цинка не имеет связи с урожайностью, но связан прямой корреляцией с количеством протеина и зольностью в продукции. Обратная связь существует между выносом меди и содержанием подвижного фосфора и цинка в продукции, а также между выносом цинка и содержанием азота и подвижного фосфора в продукции.

Выводы

Таким образом, в процессе исследования было отмечено, что агрохимические показатели почвы в последействии меняются в разных вариантах опыта (частях делянок) неоднородно. Есть группа показателей, которые с течением времени изменяются на всех вариантах опыта и обнаруживают общую тенденцию изменения характеристик почвы (pH, Hr). Иная группа показателей агрохимических свойств остается устойчиво стабильной (гумус) и может зависеть в большей степени также и  от характера севооборота.

Существует группа показателей (P2O5, K2O в почве), изменяющаяся при окончании внесения удобрений на разных вариантах (делянках) опыта по-разному в зависимости от дозы последействия, при этом показатели возобновляются при возобновлении в опыте СШ 5 М модели интенсивного внесения удобрения на частях делянок (вариантах).

В случае с формами тяжелых металлов в почве их поступление оказывается неоднородным в зависимости от изучаемых доз последействия, может различаться на делянках с существовавшей ранее органической и органо-минеральной системой удобрения. Также количество меди и цинка в почве (прежде всего цинка) зависит от собственных свойств почвы опытного поля (различия между полями 1 и 2 при наличии одинаковой модели опыта, обусловленное территориальными и почвенными свойствами поля).

С течением времени формы меди и цинка в почве имеют тенденцию к переходу в подвижные, непрочно сорбированные формы, в случае с медью данная тенденция оказывается более выраженной (переход в подвижные, непрочно сорбированные формы может доходить почти до 100 %). В случае для Cu в почве в обменной форме значения для дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы рассматриваемых опытных полей оказываются низкими, что может быть связано как с погрешностями методики, так и с общей особенностью почвы.

Сu, Zn, как показал статистический анализ, накапливаются в почве как в валовой, так и в подвижных (специфически сорбированной и комплексной формах) совместно – между их накоплением выявлена прямая корреляция с высоким коэффициентом. Это свидетельствует о том, что в том числе данные элементы поступают в почву из одного источника (кроме случая с Zn на поле № 2). 

С подкислением почвы в ней растет количество непрочно сорбированной меди и цинка, связывающихся с оксидами и гидроксидами металлов (специфически сорбированные формы cu, Zn), подвижных форм, но из-за подкисления почвы недоступных растениям.

Однако с течением времени из числа увеличивающихся более, чем вдвое в среднем по разным вариантам опыта подвижных форм меди и цинка в почве (варианты опыта без внесения удобрений в опыте СШ 5 М в 2010- е гг.) приоритет получают комплексные форм (медь и цинк, связанные с органическим веществом), доступные растениям. Более высокие показатели микроэлементного состава как почвы, так и растительной продукции, дает поле № 2.

Cu и Zn по-разному усваиваются растениями. Так, удалось зафиксировать большую вариабельность результатов выноса Zn растениями и его большую прямую корреляцию в растительном сырье (зерне пшенице озимой, многолетних травах) с качеством продукции. Растительное сырье – зерно и сено многолетних трав по-разному, с разной интенсивностью  накапливает  медь и цинк. Зерно способно к большему (в том числе аномальному) накоплению данных микроэлементов, чем сено многолетних трав, прежде всего цинка.

Медь и цинк при наличии в почвах в подвижной форме и при переходе в растения статистически значимо влияют на качество продукции, - такие показатели, как протеин, зольность, сахар. Прямые корреляции удалось обнаружить на примере влияния на продукцию как микроэлемента цинка. Cu повышает количество протеина, Zn в нужных концентрациях способен повысить классность зерна пшеницы (с 3-го до 2-го класса), почти вдвое повысить содержание дисахаридов  в продукции.

Между показателями крахмала и Cu, Zn как в продукции, так и в  почве, существует обратная зависимость.

Обратная зависимость может прослеживаться в случае влияния данных микроэлементов в почве в подвижной форме и в сырье на показатель влаги в  продукции (зерно). 

В сырье многолетних трав микроэлементы, помимо сказанного, влияют на количество K2O и азота.

Между урожайностью продукции и количеством подвижных микроэлементов Zn, Cu в почве может существовать не ярко выраженная прямая зависимость, а в случае накопления микроэлемента в растении – также  обратная (случай Cu в сырье и урожай пшеницы озимой).

Качество продукции растет при более высоких показателях подвижных Cu, Zn в почве, при повышении показателей гумуса, росте pH и снижении гидролитической кислотности.

Из частей делянок с интенсивной и экстенсивной системой внесения удобрений в опыте СШ 5 М прослеживаются более высокие показатели урожайности на вариантах с актуальным фоном внесения удобрений, более высокие показатели качества продукции – на вариантах с последействием высоких доз органо-минеральной и органической  системы удобрений опыта СШ 5 и на вариантах с более высоким содержанием подвижных Cu, Zn.

Рекомендации

Нужно отметить, что опыт СШ 5 существовал с 1964 по начало 1990-х гг. За это время были накоплены образцы почвы и статистические данные, в том числе подробные отчеты по вегетационному периоду и состоянию почв, внесению удобрений. С 1992 года на опытных полях № 1 – 3 изучалось последействие доз удобрений, вносившихся в 1960 – 1992-е гг. Имеются все образцы почв поделяночно с трех полей с 1980-х гг. Но. как и для опыта СШ 5, так и для изучения последействия в случае отобранных образцов, не всегда есть возможность в силу ограниченности финансирования соблюсти условия хранения, вся почва предшествующих лет хранится в бумажных негерметичных пакетах, более новые образцы – в полиэтиленовых пакетах. Часть образцов утрачена в силу пожара. Образцы утрачиваются и теряют ценность для анализа, в силу нарушений правил хранения и отсутствия идентификации.

Образцы растительного сырья ранее 2013 года в большинстве своем утрачены в силу естественных причин и отсутствия в силу ограниченного финансирования условий и оборудования для соблюдения правил хранения в укупоренной посуде. Полностью отсутствуют, в том числе в силу отсутствия условий для хранения архивные образцы соломы ячменя и пшеницы озимой опыта СШ 5 М (2011 - 2018 гг.).

Длительный опыт СШ 5, годы изучения последействия (1992 – 2011 гг.)  и оставшиеся образцы почвы требуют тщательного хранения (с соблюдением правил упаковки и температурного и влажностного режима) и изучения.

Требуется сплошной анализ имеющихся образцов на современном лабораторном оборудовании и описание результатов для выявления динамики трансформации почвы, который сохранит данные этого опыта даже в случае полной утраты образцов. Требуется оцифровка ежегодных рукописных отчетов Отдела длительных опытов для последующего более эффективного использования в исследованиях.

Для образцов опыта СШ 5 М (2011 – 2018 гг.) требуется создать условия хранения, описание показателей на современном лабораторном оборудовании и помощь сотрудникам Отдела длительных опытов в их отборе, обработке, укупорке и систематизации. Необходимо проводить сплошной отбор образцов поделяночно, в случае зерновых – необходим отбор и сохранение в надлежащих условиях образцов соломы (которая на данный момент в архиве отдела отсутствует).

Так как опыт СШ 5 М предусматривает также и активные фоны с удобрениями на разделенных пополам делянках опыта СШ 5 на органо-минеральной (пятилетний севооборот: пшеница озимая, ячмень, многолетние травы (3 года)) и на  минеральной (бессменная кукуруза)    частях поля, необходимо обеспечивать опытные поля необходимым количеством удобрений одного типа и полный учет их внесения.

References
1. Aliev A.M., Samoilov L.N., Tsimbalist N.I. Effektivnost' kompleksnogo primeneniya sredstv khimizatsii v nechernozemnoi zone (itogi 55 let issledovanii v dlitel'nom polevom opyte)// Agrokhimiya. 2016. № 2, s. 20-30.
2. Aref'eva V.A. Metody statisticheskogo obobshcheniya pokazatelei urozhainosti v agronomii po dannym dlitel'nogo polevogo opyta Rossiiskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta-MSKhA imeni K.A. Timiryazeva// Realizatsiya metodologicheskikh i metodicheskikh idei professora B.A. Dospekhova v sovershenstvovanii adaptivno-landshaftnykh sistem zemledeliya Materialy Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii. Kollektivnaya monografiya. V 2-kh tomakh. – M., 2017. S. 79-85.
3. Bakina L.G., Nebol'sin A.N., Nebol'sina Z.P. Izmenenie soderzhaniya i sostava gumusa dernovo-podzolistoi legkosuglinistoi pochvy v dlitel'nom polevom opyte po izvestkovaniyu// Pochvovedenie. 2011. № 5. S. 572-581.
4. Bakina L.G., Nebol'sina Z.P. Izmenenie sostava gumusa dernovo-podzolistoi pochvy v dlitel'nom polevom opyte// Razvitie i vnedrenie sovremennykh tekhnologii i sistem vedeniya sel'skogo khozyaistva, obespechivayushchikh ekologicheskuyu bezopasnost' okruzhayushchei sredy materialy Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, posvyashchennoi 100-letiyu Permskogo NIISKh: v 3 tomakh. – Perm', 2013. S. 41-49.
5. Belichenko M.V., Rukhovich O.V., Romanenkov V.A.Ispol'zovanie rezul'tatov dlitel'nykh polevykh opytov s udobreniyami dlya razrabotki strategii obespecheniya stabil'nykh urozhaev// 75 let Geograficheskoi seti opytov s udobreniyami Materialy Vserossiiskogo soveshchaniya nauchnykh uchrezhdenii-uchastnikov Geograficheskoi seti opytov s udobreniyami.-M., 2016. S. 23-27.
6. Bizhoeva T.P., Bizhoev R.V. Ispol'zovanie rezul'tatov dlitel'nykh polevykh opytov s udobreniyami dlya razrabotki strategii polucheniya urozhaev sel'skokhozyaistvennykh kul'tur i sokhraneniya i vosproizvodstva plodorodiya chernozema obyknovennogo karbonatnogo stepnoi zony Tsentral'nogo Predkavkaz'ya// Ustoichivoe razvitie: problemy, kontseptsii, modeli. Materialy Vserossiiskoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem, posvyashchennoi 75-letiyu predsedatelya FGBNU «Federal'nyi nauchnyi tsentr «Kabardino-Balkarskii nauchnyi tsentr Rossiiskoi akademii nauk», doktora tekhnicheskikh nauk, professora P.M. Ivanova. – Nal'chik, 2017. S. 280-284.
7. Boinchan B.P. Vliyanie predshestvennikov, sortov, udobrenii i sevooborota na urozhainost' ozimoi pshenitsy v dlitel'nykh polevykh opytakh (50 let) v severnoi stepnoi zone Respubliki Moldova// Izvestiya Timiryazevskoi sel'skokhozyaistvennoi akademii. 2012. № 3. S. 115-126.
8. Varlamov V.A., Aliev A.M., Kirpichnikov N.A., Vaulin A.V., Vaulina G.I.Regulirovanie plodorodiya dernovo-podzolistykh suglinistykh pochv v dlitel'nykh polevykh opytakh TsOS VNIIA// Innovatsionnye resheniya regulirovaniya plodorodiya pochv sel'skokhozyaistvennykh ugodii (K 80-letiyu VNIIA). Pod redaktsiei akademika RASKhN V.G. Sycheva; Rossiiskaya akademiya sel'skokhozyaistvennykh nauk, Vserossiiskii nauchno-issledovatel'skii institut agrokhimii imeni D.N. Pryanishnikova. Moskva, 2011. S. 144-160.
9. Volosenkova I. A. Vliyanie dlitel'nogo primeneniya mineral'nykh udobrenii na produktivnost' kul'tur i agroekologicheskoe sostoyanie svetlo-seroi lesnoi pochvy. Dissertatsiya... kandidata sel'skokhozyaistvennykh nauk.-Nizhnii Novgorod, 2004.-160 s.
10. Vostrukhin N.P. Dlitel'nye statsionarnye polevye opyty-neot''emlemaya sostavlyayushchaya fundamental'no-prikladnykh issledovanii v zemledelii// Vestsі Natsyyanal'nai akademіі navuk Belarusі. Seryya agrarnykh navuk. 2014. № 4. S. 38-45.
11. Gomonova N.F. Ekologo-agrokhimicheskie funktsii udobrenii pri ikh dlitel'nom primenenii (50 let) v agrotsenoze na dernovo-podzolistoi pochve. Avtoreferat dis. ... doktora biologicheskikh nauk-Moskva, 2010.-48 s.
12. Gomonova N.F. Ekologo-agrokhimicheskie funktsii udobrenii pri ikh dlitel'nom primenenii (50 let) v agrotsenoze na dernovo-podzolistoi pochve. Dissertatsiya ... doktora biologicheskikh nauk.-Moskva, 2010.-277 s.
13. Gritsevich Yu.G., Ignatov V.G., Sidorenkova N.K., Litvinskii V.A., Muravin E.A., Chernikov V.A.Osnovnye rezul'taty dlitel'nogo (s 1931 g.) Polevogo opyta D.N. Pryanishnikova na DAOS// Agrokhimicheskii vestnik. 2012. № 6. S. 30-33.
14. Dil'mukhametova I.K., Dil'mukhametova L.K., Kirpichnikov N.A., Morachevskaya E.V., Egorov V.S. Vliyanie dlitel'nogo primeneniya mineral'nykh udobrenii i izvestkovaniya na agrokhimicheskie svoistva dernovo-podzolistoi tyazhelosuglinistoi pochvy// Problemy agrokhimii i ekologii. – 2017.-№ 1.-S. 36-42.
15. Dinyakova S.V., Ageev V.V. Statisticheskaya obrabotka eksperimental'nykh dannykh dlitel'nykh polevykh opytov i matematicheskoe modelirovanie// V sbornike: Zemel'nye resursy: sostoyanie i perspektivy ispol'zovaniya sbornik nauchnykh trudov po materialam Mezhregional'noi konferentsii. otvetstvennyi redaktor: P. V. Klyushin.-Stavropol', 2006. S. 45-61.
16. Egorov V. S. Agroekologicheskaya otsenka deistviya i posledeistviya raznykh sistem udobreniya v agrotsenozakh na dernovo-podzolistykh pochvakh. Dissertatsiya... doktora biologicheskikh nauk.-Moskva, 2006.-450 s.
17. Zav'yalova N.E. Issledovanie fraktsionno-gruppovogo sostava gumusa dernovo-podzolistoi tyazhelosuglinistoi pochvy dlitel'nogo polevogo opyta// Teoreticheskie i tekhnologicheskie osnovy vosproizvodstva plodorodiya pochv i urozhainost' sel'skokhozyaistvennykh kul'tur Materialy Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii. Rossiiskii gosudarstvennyi agrarnyi universitet-MSKhA im. K.A. Timiryazeva. Moskva, 2012. S. 172-180.
18. Karabutov A.P., Uvarov G.I. Rezhim kaliya chernozema tipichnogo v dlitel'nom polevom opyte s ispytaniem agropriemov// Aktual'nye problemy pochvovedeniya, ekologii i zemledeliya Sbornik dokladov nauchno-prakticheskoi konferentsii Kurskogo otdeleniya MOO "Obshchestvo pochvovedov im. V.V. Dokuchaeva". – Kursk, 2014. S. 60-65.
19. Karpova E. A. Ekologo-agrokhimicheskie aspekty dlitel'nogo primeneniya udobrenii: Sostoyanie tyazhelykh metallov v agroekosistemakh: sostoyanie tyazhelykh metallov v agroekosistemakh. Diss... d-ra biol. n. – M., 2006.-341 s.
20. Karpova S. Yu. Vliyanie dlitel'nogo vneseniya udobrenii na soderzhanie mikroelementov i tyazhelykh metallov v dernovo-podzolistoi pochve v l'nyanom sevooborote. Dissertatsiya ... kandidata biologicheskikh nauk-Moskva, 2000.-165 s.
21. Kinzhaev R. R. Vliyanie dlitel'nogo primeneniya udobrenii na sostoyanie biogennykh i toksichnykh elementov v agrotsenoze na dernovo-podzolistoi pochve : avtoreferat dis. ... kandidata biologicheskikh nauk : 06.01.04 / Mosk. gos. un-t im. M.V. Lomonosova.-Moskva, 2004.-25 s.
22. Kirpichnikov N.A. Tekhnologicheskie priemy povysheniya effektivnosti fosfornykh udobrenii na dernovo-podzolistykh pochvakh Tsentral'nogo Nechernozem'ya (po dannym dlitel'nykh polevykh opytov)// Agrokhimiya. 2018. № 1. S. 61-71.
23. Kiryushin B.D., Zainab A.M., Zolotarev M.A., Labunskii V.I. Otsenka dlitel'nogo primeneniya udobreniya i izvestkovaniya pochvy metodom rasshchepleniya delyanok polevogo opyta v bessmennykh posevakh l'na// Izvestiya Timiryazevskoi sel'skokhozyaistvennoi akademii. 2008. № 1. S. 20-30.
24. Kozlovskaya I.F. Vliyanie estestvennykh i agrogennykh faktorov na svoistva dernovo-podzolistoi tyazhelosuglinistoi pochvy v usloviyakh dlitel'nogo polevogo opyta. Avtoreferat dis. ... kandidata biologicheskikh nauk. – Moskva, 1991. 18 s.
25. Kosolapova A.I. Perspektivy ispol'zovaniya dlitel'nykh polevykh statsionarnykh opytov dlya resheniya sovremennykh problem v APK// Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka. 2008. № 11. S. 25-28.
26. Kubat Ya., Lipavski Ya. Balans organicheskogo veshchestva v dlitel'nykh polevykh opytakh na territorii Cheshskoi Respubliki// Agrokhimiya. 2011. № 12. S. 64-70.
27. Lapa V.V., Ivakhnenko N.N.Produktivnost' sevooborotov, balans elementov pitaniya i izmenenie plodorodiya dernovo-podzolistoi supeschanoi pochvy pri dlitel'nom primenenii udobrenii// Plodorodie. 2014. № 5 (80). S. 5-8.
28. Litvinskii V. A. Agrokhimicheskie svoistva i agroekologicheskoe sostoyanie dernovo-podzolistoi pochvy posle dlitel'nogo (s 1931 goda) primeneniya udobrenii v polevom opyte D.N. Pryanishnikova № 2 na DAOS. Dissertatsiya ... kandidata biologicheskikh nauk.-Moskva, 2017.-139 s.
29. Litvinskii V.A. Izuchenie svoistv dernovo-podzolistoi pochvy i khimicheskogo sostava rastenii v dlitel'nom polevom opyte// Agrokhimicheskii vestnik. 2010. № 3. S. 30-32.
30. Makarikova R.P., Naumova N.B., Savenkov O.A., Ankudovich Yu.N., Vervain O.D. Izmenenie soderzhaniya kislotorastvorimoi formy elementov v agrodernovo-podzolistoi pochve pri vnesenii udobrenii v dlitel'nom polevom opyte s sevooborotom// Problemy agrokhimii i ekologii. 2013. № 1. S. 16-21.
31. Masyutenko N.P., Kogut B.M., Romanenkov V.A., Belichenko M.V., Kuvaeva Yu.V., Markina L.G., Lazarev V.I., Ryzhkov O.V., Frid A.S. Dinamika soderzhaniya organicheskogo ugleroda v dlitel'nykh polevykh opytakh na tipichnom chernozeme i ee modelirovanie// Dinamika organicheskogo veshchestva pochvy v dlitel'nykh polevykh opytakh i ee modelirovanie Materialy Mezhdunarodnogo nauchnogo simpoziuma; red.kollegiya: B.M. Kogut, N.P. Masyutenko, V.A. Romanenkov; otv. za vypusk: N.P. Masyutenko, M.Yu. Degteva; Komp'yuternaya verstka: V.V. Oleshitskii. – M., 2010. S. 4-6.
32. Mineev V.G., Edemskaya N.L., Karpova E.A.Osobennosti dinamiki soedinenii medi v agrotsenozakh na dernovo-podzolistykh pochvakh pri dlitel'nom primenenii udobrenii// Problemy agrokhimii i ekologii. 2015. № 4. S. 3-19.
33. Nebytov V.G., Borovlev A.A. Osnovnye itogi issledovanii v dlitel'nykh statsionarnykh polevykh opytakh// 110 let Shatilovskoi sel'skokhozyaistvennoi opytnoi stantsii 1896-2006 Sbornik nauchno-issledovatel'skikh rabot; redkollegiya: A.A.Borovlev, V.G.Nebytov, A.D.Zadorin, N.V.Gryadunova, T.S.Naumkina, V.S.Sidorenko, I.V.Kondykov.-Orel, 2006. S. 24-43.
34. Nebytov V.G., Kolomeichenko V.V. Prostranstvennoe var'irovanie svoistv vyshchelochennogo chernozema i urozhaya zernovykh kul'tur v usloviyakh dlitel'nykh statsionarnykh polevykh opytov// Aktual'ni problemi gumanitarnikh ta prirodnichikh nauk 2016. S. 75-77.
35. Nikitina L.V. Deistvie i posledeistvie raznykh sistem udobreniya v dlitel'nom polevom opyte na kaliinyi rezhim suglinistoi pochvy// Plodorodie. 2015. № 6 (87). S. 5-7.
36. Nosovskaya I. I. Vliyanie dlitel'nogo primeneniya udobrenii na soderzhanie i khozyaistvennyi balans mikroelementov i tyazhelykh metallov v sisteme pochva-udobreniya-rasteniya: Dissertatsiya ... kandidata biologicheskikh nauk : 06.01.04.-Moskva, 2001.-173 s.
37. Osman'yan R.G. Vliyanie razlichnykh variantov sel'skokhozyaistvennogo ispol'zovaniya na soderzhanie kobal'ta v pochvakh dlitel'nykh polevykh opytov [vliyanie sistem udobreniya]// Ekologicheskaya bezopasnost' v APK. Referativnyi zhurnal. 2010. № 2. S. 355.
38. Pakshina S.M., Shokhova T.A.Migratsionnye poteri kaliya, ammoniya, nitratov i fosfatov iz pakhotnogo sloya seroi lesnoi legkosuglinistoi pochvy v dlitel'nom polevom opyte// Agrokhimiya. 2011. № 9. S. 14-18.
39. Paramonov A.V., Pas'ko S.V. Vliyanie sistematicheskogo primeneniya udobrenii na plodorodie pochvy v dlitel'nom statsionarnom polevom opyte// 75 let Geograficheskoi seti opytov s udobreniyami Materialy Vserossiiskogo soveshchaniya nauchnykh uchrezhdenii-uchastnikov Geograficheskoi seti opytov s udobreniyami. M., 2016. S. 204-209.
40. Polivtsev N. F. Dinamika posledeistviya primeneniya udobrenii na urozhainost' sel'skokhozyaistvennykh kul'tur i agrokhimicheskie svoistva dernovo-podzolistoi pochvy. Dissertatsiya ... kandidata sel'skokhozyaistvennykh nauk.-Moskva, 2001.-126 s.
41. Polton P. Nauchnaya tsennost' dlitel'nykh polevykh opytov// Izvestiya Timiryazevskoi sel'skokhozyaistvennoi akademii. 2012. № 3. S. 36-45.
42. Ponomareva E.S., Shestakov I.E., Zav'yalova N.E. Antropogennaya transformatsiya azota dernovo-podzolistykh pochv (po rezul'tatam issledovanii v dlitel'nom polevom opyte)// Antropogennaya transformatsiya prirodnoi sredy. 2017. № 3. S. 190-193.
43. Potatueva Yu.A. Ekologo-agrokhimicheskaya otsenka fosfornykh i fosforsoderzhashchikh udobrenii v dlitel'nykh polevykh opytakh// Agrokhimiya. 2013. № 6. S. 83-94.
44. Ragimov A.O., Savos'kina O.A., Mazirov M.A. Formirovanie urozhainosti bessmennykh kul'tur i fiziko-khicheskikh svoistv dernovo-podzolistoi pochvy v usloviyakh funktsionirovaniya dlitel'nogo polevogo opyta// Realizatsiya metodologicheskikh i metodicheskikh idei professora B.A. Dospekhova v sovershenstvovanii adaptivno-landshaftnykh sistem zemledeliya Materialy Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii. Kollektivnaya monografiya. V 2-kh tomakh. – M., 2017. S. 86-91.
45. Reestr dlitel'nykh statsionarnykh polevykh opytov gosudarstvennykh nauchnykh uchrezhdenii Sibirskogo Otdeleniya Rossel'khozakademii/ Rossiiskaya akad. s.-kh. nauk, Sibirskoe otd-nie; sost.: L. F. Ashmarina, A. I. Ermokhina, T. A. Galaktionova.-Novosibirsk, 2009.
46. Rodionova V.N., Romanenkov V.A. Relyatsionnaya baza dannykh dlitel'nogo polevogo opyta Geoseti// Informatsionnye tekhnologii, informatsionnye izmeritel'nye sistemy i pribory v issledovanii sel'skokhozyaistvennykh protsessov Materialy Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii; redkollegiya: Savchenko O.F., Gurova T.A, Vybornykh O.A., Bobrova T.N., Kolpakova L.A.. – M.: 2003.-S. 172-174.
47. Romanenkov V. A. Dinamika zapasov pochvennogo ugleroda v agrotsenozakh Evropeiskoi territorii Rossii: Po dannym dlitel'nykh agrokhimicheskikh opytov. Dissertatsiya ... doktora biologicheskikh nauk.-Moskva, 2011.-402 s.
48. Romanenkov V.A., Rikhter D. Global'naya set' dlitel'nykh polevykh opytov po izucheniyu pochv, ekosistem i prostranstvenno-vremennoi dinamiki// Agrokhimiya. 2008. № 8. S. 93-94.
49. Romanenkov V.A., Sirotenko O.D.Znachenie dlitel'nykh polevykh opytov v razrabotke mer po adaptatsii agrotsenozov k izmeneniyam klimata// Ekologicheskie funktsii agrokhimii v sovremennom zemledelii materialy Vserossiiskogo soveshchaniya Geograficheskoi seti opytov s udobreniyami. Rossiiskaya akademiya sel'skokhozyaistvennykh nauk nauk, Otdelenie zemledeliya, Sektsiya agrokhimii, Vserossiiskii nauchno-issledovatel'skii institut agrokhimii im. D. N. Pryanishnikova (VNIIA), Dokuchaevskoe obshchestvo pochvovedov, Komissiya po agrokhimii i plodorodiyu. – M., 2008. S. 232-236.
50. Romanenkov V.A. Issledovanie effektivnosti upravleniya plodorodiem v agroekosistemakh na osnove izucheniya ryadov urozhainosti v dlitel'nykh polevykh opytakh// Problemy ekologicheskogo monitoringa i modelirovaniya ekosistem. 2015. T. 26. № 2. S. 97-114.
51. Romanenkov V.A. Metodicheskie voprosy i koordinatsiya issledovanii dlitel'nykh polevykh opytov Geoseti// Fundamental'nye issledovaniya po sozdaniyu novykh sredstv khimizatsii i nasledie akademika D.N. Pryanishnikova Tezisy dokladov Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, posvyashchennoi 150-letnemu yubileyu akademika D.N. Pryanishnikova. – M., 2015. S. 128-134.5
52. Rumyantseva I. V. Plodorodie i fermentativnaya aktivnost' dernovo-podzolistoi pochvy pri dlitel'nom primenenii udobrenii. Dissertatsiya... kandidata sel'skokhozyaistvennykh nauk.-Voronezh, 2012.-170 s.
53. Sakunkonchak Tuangsuang. Fizicheskie svoistva dernovo-podzolistykh pochv i chernozema tipichnogo v usloviyakh dlitel'nogo polevogo statsionarnogo opyta. Avtoreferat dissertatsii… kandidata biologicheskikh nauk.-Moskva, 2010. 22 s.
54. Semendyaeva N.V., Karlovets L.A., Krupskaya T.N., Averkina S.S. Fiziko-khimicheskie svoistva chernozema vyshchelochennogo Novosibirskogo Priob'ya v dlitel'nykh polevykh opytakh// Agrokhimiya. 2014. № 12. S. 3-9.
55. Semenov V.M., Kogut B.M., Lukin S.M., Sharkov I.N., Rusakova I.V., Tulina A.S., Lazarev V.I. Otsenka obespechennosti pochv aktivnym organicheskim veshchestvom po rezul'tatam dlitel'nykh polevykh opytov// Agrokhimiya. 2013. № 3. S. 19-31.
56. Sychev V.G., Belichenko M.V., Romanenkov V.A. Dostizheniya i aktual'nye problemy razvitiya geograficheskoi seti dlitel'nykh polevykh opytov s udobreniyami// Prognoz sostoyaniya i nauchnoe obespechenie plodorodiya pochv zemel' sel'skokhozyaistvennogo naznacheniya materialy XI Mezhdunarodnogo simpoziuma NP «Sodruzhestvo uchenykh agrokhimikov i agroekologov». – M., 2017. S. 45-53.
57. Sychev V.G., Belichenko M.V., Romanenkov V.A.Etapy razvitiya, rezul'taty issledovanii i aktual'nye problemy dlitel'nykh agrokhimicheskikh polevykh opytov geograficheskoi seti opytov s udobreniyami// Agrokhimiya. 2018. № 1. S. 3-16.
58. Sychev V.G., Romanenkov V.A., Shevtsova L.K., Rukhovich O.V. Sovremennye napravleniya issledovanii i rezul'taty dlitel'nykh polevykh opytov Geoseti// Plodorodie. – 2014, № 5.-S. 2-5.
59. Sychev V.G., Romanenkov V.A., Shevtsova L.K., Rukhovich O.V.Sovremennye napravleniya issledovanii i rezul'taty dlitel'nykh polevykh opytov Geoseti // Plodorodie. 2014. № 5 (80). S. 2-5.
60. Sychev V.G., Romanenkov V.A.Sovremennye napravleniya issledovanii i rezul'taty dlitel'nykh polevykh opytov Geoseti// Sovremennoe sostoyanie pochvovedeniya i agrokhimii, problemy i puti ikh resheniya Materialy mezhdunarodnoi nauchnoi konferentsii. – M., 2015. S. 90.
61. Sychev V.G., Shevtsova L.K., Merzlaya G.E., Belichenko M.V.Otsenka rezul'tatov monitoringa soderzhaniya i balansa gumusa v dlitel'nykh opytakh Geoseti// Plodorodie. 2017. № 6. S. 28-30.
62. Trofimov S.N., Kovalenko A.A.Fosfatnoe sostoyanie i izmenenie plodorodiya dernovo-podzolistoi pochvy v dlitel'nykh polevykh opytakh// Agrokhimiya. 2017. № 8. S. 3-15.
63. Uvarov G.I., Karabutov A.P. Izmeneniya agrokhimicheskikh svoistv chernozema tipichnogo pri primenenii udobrenii v dlitel'nom polevom opyte// Agrokhimiya. 2012. № 4. S. 14-20.
64. Khaidukov K. P. Vliyanie dlitel'nogo primeneniya udobrenii na soderzhanie i kachestvennyi sostav organicheskogo veshchestva v dernovo-podzolistoi pochve. Diss… kand. biol. n. – M., 2012. – 116 s.
65. Khaidukov K.P. Vliyanie dlitel'nogo primeneniya udobrenii i sredstv zashchity rastenii na soderzhanie aktivnykh komponentov gumusa dernovo-podzolistoi tyazhelosuglinistoi pochvy// Materialy 46-oi nauchnoi konferentsii molodykh uchenykh, doktorantov, aspirantov i soiskatelei uchenykh stepenei doktora i kandidata nauk «Effektivnost' primeneniya sredstv khimizatsii v sovremennykh tekhnologiyakh vozdelyvaniya sel'skokhozyaistvennykh kul'tur».-M.: VNIIA, 2012.-S. 202-206.
66. Khaidukov K.P. Shevtsova L.K., Kuz'menko N.N. Vliyanie dlitel'nogo primeneniya razlichnykh sistem udobreniya na soderzhanie podvizhnykh gumusovykh veshchestv v dernovo-podzolistoi legkosuglinistoi pochve// Plodorodie. – 2012, № 3 (66).-S.11-13.
67. Khaidukov K.P., Shevtsova L.K., Kovalenko A.A., Milyutina A.A. Vliyanie dlitel'nogo primeneniya i posledeistviya razlichnykh sistem udobreniya na kislotnost', soderzhanie i kachestvennyi sostav organicheskogo veshchestva pochvy// Plodorodie. – 2014, № 1. – S. 30 – 33. [Elektronnyi resurs] URL: http://www.plodorodie-j.ru/journal/2014/nomer-99test/2014-1-30-33.html
68. Khaidukov K.P., Shevtsova L.K., Kuz'menko N.N. Izmenenie gumusovogo sostoyaniya dernovo-podzolistoi legkosuglinistoi pochvy pri dlitel'nom primenenii razlichnykh sistem udobreniya// Problemy agrokhimii i ekologii.-2016, № 3. – S. 22 – 25.
69. Khitrov N.B. Pochvy dlitel'nogo polevogo opyta TSKhA// Izvestiya Timiryazevskoi sel'skokhozyaistvennoi akademii. 2012. № 3. S. 62-78.
70. Khokhlov N.F. Metodologicheskie osnovy sovershenstvovaniya agrofizicheskoi otsenki elementov sistem zemledeliya v dlitel'nom polevom opyte. Avtoreferat dissertatsii… doktora sel'skokhozyaistvennykh nauk / Moskovskaya sel'skokhozyaistvennaya akademiya imeni K. A. Timiryazeva.-Moskva, 2001. – 46 s.
71. Tsygutkin A.S., Karpukhin A.I.Metodologicheskie problemy izucheniya organicheskogo veshchestva pochv v dlitel'nykh polevykh opytakh// Pochvovedenie. 2005. № 8. S. 1020-1022.
72. Shevtsova L.K., Romanenkov V.A., Rodionova V.N., Volodarskaya I.V. Opyt sozdaniya elektronnykh baz dannykh organicheskogo veshchestva pochvy dlitel'nykh polevykh opytov s udobreniyami// Informatsionnye tekhnologii, informatsionnye izmeritel'nye sistemy i pribory v issledovanii sel'skokhozyaistvennykh protsessov materialy Regional'noi nauchno-prakticheskoi konferentsii "AGROINFO 2000". Sibirskii fiziko-tekhnicheskii institut agrarnykh problem; Redkollegiya: Aleinikov A.F., Savchenko O.F., Vybornykh O.A., Pavlov E.I., Sarnov S.S.. – M., 2000. S. 137-140.
73. Shevtsova L.K., Khaidukov K.P. Issledovanie soderzhaniya aktivnykh komponentov v sisteme otsenki transformatsii organicheskogo veshchestva pochv pri dlitel'nom primenenii udobrenii// Materialy dokladov VI s''ezda obshchestva pochvovedov im. V.V. Dokuchaeva.-Petrozavodsk-Moskva, 2012.-S. 350-351.
74. Shepelev V. V. Ekologo-agrokhimicheskaya otsenka pochv i rastenii pri dlitel'nom primenenii udobrenii. Dissertatsiya... kandidata sel'skokhozyaistvennykh nauk.-Omsk, 1999.-169 s.
75. Ell'mer F., Gabert T., Baumeker M. Dlitel'nye polevye opyty kak issledovatel'skii bazis plodorodiya peschanykh pochv// Izvestiya Timiryazevskoi sel'skokhozyaistvennoi akademii. 2012. № 3. S. 46-53.
76. Kurmysheva, N.A., Efremov V.F. Obobshchennyi otchet za 1991 – 1994 gg. (30.05.1995). – Rukopis'.