CC BY
202
ТРАНСФОРМАЦИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВ ПОД ВЛИЯНИЕМ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ И УДОБРЕНИЯ
А.Д. Балаев, М.В. Гаврилюк, В.Н. Недбаев
Аннотация. Приведены результаты исследования влияния различных систем обработки почвы и удобрения на содержание углерода и азота и их соотношение С : N в черноземах Украины и России.
Ключевые слова: плодородие почвы, солома, сиде-раты, общий углерод и азот, соотношение С : N.
Распашка целинных черноземов и их интенсивное длительное использование в пашне предопределили изменение и соотношение практически всех процессов и свойств. Одним из главных показателей антропогенного воздействия является поступление в почву органического вещества и его минерализация. Проблема воспроизводства плодородия черноземов была актуальной на всех этапах развития земледельческой культуры и, особенно, обострилась в период интенсификации земледелия. Использование тяжёлых машин и орудий, многократная обработка почвы при выращивании культур, использование при этом высоких норм минеральных удобрений и пестицидов усилили минерализацию органического вещества и способствовали деградации почвенного покрова.
В современных условиях основными направлениями уменьшения механического и химического воздействия на почвы являются минимизация обработки почвы и уменьшение применения пестицидов и минеральных удобрений, замена их природными средствами, т.е. биологизация земледелия.
Основным условием сохранения плодородия черноземов есть обеспечение в них бездефицитного баланса гумуса, что положительно влияет на свойства почв и их плодородие в целом. По этому показателю можно оценивать направленность почвообразующих процессов, соотношение в них процессов гумификации и минерализации, повышения плодородия почвы под влиянием севооборотов, систем обработки и удобрения.
В исследованиях влияния различных систем обработки почвы и удобрения очень редко используется
Таблица 1 - Влияние длительного применения различных систем обработки почвы и удобрения на соотношение
показатель соотношения содержания в почве общего углерода и азота, хотя это очень информативный показатель направления процессов гумусообразования и соотношения процессов «гумификация-минерализация». Соотношение С : N является также показателем генетического статуса почв, и он по данным авторов [1, 2] в верхних слоях почв составляет: дерново-подзолистой - 12,0 -13,0, темно-серой оподзоленной - 11,5 - 13,0, черноземной - 10,7 - 12,2. По данным В.В. Пономаревой, Т.А. Плотниковой [3] для серой лесной почвы Волыно-Подольского плато соотношение С : N составляло 12,7 - 13,1, темно-серой оподзоленной - 12,7 - 16,4, чернозема типичного - 11,7 - 12,2.
Распашка и сельскохозяйственное использование черноземов приводит к снижению в них содержания гумуса и общего азота в сравнении с целинной почвой. По данным авторов [1] распашка черноземов и 60-летнее сельскохозяйственное их использование привело к пропорциональному снижению содержания гумуса и общего азота, поэтому почти не изменяло соотношение С : N и составляло в верхних слоях почвы 11,6 - 12,2.
В исследованиях А.Д. Балаева [4] использование чернозема типичного без удобрений или с внесением одних минеральных удобрений приводило к сужению соотношения С : N а применение органно-минерального удобрения, особенно соломы по фону №К повышало этот показатель с 10,1 - 10,4 до 10,7 - 10,9. Такие же закономерности влияния удобрений на содержание общего углерода и азота в черноземных почвах отмечаются в исследованиях В.Н. Недбаева и др. [5]. Именно распашка черноземов приводит к уменьшению количества гумуса, основных элементов питания и обменного кальция.
Цель исследований - изучить влияние долгосрочного применения различных систем обработки почвы и удобрения культур на показатели гумусного состояния чернозема оподзоленного, в том числе, соотношение в почве С : N.
№ п/п Варианты удобрения Отвальная обработка Комбинированная обработка
% С : N % С : N
С N С N
1 В - 1 контроль 0-15 15-30 2,07 2,07 0,158 0,156 13,1 13,1 2,20 2,13 0,166 0,158 13,2 13,5
2 В - 5 №К 0-15 15-30 2,13 2,13 0,174 0,175 12,4 12,2 2,22 2,15 0,178 0,171 12.5 12.6
3 В- 6 №К+ солома + ^/т 0-15 15-30 2,23 2,22 0,168 0,166 13,3 13,2 2,45 2,34 0,178 0,176 13,7 13,2
4 В- 7 NPK+ сидераты 0-15 15-30 2,14 2,14 0,170 0,168 12,6 12,3 2,37 2,20 0,180 0,176 13.2 12.3
5 В-8 NPK+ солома + ^0/т сидераты 0-15 15-30 2,28 2,26 0,172 0,164 13,2 13,5 2,58 2,48 0,180 0,175 14,3 14,1
6 В-13 У ОТК+ навоз 8т/га 0-15 15-30 2,33 2,31 0,169 0,157 13,8 14,7 2,52 2,33 0,173 0,165 14,6 14,4
7 В-14 У №К+ навоз +солома+Ш0/т 0-15 15-30 2,34 2,30 0,166 0,164 14,1 13,9 2,61 2,39 0,176 0,161 14,8 14,8
8 В-15 У NPK+ навоз +сидераты 0-15 15-30 2,28 2,26 0,168 0,163 13,5 13,9 2,54 2,32 0,181 0,169 14,0 13,7
9 В-16 У №К+ навоз + солома+^/т + сидераты 0-15 15-30 2,34 2,32 0,167 0,163 13,1 13,8 2,60 2,41 0,188 0,170 13,8 14,1
Исследования проводились в 2009-2011гг. на стационарном опыте Хмельницкой областной опытной станции Национальной академии аграрных наук Украины, заложенном в 1991 году. В опыте изучались различные системы обработки почвы, виды и нормы органических удобрений. Схема опыта представлена в таблице ё1. Образцы почвы для определения гумуса по методу Тюрина и общего азота по методу Кьельдаля отбирали в конце вегетационного периода.
Влияние долгосрочного использования различных систем обработки почвы и удобрения культур на соотношение С : N в черноземе оподзоленном представлены в таблице 1.
Приведенные результаты показывают, что на этот показатель влияли как способы обработки почвы так и нормы и виды удобрений. На вариантах без внесения удобрений, а также при внесении одних минеральных удобрений, содержание общего углерода и азота в почве было более низким по сравнению с органно-минеральной системой удобрения, соотношение С : N было в пределах 12,2 - 13,8. Невысоким (12,2 - 13,2) этот показатель был на вариантах минеральной системы дополненной сидератами, особенно при отвальной обработке, что указывает на высокую интенсивность минерализационных процессов в почве при наличии легкоусвояемого свежего органического вещества.
Использование резервов ресурсного обеспечения для достижения бездефицитного баланса гумуса (соломы, сидератов) даже при уменьшении норм внесения минеральных удобрений приводит к заметному повышению плодородия чернозема оподзоленного. Внесение разных видов органического удобрения на фоне половинной нормы №К содействовало более значительному увеличению содержания углерода в сравнении с общим азотом, что в некоторой степени может объясняться и уменьшением поступления азота с минеральными удобрениями.
На вариантах с внесением навоза и соломы соотношение С : N расширялось в сравнении с контролем с 13,1 - 13,5 до 13,9 - 14,8. При совместном внесении навоза и сидератов этот показатель немного снижался и составлял 13,5 - 14,0. Эти закономерности отмечались при обеих системах обработки почвы.
Относительно способов обработки почвы следует отметить, что они также влияли на содержание углерода и азота и на их соотношение при длительном использовании чернозема оподзоленного. Комбинированная обработка содействовала более значительному повышению содержания углерода и азота и расширению соотношения между ними в сравнении с отвальной обработкой. Особенно высокими показателями отличались варианты с навозом и навозом совместно с соломой, где значение соотношения С : N составляли 14,4 - 14,8.
Результаты исследований позволяют сделать выводы о повышении содержания углерода и расширении соотношения С : N при органно-минеральной системе удобрения и комбинированном способе обработки почвы, что влечет за собой усиление процесса гумусообра-зования. Высоким показателем С : N отмечались варианты с использованием на удобрение соломы и сидера-тов. Повышение содержания общего азота и сужение соотношения С : N при минеральной системе удобрения и отвальной обработке почвы указывает на усиление минерализационных процессов в черноземе опод-золенном.
Список использованных источников
1 Пономарева В.В., Плотникова Т.А. Гумус и почво-оброзование (методы и результаты изучения). - Л.: Наука, 1980. - 222 с.
2 Муха В.Д. Естественно-антропогенная эволюция почв (общие закономерности и зональные особенности). - М.: КолосС, 2004. - 271 с.
3 Почвы Украины и повышение плодородия. Т.2. / Под ред. Б.С. Носко, В.В. Медведева, Р.С. Трускавецкого, Г.Я. Чесняка. - К.: Урожай, 1988. - 176 с.
4 Вщтворення гумусу в грунтозахисному землеробстш / А.Д. Балаев, М.В. Капштик, Ю.С. Кравченко, О.Л. Макарчук / Вщтворення родючосп грунпв у грунтозахисному землеробстт. Шд ред. М.К. Шикули. - К.: Оранта, 1998. - 680 с.
5 Недбаев В.Н. Особенности трансформации черноземов и серых лесных почв при окультуривании / Актуальные проблемы почвоведения, экологии и земледелия.- Курск: ГНУ ВНИИЗиЗПЭ РАСХН, 2010. - 174 с.
Информация об авторах
Балаев Анатолий Джалилович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедрой почвоведения и охраны почв им. проф. Н.К. Шикулы Национального университета биоресурсов и природопользования Украины, тел. +380445278102.
Гаврилюк Максим Валериевич, аспирант Национального университета биоресурсов и природопользования Украины, тел. +380445278631.
Недбаев Виктор Николаевич, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры почвоведения, общего земледелия и растениеводства ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА».
