Эффективность применения хлористого калия под картофель, рис и хлопчатник в условиях Казахстана

Одним из главных направлений интенсификации земледелия является его химизация. Это основной способ повышения урожайности всех сельскохозяйственных культур. Эффективность минеральных удобрений на разных почвах неодинакова и во многом зависит от конкретных природных условий, от вида культур, доз, сроков и способов внесения. Для рационального применения минеральных удобрений необходимо учитывать потребность в основных элементах питания важнейших сельскохозяйственных культур и значение каждого элемента в системе почва-растение. Применяемые удобрения должны обеспечивать увеличение урожая, улучшение его качества, повышение плодородия почвы без ее загрязнения. Кроме этого, удобрения оказывают существенное влияние на микрофлору, агрофизические и агрохимические свойства почвы. Таким образом, для повышения эффективности удобрений необходима определенная система их использования с учетом климатических и почвенных условий, особенностей питания сельскохозяйственных культур и чередования их в севообороте.
За последние 10-15 лет применение минеральных удобрений в Казахстане значительно сократилось. Практически не вносились калийные удобрения, что вызвало снижение урожайности культур, ухудшение качества продукции, а также истощение почв по калию.
В связи с этим проведение научно-исследовательс­ких работ по изучению влияния калийных удобрений на плодородие почвы, урожайность калиелюбивых культур и качество продукции в орошаемой зоне представляет научно-практический интерес. Исследования проводились Казахским научно-исследовательским институтом почвоведения и агрохимии имени У.У. Успанова совместно с Казахским научно-исследовательским институтом хлопководства и Казахским научно-исследовательским институтом картофелеводства и овощеводства. В 2009-2011 гг. на юге и юго-востоке Казахстана проведены 3 полевых опыта: опыт с хлопчатником в Южно-Казахстанской области на светлых сероземах, опыт с картофелем на предгорных темно-каштановых почвах и опыт с рисом на рисово-болотных почвах в условиях Алматинской области. В опытах выращивались: сорт хлопчатника «Мактаарал 4005», сорт картофеля «Аксор», сорт риса «Пакли». Целью эксперимента было изучить влияние различных доз калийных удобрений на условия минерального питания, в том числе на калийный режим почв, а также на урожайность и качество изучаемых культур.
Полевые опыты закладывались по общепринятым методикам. Общая площадь опыта составила 1800 м², размер учетной делянки – 100 м². Повторность – трехкратная. В качестве азотных удобрений применяли аммиачную селитру (34% N), под рис - сульфат аммония; фосфорные удобрения вносили в виде двойного суперфосфата (46% Р₂О₅). В качестве калийных удобрений использовали хлористый калий (60% К₂О). Фосфорные и калийные удобрения вносили при посеве культур, азотные удобрения – в подкормку.
Эффективность калийных удобрений изучалась на предгорных темно-каштановых, рисово-болотных почвах и светлых сероземах. Агрохимическая характеристика изучаемых почв следующая: в предгорной темно-каштановой почве содержание в пахотном слое гумуса – низкое (2.02%), легкогидролизуемого азота – высокое (46.9 мг/кг), содержание подвижных фосфора и калия по методу Мачигина – высокое, 79.5 мг Р₂О₅/кг и 432 мг К₂О/кг соответственно. Рисово-болотные почвы характеризовалась очень низким содержанием гумуса – 1.43%, средним содержанием легкогидролизуемого азота (38.5 мг/кг), низким содержанием подвижного фосфора (10.2 мг/кг по методу Мачигина), и средним содержанием подвижного калия (287.5 мг/кг по методу Мачигина). В светлых сероземах содержание гумуса было очень низким (0.07%), легкогидролизуемого азота – низким (32.3 мг/кг). По содержанию подвижных форм фосфора и калия по Мачигину светлые сероземы относятся к среднеобеспеченным - 16.6 мг/кг и 292.8 мг/кг соответственно.
Гранулометрический состав светлых сероземов – легкосуглинистый, рисово-болотных и темно-каштановых почв – среднесуглинистый. Все изучаемые почвы карбонатные.
Анализ изменений агрохимических показателей изучаемых почв показал, что применение азотных и фосфорных удобрений повышает в них содержание подвижных форм азота и фосфора. Применение калийных удобрений на фоне азотно-фосфорных удобрений при оптимизации соотношения азота, фосфора и калия в почве также улучшало питательный режим почвы. Кроме того, эффективность применения калийных удобрений проявлялась не только на почвах с низким, но и со средним и высоким содержанием подвижного калия. В целом, условия минерального питания, в частности калийного, оказали существенное влияние на урожайность хлопчатника, картофеля и риса.
В последние годы в Казахстане уделяется большое внимание возделыванию картофеля. За последние 10 лет урожайность клубней картофеля возросла в среднем с 10 до 15 т/га. Картофель во время вегетации потребляет большое количество элементов питания, особенно калия.
В наших опытах минеральные удобрения оказали существенное влияние на урожайность клубней картофеля. Так, урожай картофеля на контрольном варианте составил 13.9 т/га (табл. 1). Азотные и фосфорные (N90P90) удобрения обеспечили прибавку урожая клубней 9.4 т/га по сравнению с контролем. Прибавка урожая картофеля от калия по отношению к фону составила: при внесении К35 – 3.3 т/га (14%), К70 – 3.7 т/га (16%) и при внесении 105 кг К₂О/га – 4.3 т/га (19%).



У калийных удобрений была высокая окупаемость на картофеле. В зависимости от дозы калия она составила от 41 кг клубней на 1 кг К₂О при внесении 105 кг К₂О/га до 94.3 кг клубней на 1 кг К₂О в варианте с внесением 35 кг К₂О/га. Данные результаты говорят о высокой отзывчивости картофеля на калийные удобрения.
Условия минерального питания оказали также влияние и на качественные показатели картофеля. Применение калийных удобрений на фоне азотно-фосфорных удобрений повысило содержание крахмала до 19.8-19.9% по сравнению с контрольным вариантом (18.1%).
Одной из перспективных культур орошаемого земледелия Казахстана является рис. Рис требователен к условиям плодородия почвы. Для формирования 1 т риса с соответствующим урожаем соломы расходуется около 30 кг N, 12 кг Р₂О₅ и 36 кг К₂О. Согласно данным трехлетних исследований, урожайность риса на контрольном варианте составила 2.53 т/га (табл. 2). Азотные и фосфорные удобрения (N180P90) обеспечили прибавку урожая 1.05 т/га по сравнению с контролем (2.53 т/га). Прибавка урожая зерна к фону составила: при внесении К20 – 0.29 т/га (8%), К40 – 0.61 т/га (17%) и К60 – 0.79 т/га (22%).



Питательный режим почвы оказал влияние и на содержание белка в зерне. Как показывают результаты опытов, применение калийных удобрений на фоне азотно-фосфорных удобрений повысило содержание белка в зерне риса до 10.6-10.7% по сравнению с контрольным вариантом (9.5%).
Окупаемость хлористого калия в посевах риса была высокой и колебалась от 13.8 до 15.3 кг зерна риса на 1 кг внесенного К₂О, что свидетельствует о высокой эффективности возрастающих доз калийных удобрений на рисе (до 60 кг К₂О).
Хлопчатник является в Казахстане важной сельскохозяйственной культурой, занимая около 140 тыс. га. При среднем уровне продуктивности хлопчатника с урожаем выносится из почвы порядка 150 кг К₂О с одного гектара. Часть калия поглощается растениями из почвы, остальную часть необходимо внести с удобрениями. Вопрос о применении калийных удобрений становится актуальным при планировании урожаев хлопка более 2.5-3.0 т/га.
Данные по сбору урожая хлопка-сырца на изучаемых вариантах показали, что применение минеральных удобрений обеспечивает прибавку урожая по сравнению с контрольным вариантом. Урожайность хлопка-сырца на контроле составила 2.72 т/га (табл. 3). Азотные и фосфорные удобрения (N180P90) обеспечили прибавку урожая в 0.46 т/га по сравнению с контролем. Прибавка урожая хлопка-сырца по отношению к фону составила: при внесении К30 – 0.17 т/га, К60 – 0.24 т/га и К90 – 0.36 т/га, т.е. урожайность при внесении калийных удобрений была выше на 5-11%.



Результаты исследований позволяют утверждать, что положительный эффект от калийного удобрения отмечается не только на почвах с низким содержанием подвижного калия, но и со средним и даже высоким.
Агрономическая эффективность калийных удобрений на хлопчатнике зависела от дозы калия и находилась на стабильно высоком уровне, варьируя между 4.0 и 5.7 кг хлопка-сырца на 1 кг внесенного К₂О.
Урожайность хлопка-сырца зависит от веса хлопка-сырца с 1 коробочки. Внесение калийных удобрений по азотно-фосфорному фону повышает массу хлопка-сырца с одной коробочки до 6.24-6.28 г по сравнению с контролем (5.70 г).
Применение калийных удобрений оказало существенное влияние и на качество хлопко-волокна. Так, толщина волокна увеличивается на вариантах с внесением калийных удобрений – показатель микронейр вырос до 4.80-4.82 единиц по сравнению с контрольным вариантом (4.70 единиц).
Экономическая окупаемость минеральных удобрений зависит от полученной достоверной прибавки урожая сельскохозяйственных культур и материальных затрат на внесение удобрений. При анализе сравнительной экономической эффективности применения минеральных удобрений использована региональная рыночная стоимость 1 кг клубней картофеля в 25 тенге, 1 кг зерна риса – 100 тенге и 1 кг хлопка-сырца – тоже 100 тенге. Затраты на применение минеральных удобрений включают расходы на приобретение удобрений и их внесение.
Расчет экономической эффективности (табл. 4) показал, что внесение хлористого калия (К35-105) под картофель обеспечивает получение условно чистого дохода в 78.1-94.4 тыс. тенге, при внесении К20-60 под рис доход составляет 26.5-75.5 тыс. тенге, при внесении К60-90 под хлопчатник условно чистый доход – 13.2-24.7 тыс. тенге.



Таким образом, результаты полевых исследований за 2009-2011 годы показали высокую эффективность применения хлористого калия под хлопчатник, картофель и рис на фоне азотно-фосфорных удобрений. При этом обеспечивается достоверная прибавка урожая культур и повышается качество продукции.
Для внедрения в производство рекомендуется в дополнение к азотным и фосфорным удобрениям вносить калийные удобрения (хлористый калий) в следующих дозах с учетом обеспеченности изученных почв подвижным калием:

40-60 кг К₂О/га под рис на низко- и среднеобеспеченных подвижным калием рисово-болотных почвах Алматинской области;
60-90 кг К₂О/га под хлопчатник на среднеобеспеченных обменным калием светлых сероземах Южно-Казахстанской области;
35-70 кг К₂О/га под картофель на средне- и высокообеспеченных обменным калием предгорных темно-каштановых почвах Алматинской области.

А.Сапаров - д.с.-х.н., профессор, академик АСХН РК, генеральный директор КазНИИ почвоведения и агрохимии им. У.У. Успанова

Р. Елешев - д.с.-х.н., профессор, академик НАН РК и РАСХН, директор НИИ агробиологии и экологии

Б. Сулейменов – д.с.-х.н, зам.генерального директора КазНИИ почвоведения и агрохимии им. У.У. Успанова

Г. Песковский - к.с.-х.н., агрохимик ЗАО «Белорусская калийная компания»