ВведениеКак показывает накопленный опыт в России и за рубежом, воспроизводство плодородия почв во многом зависит от рационального применения агрохимических средств, главным образом - от удобрений. При этом максимальный эффект достигается от совместного использования органических и минеральных удобрений [1–2]. Однако многие вопросы, в частности связанные с действием различных схем удобрения (минеральной, органической, органоминеральной) на физические, агрохимические и биологические показатели почв, урожайность и качество возделываемых культур в различных почвенных условиях, требуют уточнения. Необходимо уточнить, что в ряде зарубежных стран с применением высоких и сверхвысоких объемов минеральных удобрений, следствием чего во многих случаях стало ухудшение экологического равновесия и качества растительного сырья, появились сторонники так называемого альтернативного сельского хозяйства с ограниченным применением промышленных удобрений и даже с полным их исключением [3, 6, 8–9].Между тем, согласно новой парадигме ФАО, изложенной в Руководстве для политиков по устойчивой интенсификации растениеводства, ставится задача получения высокой урожайности сельскохозяйственных культур путем разумного использования органических и химических удобрений, максимального использования естественных источников органического вещества (навоза, биологического азота) в комплексе с удобрениями на основе минерального сырья. Эта парадигма не противоречит ранее сформировавшимся отечественным концепциям. К тому же ее целесообразность подтверждают и результаты длительных исследований ВНИИ агрохимии и Смоленского ИСХ с удобрениями на дерново-подзолистых почвах, включая итоги нижеприведенного опыта [4, 7, 10].  Цель и методика исследованийВлияние различных норм и сочетаний навоза и минеральных удобрений, а также их последействие на фоне азотного удобрения на урожай и качество яровой пшеницы сорта МИС изучали в долгосрочном полевом опыте в п. Ольша (Смоленский ИСХ), который был заложен в 1978 г. С 1998 г. опыт проводится в двух полях на площади 7 га. Опыт внесен в Реестр аттестатов длительных опытов с удобрениями и другими средствами химизации Российской Федерации. Исследования представлены четырехлетними данными (2007, 2008, 2014, 2015 гг.).Цель работы заключалась в выявлении закономерностей длительного действия в агроценозах органических и минеральных удобрений в широком диапазоне доз для разработки эффективной системы удобрения под яровую пшеницу.С 1978 по 2015 год прошло 5 ротаций севооборота. С 1978 по 2008 год изучали влияние органических и минеральных удобрений на урожай и качество культур. С 2009 г. исследуется последействие органических и минеральных удобрений на фоне N45. Навоз последний раз вносили в 2002 году. Единичные дозы под яровую пшеницу составили: N30, P30, K30. Доза навоза – 3 т/га ежегодно.Полная схема опыта состояла из 16 вариантов, повторенных на 3 фонах (0000, 1111, 2222), или 48 вариантов. В кодах первая цифра означает дозу азота, вторая – фосфора, третья – калия, четвертая – навоза. Площадь делянки – 112 м2. Повторность трехкратная.Эксперимент проводился в плодосменном севообороте со следующей очередностью культур: овес на зеленую массу, озимая рожь, ячмень с подсевом трав, многолетние травы 1 и 2 годов пользования, яровая пшеница, овес.  Почва исследуемого участка дерново-подзолистая легкосуглинистая с низким содержанием гумуса (1,5–2,0 %), слабокислой реакцией почвенной среды (рН = 5,5), содержанием подвижного фосфора и калия соответственно 150–170 и 110–150 мг/кг почвы.В эксперименте изучали следующие удобрения: аммиачную селитру (N – 34 %), простой суперфосфат (Р2О5 – 30 %) и хлористый калий (К2О – 57 %), которые применяли под культивацию. Полуперепревший навоз вносили один раз за севооборот под озимую рожь под вспашку. Содержание в нем органического вещества (на сухую массу) составляло 49,1–68,6 %, отношение С:N равнялось 18–19. С единичной дозой навоза 3 т/га было внесено в почву (на 1 га) ежегодно 580 кг органического вещества, 15 кг N, 7 кг P2O5, 22 кг К2О.Закладка опыта и статистическая обработка экспериментальных данных выполнены по общепринятым методикам с использованием компьютерной программы STRAZ [5, 11].Результаты исследованийВ таблице 1 представлены данные, которые отражают воздействие минеральных и органических удобрений на урожай яровой пшеницы. При сравнении экспериментальных показателей очевидно, что продуктивность яровой пшеницы при продолжительном использовании органических и минеральных удобрений (за период 1978–2008 гг.) значительно выше, чем на азотном фоне, без внесения фосфорно-калийных и органических удобрений. Прибавка урожайности в среднем за 2007–2008 годы увеличилась с 8,4 до 20,4 ц/га, а за 2014–2015 годы она возросла с 0,7 до 15,5 ц/га.Таблица 1Влияние органических и минеральных удобрений на урожай яровой пшеницыTable 1Influence of organic and mineral fertilizers on spring wheat harvestВарианты опытаExperience variantsДействие удобренийEffect of fertilizersПоследействие удобренийAftereffect of fertilizersУрожайность, ц/га (в среднем за 2007–2008 гг.)Yield, с/ha (on average for 2007–2008)ПрибавкаIncreaseУрожайность, ц/га (в среднем за 2014–2015 гг.)Yield, с/ha (on average for 2014–2015)ПрибавкаIncreaseц/гас/ha%ц/гас/ha%000019,2––11,8––003027,68,44416,64,841030030,611,45913,92,118300030,511,35912,50,76333034,515,38017,35,547000330,211,05715,13,328111128,59,34814,12,319222233,414,27417,55,748333335,316,18418,26,454444432,313,16824,312,5106555539,620,410627,315,5131НСР052,6  1,1   При одностороннем применении азота, фосфора и навоза прибавка была примерно одинаковой (11,0–11,4 ц/га), от калия несколько ниже – 8,4 ц/га. При внесении минеральных удобрений в тройном объеме (3330) урожайность увеличилась на 80 %. Применение органоминеральной схемы с постепенным увеличением дозы способствовало значительному повышению прибавки урожая (до 106 %).Яровая пшеница 2014–2015 гг. возделывалась шестой культурой севооборота, где уже изучали последействие фосфорно-калийных минеральных удобрений и навоза на фоне азотных удобрений. Аммиачную селитру вносили в дозе 45 кг д. в. Как видно из таблицы 1, средняя урожайность за 2 года уменьшилась примерно в 2 раза. И только на вариантах 4444, 5555 разница снизилась в 1,3–1,4 раза.Рассчитанные на основе экспериментальных данных полевого опыта уравнения (1) и (2) отражают зависимость урожайности зерна пшеницы от  удобрений.Y(2007–2008 гг.) = 21,96 + 4,16N0,5 + 2,52P + 0,99K + 5,68H0,5 – 1,73(NP)0,5 – 2,05(PH)0,5 – 1,59(KH)0,5; R = 0,75                                                                                                                    (1)Y(2014–2015 гг.) = 12,28 + 1,45K + 0,64H + 0,42(NP)0.5; R = 0,87                                                   (2)Согласно первому уравнению регрессии, установлена прямолинейная зависимость роста урожайности от возрастающих доз всех видов удобрений. Взаимодействие фосфорных и калийных удобрений с навозом и азотно-фосфорное сочетание способствовали снижению урожайности.Учеными отмечено, что при хорошей обеспеченности почвы фосфором и калием одностороннее внесение азотных удобрений способствует получению стабильных урожаев, но приходится считаться с неизбежностью определенного снижения почвенных запасов подвижного P2О5 и К2О [6, 7].За период 2014–2015 гг. на рост урожайности яровой пшеницы оказывали влияние калийные минеральные удобрений и органика (2). Действие фосфора проявлялось только в комбинации с азотом.Наравне с продуктивностью при возделывании пшеницы большое значение имеет и качество получаемого зерна.На дерново-подзолистых почвах применение удобрений в научно обоснованных дозах способствует оптимизации условий для протекания биохимических реакций в растениях, а соответственно и повышению качества продукции [8].Масса 1000 зерен – один из показателей, который определяет урожай зерна. В среднем за 2007–2008 гг. на фоне без внесения навоза масса 1000 зерен в зависимости от вида минерального удобрения увеличивалась от 34,2 до 42,9 г (таблица 2). При одностороннем применении органики (9 т/га ежегодно) она составила 37,0 г. Наиболее крупное зерно формировалось при внесении органо-минерального комплекса.В период 2014–2015 гг. на фоне поддерживающей подкормки азотом наблюдались изменения крупности зерна пшеницы. Более крупная зерновка формировалась на делянках, где ранее вносили большие дозы навоза и минеральных удобрений. Наибольшая масса 1000 зерен составила 37,9 г.Таблица 2Влияние действия и последействия органических и минеральных удобрений на качество зерна яровой пшеницыTable 1Influence of action and aftereffect of organic and mineral fertilizers on quality of grain of spring wheatВарианты опытаPhases experience variantsДействие удобрений, в среднем за 2007–2008 гг.Effect of fertilizers, on average for 2007–2008Последействие удобрений, в среднем за 2014–2015 гг.Aftereffect of fertilizers, on average for 2014–2015Сырой белок,  %Сrude protein,  %Масса 1000 зерен, гWeight of 1000 grains, gСырой белок,  %Crude protein,  %Масса 1000 зерен, гWeight of 1000 grains, g00009,434,26,129,100307,535,57,130,003009,542,97,229,830009,837,37,128,2333011,739,57,730,800039,437,05,929,711117,436,76,530,2222210,840,86,331,2333310,340,77,937,9444411,841,37,332,0555512,541,47,932,2 Действие удобрений в той или иной степени влияло на массу 1000 зерен, о чем свидетельствуют уравнения регрессии (3) и (4).Y(масса 1000 зерен за 2007-2008 гг.) = 36,84 + 0,32P + 0,52(NK)0.5; R = 0,54                                          (3)Y(масса 1000 зерен за 2014-2015 гг.) = 28,99 + 0,65К05 + 0,275Н; R = 0,48                                              (4)Если в годы внесения минеральных и органических удобрений крупность зерновки зависела только от минеральных удобрений, то в годы без их внесения увеличению массы 1000 зерен способствовали только калийные удобрения и навоз.Применение органо-минерального комплекса в возрастающих дозах способствовало увеличению количества сырого белка в зерне пшеницы с 7,4 до 12,5 %. Без внесения удобрений процент белка изменялся незначительно.Обработка экспериментальных данных выявила зависимость концентрации белка в зерне от удобрений (уравнения (5), (6)).Y(сырой белок за 2007-2008 гг.) = 9,24 + 0,58N0.5 – 0,6K0.5 + 0,5(PK)0.5; R = 0,66                                 (5)                   Y(сырой белок за 2014-2015 гг.) = 6,43 + 0,22N +0,34Р + 0,35K0.5 – 0,54(PK)0.5; R = 0,56                    (6)Сравнительный анализ показал, что в обоих случаях на содержание белка в зерне положительно влияли азотные удобрения. Калийные и взаимодействие фосфорно-калийных удобрений имели противоположный эффект. Если в годы внесения калийные удобрения снижали содержания белка, а фосфорно-калийное взаимодействие удобрений способствовало его увеличению, то без внесения минеральных удобрений, используя свободные запасы в почве, калий положительно влиял на увеличение концентрации белка в зерне, а фосфорно-калийное взаимодействие способствовало снижению его содержания.В годы без минеральных удобрений процент белка в зерне увеличивался за счет использования почвенных запасов фосфора.Установлена корреляционная связь между массой 1000 зерен пшеницы и ее продуктивностью. Как показано на рис. 1, коэффициент корреляции (r) в 2007–2008 гг. приближался к единице. Это говорит о том, что между изучаемыми признаками имелась тесная связь. При выращивании яровой пшеницы в 2014–2015 гг. коэффициент корреляции не превышал 0,48, т. е. урожайность слабо зависела от изменения массы 1000 зерен. 2007–2008 гг.2007–20082014–2015 гг.2014–2015Рис. 1. Взаимосвязь между урожайностью и массой 1000 зерен яровой пшеницыFig. 1. Relationship between yield and weight of 1000 grains of spring wheat Коэффициент детерминации (R2) составил 0,58 и 0,23, т. е. 58 % и 23 % колебаний в урожайности, соответственно, связано с изменением массы 1000 зерен.Выводы. РекомендацииНа основании исследований, выполненных в долгосрочном полевом опыте, под яровую пшеницу сорта МИС при выращивании в севообороте на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве рекомендуется применять органоминеральный комплекс удобрений в дозах не менее N60P60K60 на фоне 6 т/га подстилочного навоза ежегодно. При использовании этой системы удобрения средняя урожайность пшеницы составила 33,4 ц/га, что на 74 % превышало контроль без удобрений. При этом концентрация белка в зерне находилась на уровне 10,8 %, масса 1000 зерен составила 40,8 г. Возделывание яровой пшеницы по последействию минеральных и органических удобрений на фоне N45 привело к снижению средней урожайности зерна примерно в 2 раза.