doi: 10.15389/agrobiology.2018.5.1013rus

УДК 634.11:631.8

 

ОПТИМИЗАЦИЯ АЗОТНОГО ПИТАНИЯ ЯБЛОНИ (Malus domestica Borkh) ПРИ ФЕРТИГАЦИИ И ВНЕСЕНИИ БАКТЕРИАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

А.И. КУЗИН1, 2, Ю.В. ТРУНОВ1, А.В. СОЛОВЬЕВ1

Азот занимает особое место среди почвенных макроэлементов, поскольку не входит в материнские горные породы и поступает с осадками, органическими остатками, удобрениями. Изменение обеспеченности растений яблони (Malus domestica Borkh) азотом сказывается на урожайности и качестве плодов быстрее, чем в случае других элементов. В этой работе впервые представлены результаты многофакторного анализа минерального статуса почвы, листьев и плодов яблони на выщелоченном черноземе при разных режимах азотного питания, подтвердившие наибольшую экологическую безопасность и эффективность фертигации. Цель исследования заключалась в разработке модели урожайности яблони и оптимизации обеспечения растений азотом для повышения продуктивности и качества плодов при внесении различных типов удобрений. Опыты проводили в экспериментальном саду Федерального научного центра им. И.В. Мичурина (Тамбовская обл., г. Мичуринск) в 2014-2016 годах, яблони сорта Жигулевское на подвое 62-396, по 5 деревьев на делянке, повторность 3-кратная (сад заложен в 2007 году, схема 4,5 м×1 м). Удобрения вносили ежегодно ранней весной с заделкой в почву на 10-15 см, фертигационные поливы осуществляли в течение вегетационного периода с учетом потребности растений в элементах питания. Схема опыта включала следующие варианты: контроль 1 (без удобрений и орошения), контроль 2 (без удобрений с капельным орошением); внесение N60, N90, N120, N60P20K60, N90P30K90, N120P60K120; фертигация N15, N25, N35, N15P12K15, N25P20K25, N35P25K35; бактериальное удобрение азотовит, 4 л/га (живые клетки и споры бактерий Azotobakter chroococcum В-9029, титр 5×109 КОЕ/г), бактериальные удобрения азотовит, 4 л/га + фосфатовит, 4 л/га; живые клетки и споры бактерий Bacillus mucilaginosus В-8966, титр 0,129 КОЕ/г) (бактериальные препараты производства ООО «Промышленные инновации», Россия). Учитывали урожайности, содержание основных элементов питания в листьях и почве. Определяли количество гумуса, кислотность почвы, численность микроорганизмов в ризосфере яблони. В плодах оценивали количество аскорбиновой кислоты, сахаров и органических кислот. Содержание азота в листьях, в плодах и в почве измеряли по Кьельдалю, фосфора — на фотометре КФК-3-01 (Россия), калия — на пламенном фотометре Jenway PFP-7 (Великобритания). Однофакторное внесение азота в почву не приводило к увеличению урожайности, которое наблюдалось только при комплексном внесении удобрений. Фертигации N35P25K35 обеспечила оптимальное содержание всех основных элементов питания в листьях и максимальную урожайность в среднем за время исследований — 396,3 ц/га. Однофакторное внесение азотных удобрений, повышая содержание легкогидролизуемого азота, нарушало баланс элементов питания в почве, что ограничивало рост урожайности. Комплексное внесение удобрений как при фертигации, так и при использовании бактериальных препаратов обеспечило оптимальное соотношение N/P в плодах — 6,8, а также соотношения K/N — 1,8-1,9. Внесение минеральных удобрений посредством фертигации и в приствольные полосы с заделкой снижало накопление аскорбиновой кислоты в плодах съемной зрелости. Самое негативное влияние на концентрацию витамина С оказывало однофакторное внесение азотных удобрений разными способами (на 15-20 % по сравнению с комплексным внесением), при этом также снижался сахарокислотный индекс плодов (до 10,7-12,8). Фертигация и внесение в почву бактериальных удобрений повышали ее микробиологическую активность. В результате наших исследований разработана модель урожайности яблони, позволяющая оптимизировать внесение азотных удобрений. Применение в интенсивном саду бактериальных удобрений в качестве временной альтернативы минеральным тукам способствует повышению урожайности (до 327,5 ц/га в среднем за 3 года).

Ключевые слова: Malus domestica Borkh, яблоня, азотное питание, фертигация, внесение удобрений в почву с заделкой, капельное орошение, урожайность, качество плодов.

 

Полный текст

 

 

APPLE TREE (Malus domestica Borkh) NITROGEN SUPPLY
OPTIMIZATION BY FERTIGATION AND BACTERIAL FERTILIZERS

A.I. Kuzin1,2, Yu.V. Trunov1, A.V. Solovyev1

Nitrogen is a special macronutrient as it comes into soil only with rainfall, remains of living organisms and fertilizers. Changes of apple (Malus domestica Borkh) nitrogen supply faster affect the fruit yield and quality as compared to other nutrients. Our paper it the first multivariate study of soil, leaf and fruit mineral status of apple trees on leached chernozem at different ways and sources of nitrogen supply which shows high environmental safety and efficiency of fertigation. The aim of the research was development of a model for optimal nitrogen provision to improve apple tree yielding and fruit quality. Tests with cv. Zhigulevskoe grafted on rootstock 62-396 were carried out in 2014-2016 in the experimental apple orchard planted in 2007 (Michurin Federal Scientific Centre, Tambov Region) at 4.5×1.0 m planting spacing. Each plot comprised 5 trees; all tests were arranged in triplicate. Obtained data were statistically processed by dispersion, correlation and regression analysis. Humus content and soil acidity, abundant of rhizosphere microorganisms, apple tree productivity, and the levels of essential elements in leaves and soil were determined, as well as vitamin C, sugars and organic acids content in fruits. Experimental variants were control 1 (no fertilizers and no irrigation), control 2 (no fertilizers, drip irrigation); subsoil placing of N60, N90, N120, N60P20K60, N90P30K90, N120P60K120; fertigation of N15, N25, N35, N15P12K15, N25P20K25, N35P25K35; Azovit, 4 l/h (cells and spores of Azotobakter chroococcum В-9029, 5×109 CFU/g), Azovit, 4 l/h + Phosphatovit, 4 l/h (cells and spores of Bacillus mucilaginosus В-8966, 0,129 CFU/g). In deep fertilizer placement, the complex NPK but not N increases the apple tree yielding. Fertigation with N35P25K35 provides optimal level of all major nutrients in leaves and maximum fruit yield averaged 396.3 c/ha for three years. Single application of N fertilizers unbalances soil nutrient composition by increasing the content of easily hydrolyzed nitrogen, which, in turn, reduces the increase in yield. Complex fertilizing by fertigation and using bacterial preparations ensures the optimum N/P ratio in fruits (6.8), as well as K/N ratio (1.8-1.9). Fertilization by fertigation and in the tree trunk strips reduces the concentration of ascorbic acid in fruits at harvest maturity. N variants, despite the mode of fertilizer application, have the worst impact on vitamin C concentration which was 15-20 % lower compared to the complex fertilization, and the sugar-acid ratios also decreased to 10.7-12.8. Fertigation and use of bacterial fertilizers increase microbiological activity of the soil. As a result, we suggest the model for apple tree yield optimization based on proper use of nitrogen fertilizers. This study shows that the use of bacterial cultures as a temporary alternative to chemical fertilizer improves productivity in intensive apple orchards (up to 327.5 c/ha on average over 3 year experiment).

Keywords: Malusdomestica Borkh, apple tree, nitrogen nutrition, fertigation, deep fertilizer placement, drip irrigation, yield, fruit quality.

 

1ФГБОУ ВО Мичуринский государственный
аграрный университет,

393760 Россия, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101,
e-mail: info@mgau.ru, kuzin@mgau.ru ✉, trunov.yu58@mail.ru,
vladsoloviev1611@yandex.ru
2ФГБНУ Федеральный научный центр им. И.В. Мичурина,
393774 Россия, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Мичурина, 30, e-mail: info@fnc-mich.ru

Поступила в редакцию
29 июня 2017 года

 

назад в начало