Effect of agrochemicals on spatio-temporal changes in soil agrochemical properties and yield of broccoli | Влияние агрохимикатов на пространственно-временные изменения агрохимических свойств почвы и урожай брокколи

English. The aim of the study. The aim of the study was to examine the effect of agrochemicals (mineral and organo-mineral fertilizers, plant growth regulators and ameliorants) on the spatio-temporal changes in the properties of agro-gray soil and broccoli yield using a cartographic approach. Methodology. The field experiment was conducted in 2016 at the site located near the Bykovo village in the south-east of West Siberia (54°58 '02.8" N; 83°5'21.45" E, Novosibirsk region). The objects of the study were the agro-gray soil (Luvic Retic Greyzemic Phaeozem (Siltic, Aric)) and the medium-ripe broccoli cabbage variety "Linda". The experiment scheme included the following treatments: (1) Control (without fertilizers), (2) Background (N100P60K160), (3) Background + succinic acid, (4) Background + dolomite, (5) Background + mulch, (6) Organo- mineral fertilizer "Criall". Soil samples were analyzed for the content of organic carbon, nitrates, total, mineral and organic phosphorus, as well as its mobile form; exchangeable potassium, calcium and magnesium, and pH. The dried samples of broccoli inflorescences were analyzed for the total content of nitrogen, phosphorus, potassium, calcium and magnesium. Main results. After applying agrochemicals and harvesting broccoli, the variation coefficients of рН, mobile phosphorus, potassium and calcium increased by two or more times. The use of agrochemicals increased the yield and improved the nutritional value of broccoli inflorescences. The treatments with mineral fertilization (2, 3, 4 and 5) the treatment 2 (Background N100P60K160) provided the greatest return. The application of the studied agrochemicals resulted in the negative (acidification, binding of phosphorus, calcium and magnesium) and positive (increase in the content of elements) effects. The immobilization of nutrients (phosphorus, calcium, magnesium) in poorly soluble soil compounds and the respective decrease in the content of the elements’ mobile forms did not have a negative effect on the elemental composition of broccoli inflorescences. Thus, chemical immobilization, leading to the fixation of nutrients in the upper soil horizon, prevents their leaching by melt- and rainwater into the lower horizons.

Russian. Цель исследования. Изучить влияние агрохимикатов (минеральных и органо-минеральных удобрений, регуляторов роста растений и мелиорантов) на пространственно-временные изменения свойств агросерой почвы и урожай брокколи с использованием картографического подхода. Объекты и методы исследования. Полевой опыт проводили в 2016 году на участке, расположенном в окрестности села Быково на юго-востоке Западной Сибири (54°58′02.8′′N; 83°5′21.45′′E, Новосибирская область). Объекты исследования – агросерая ненасыщенная среднегумусированная тяжелосуглинистая почва (Luvic Retic Greyzemic Phaeozem (Siltic, Aric)) и капуста брокколи среднеспелого сорта «Линда». Схема опыта включала следующие варианты: (1) Контроль (без удобрений), (2) Фон (N100P60K160), (3) Фон + янтарная кислота, (4) Фон + доломит, (5) Фон + мульча, (6) Органо-минеральное удобрение «Криалл». Пробы почв проанализированы на содержание органического углерода, нитратного азота, общего, минерального и органического фосфора и его подвижной формы; обменного калия, кальция и магния, а также рН солевой вытяжки. В сухих образцах соцветий брокколи определяли общее содержание азота, фосфора, калия, кальция и магния. Основные результаты. После применения агрохимикатов и сбора урожая брокколи коэффициенты вариации рН, содержания подвижных фосфора, калия и кальция увеличились в два и более раза. Использование агрохимикатов повысило урожай и улучшило питательную ценность соцветий брокколи. В вариантах с внесением минеральных удобрений наибольшая окупаемость удобрений получена в фоновом варианте. Внесение агрохимикатов проявилось в отрицательных (подкисление, связывание фосфора, кальция и магния) и положительных (повышение содержания элементов) эффектах. Иммобилизация элементов питания (фосфора, кальция, магния) в труднорастворимых соединениях в почве и последующее снижение содержания подвижных форм не оказали отрицательного влияния на элементный состав соцветий брокколи. Таким образом, химическая иммобилизация приводит к закреплению элементов питания в верхнем горизонте почвы, что предотвращает их выщелачивание талыми и дождевыми водами в нижние горизонты.