CC BY
20
УДК 631.872:631.445.2
А. И. ГАБРИЕЛЬ, В. В. СНИТЫНСКИЙ, О. М. ГЕРМАНОВИЧ, Ю. М. ОЛИФИР
ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕ СВЕТЛО-СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОВЕРХНОСТНО ОГЛЕЕННОЙ ПОЧВЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АНТРОПОГЕННОГО ВЛИЯНИЯ
(Поступила в редакцию 22.05.14)
Приведены результаты исследований влияния длитель- We have presented results of research into the influence of
ного применения разных норм и соотношений минеральных long application of different doses and correlations of mineral
удобрений, навоза и извести в севообороте на изменение fertilizers, manure and lime in crop rotation on the change in
общего и качественного состава гумуса в светло-серой general and qualitative composition of humus in light-grey forest
лесной поверхностно оглеенной почве. Установлено, что surface gleyed soil. We have established that liming of this soil is
известкование данной почвы является необходимым усло- a necessary condition for stable content and improvement of qual-
вием стабилизации содержания и улучшения качественного itative composition of humus. Combined application of mineral
состава гумуса. Совместное внесение минеральных удобре- fertilizers and manure on the background of liming helps most to
ний, навоза на фоне известкования в наибольшей степени accumulate the content of humus and improve its group composi-
способствует накоплению содержания и улучшению груп- tion due to the increase in the content of humic acids. пового состава гумуса за счет увеличения содержания гу-миновых кислот.
Введение
В формировании плодородия, регулировании физико-химических, агрофизических и биологических свойств почвы ведущая роль принадлежит органическому веществу, в частности гумусу. Содержание гумуса определяет не только направленность почвенных процессов, но экологическое состояние, производительность почв и урожайность сельскохозяйственных культур. В то же время гумус является относительно динамической составной частью почвы, которая испытывает количественные и качественные изменения под воздействием ряда факторов, среди которых ведущей является хозяйственная деятельность человека.
Поэтому в изучении проблемы гумуса главное место занимает вопрос его качественного состава, который является важным диагностическим показателем степени окультуренности почвы и направленности процессов гумификации.
Анализ источников
Фундаментальными работами В. В. Докучаева [1], М. М. Кононовой [2], Н. В. Тюрина [3] и их последователей Л. Н. Александровой [4], Д. С. Орлова, Л. А. Гришиной [5], Т. И. Кулаковской, Л. И. Костюкевич [6] основательно исследована исключительная роль гумуса в процессах почвообразования, плодородия и питания растений, а также установлено, что в процессе сельскохозяйственного использования органическое вещество почвы претерпевает значительные изменения.
Основными источниками образования и пополнения запасов гумуса является внесения в почву органических удобрений, в частности навоза, достаточное количество органических остатков растений, значительная роль принадлежит севообороту и применению минеральных удобрений, а также химической мелиорации кислых почв. Однако относительно роли минеральных удобрений и их влияния на процессы гумификации-минерализации в почве мнения ученых не всегда совпадают. Одни указывают на то, что при регулярном их применении можно достичь стабильного содержания гумуса. Другие подчеркивают только негативное влияние минеральных удобрений на гумусное состояние [7-12].
Наиболее достоверную и объективную информацию, которая дает возможность оценить роль и значение технологических приемов, агротехнических факторов в процессе трансформации составляющих органического вещества, ведущих к усилению гумификации, сохранению и закреплению гумусовых веществ в почве, можно получить в базовых стационарных опытах.
В этой связи заслуживают внимания результаты исследований в долговременном стационарном опыте, заложенном в 1965 г. на светло-серой лесной поверхностно оглеенной легко суглинистой почве с разными дозами и соотношениями минеральных удобрений, навоза и извести. Предыдущими исследованиями в данном опыте изучены особенности изменения плодородия и формирования гу-мусного состояния светло-серой лесной поверхностно оглеенной почвы при разных системах ее использования. Однако, учитывая длительность проведения опыта, а также внесенные коррективы в системы удобрения, изменение севооборота поставили задачу продолжения в новых условиях изучения влияния агротехнических факторов на содержания гумуса и его качественный состав.
Методы исследования
Долговременный стационарный опыт заложен в 1965 г. на светло-серой лесной поверхностно оглеенной легко суглинистой почве с разными дозами и соотношениями минеральных удобрений, навоза и извести в семипольном севообороте со следующим чередованием культур: картофель - яч-
мень яровой с подсеиванием клевера лугового - клевер луговой - пшеница озимая - свекла сахарная - кукуруза на силос - пшеница озимая.
Начиная с VI-й ротации проведена частичная реконструкция отдельных вариантов данного опыта, которая заключается в изучении эффективности и длительности последействия известкования, остаточных фосфора и калия при умеренном азотном питании с таким чередованием культур: кукуруза на силос - ячмень яровой с подсеиванием клевера лугового - клевер луговой - пшеница озимая. Начиная с VI-й ротации зеленую массу второго укоса клевера лугового запахивали в качестве органического удобрения.
Агрохимическая характеристика пахотного слоя почвы перед закладкой опыта следующая: содержание гумуса (по Тюрину) 1,42 %, рНка 4,2, гидролитическая кислотность (по Каппену) 4,5, обменная (по Соколову) 0,6 мг-экв/100 г почвы, содержание подвижного алюминия 6,0, сумма обменных оснований составляет 3,4 мг-экв/100 г почвы, содержание кальция 2,2 мг-экв/100 г почвы, подвижного фосфора (по Кирсанову) и обменного калия (по Масловой) - соответственно 3,6 и 5,0 мг/100 г почвы. В опыте предусмотрено совместное и раздельное внесение 0,5; 1,0 и 1,5 н СаСО3 по гидролитической кислотности, полной (N65P68K68), половинной, полуторной и двойной доз NPK, 10 т навоза на 1 гектар севооборотной площади. Известкование проводили в начале пятой ротации под картофель. Навоз вносили дважды: под картофель и свеклу сахарную, начиная с VI ротации - под кукурузу. Посевная площадь участков - 168 м2, учетная - 100 м2, повторность опыта трехкратная.
Содержание общего гумуса определяли по И. В. Тюрину в модификации Б. А. Никитина (ГОСТ 26213-91), групповой состав гумуса по И. В. Тюрину в модификации М. М. Кононовой и М. П. Бель-чиковой, фракционный - по Пономаревой и Плотниковой, рНш потенциометрически.
Основная часть
Агрохимический анализ исходного состояния почвы свидетельствует о низком содержании гумуса в светло-серой лесной поверхностно оглеенной почве. Как правило, в условиях кислой реакции почвенного раствора и промывного водного режима поглощающая способность и содержание кальция низкие, следовательно гумус почвы кислый, имеет неустойчивый характер и легкоподвижный.
Проведенные исследования на протяжении 2011-2013 гг. показали, что гумус светло-серой лесной поверхностно оглеенной почвы характеризуется преобладанием содержания фульвокислот над гумино-выми. Содержание фульвокислот в составе гумуса на контроле без удобрений на конец VШ-й ротации составляет 47,1 против 29,9 % гуминовых кислот. Отношение Сгк:сфк равно 0,63, что по классификации Д. С. Орлова и Л. А. Гришиной [5] характеризует гуматно-фульватный тип гумуса (табл. 1).
Таблица 1. Качественный состав гумуса пахотного слоя (0-20 см) светло-серой лесной поверхностно оглеенной почвы в зависимости от удобрений и известкования, конец УШ ротации
№ вар. Содержание вариантов Общий гумус, % Содержание в гумусе, % Сгк : Сфк
гуминовых кислот (Сгк) фульвокислот (Сфк) негидроли-зуемого остатка
1 Контроль(без удобрений) 1,50 29,9 47,1 23,0 0,63
4 Навоз, 10 т/га + СаСО3, 1,0 н (последействие) 1,61 28,9 39,6 31,5 0,73
7 Навоз, 10 т/га + №К + СаСО3, 1,0 н (последействие) 1,91 31,6 37,9 30,5 0,83
13 Навоз, 10 т/га + Ы30 (РК последействие) + СаСО3, 1,5 н (последействие) 1,84 29,0 40,2 30,8 0,72
15 Н;5 (PK - последействие) 1,60 28,0 44,0 28,0 0,63
17 СаСО3, 1,5 н (последействие) + Ы65 (PK - последействие) 1,76 30,4 41,1 28,5 0,74
НСР05 0,05 1,3 1,5 1,2 0,04
Долговременное применение 10 т/га севооборотной площади навоза на фоне последействия 1,0 н СаСО3 по г.к. повышает на конец VIII-й ротации содержание гумуса на 0,11% с одновременным улучшением его группового состава до 0,73. Подобные процессы гумусонакопления характерны также для варианта сочетания 10 т/га севооборотной площади навоза, последействия NPK и 1,5 н Са-СО3 по г.к. (вар. 13). Наиболее активно процессы гумусообразования проходят при совместном внесении в севообороте 10 т/га навоза, ^Р^Кв на фоне известкования 1,0 н СаСО3 по г.к. При этом содержание гумуса возросло до 1,91%, а групповой состав улучшился до 0,83 за счет увеличения содержания в гумусе гуминовых кислот, как наиболее ценной части почвенного гумуса, до 31,6 %.
В варианте минерального удобрения, как и в случае контроля без удобрений, соотношение углерода гуминовых к фульвокислотам составляет 0,63 (вар. 15). Трансформация органического вещества почвы при использовании данной системы удобрения на фоне известкования 1,5 н СаСО3 по г.к. приобретает аккумулятивный характер. При этом содержание гумуса возрастает соответственно до
1,76 %, соотношение Сгк:сфк повышается до 0,74. Следовательно, известкование светло-серой лесной поверхностно оглееной почвы ослабляет негативное влияние NPK, повышает содержание гуми-новых кислот и улучшает качество гумуса. Под влиянием навоза в гумусе увеличивается содержание негидролизируемого остатка, состоящего из трудногидролизируемых соединений, связанных с минеральной частью почвы, на 7,5-8,5 % по сравнению с контролем без удобрений.
В предыдущих исследованиях гумусного состояния светло-серой лесной поверхностно оглеенной почвы [14] на вариантах контроля и интенсивного минерального удобрения, соотношения углерода Сгк:сфк составляло 0,48-0,41, что согласно классификации В. К. Пестрякова [13], характеризует фульватный тип гумуса. При таких условиях кислотность почвенного раствора на варианте контроля составляла 4,02 рНш, при длительном внесении одних минеральных удобрений - 3,7 единиц рНш. Однако после изменения севооборота и прекращения внесения высоких доз минеральных удобрений показатели рНш на протяжении 12 лет выросли до 4,28 на контроле без удобрений и 4,15 на варианте минерального удобрения, приближаясь к генетически присущей кислотности данного типа почвы.
Изучение фракционного состава гумуса свидетельствует о том, что в составе фульвокислот преобладает фракция 1+1"а", представленная наиболее молодыми и связанными с подвижными полутора-окислами органическими веществами, которые претерпевают значительные изменения под влиянием удобрений. На вариантах контроля и минеральной системы удобрений содержание фракции 1+1"а" наивысшее и составляет в составе гумуса 22,5-22,6 %. Наименьшее содержание в составе фульвокис-лот припадает на фракцию 2, связанную с кальцием. В варианте применения минеральных удобрений содержание этой фракции на уровне контроля и составляет 5,38 %. Органическая, а также органо-минеральная системы удобрения на фоне известкования повышают содержание фульвокислот второй фракции на 1,8-2,9 %. При применении минеральных удобрений на фоне известкования содержание фульвокислот, связанных с кальцием возрастает на 1,16 % (табл. 2.). В составе гуминовых кислот содержание второй фракции связанной с кальцием также самое низкое на вариантах контроля и минеральных удобрений, однако, под влиянием применяемых агротехнических воздействий фракция Сгк-2 претерпевает значительные изменения. В варианте длительного применения навоза, совместного применения навоза и минеральных удобрений на фоне известкования содержание фракции Сгк-2 возрастает соответственно до 8,49 и 8,22 % против 4,59 % на контроле без удобрений. Минеральная система удобрений на фоне известкования повышает относительное содержание гуминовых кислот, связанных с кальцием до 5,88 %.
Таблица 2. Фракционный состав гумусовых кислот светло-серой лесной поверхностно оглеенной почвы, % в гумусе, конец VIII ротации
№ вар. Содержание вариантов Фракция фульвокислот Фракция гуминовых кислот
1"а" 1 2 3 1 2 3
1 Контроль(без удобрений) 8,04 14,50 5,70 13,80 8,04 4,59 11,50
4 Навоз, 10 т/га + СаСО3, 1,0 н (последействие) 7,49 13,90 8,60 10,70 10,70 8,49 11,80
7 Навоз, 10 т/га + №К + СаСО3, 1,0 н (последействие) 4,51 14,40 8,13 10,80 9,80 8,22 10,80
13 Навоз, 10 т/га + N30 (РК последействие) + СаСО3, 1,5 н (последействие) 5,62 13,10 7,50 13,10 11,20 7,49 9,40
15 Н;5 (РК - последействие) 7,54 15,10 5,38 14,00 8,38 4,30 9,69
17 СаСО3, 1,5 н (последействие) + (РК - последействие) 5,88 13,70 6,86 13,70 9,80 5,88 11,80
НСР05_ % 0,6 0,9 0,5 0,9 0,8 0,6 0,6
Содержание подвижных гуминовых кислот (Сгк-1) увеличивается под влиянием применения навоза и минеральных удобрений даже на фоне известкования, что связано в первую очередь со значительным снижением эффекта последействия известкования на протяжении трех ротаций. Фракции 3 гуминовых и фульвокислот представлены веществами, связанными с глинистыми минералами, входят в состав химически стойкой части гумуса и в меньшей степени изменяются по вариантам опыта.
Использование зеленой массы второго укоса клевера лугового в качестве органического удобрения также оказывало существенное влияние на процессы гумификации. Известно, что органические остатки богатые белками, в частности бобовых многолетних трав, дают максимальный выход гумусовых кислот, в составе которых доминируют гуминовые кислоты. Проведенные исследования в условиях стационарного опыта из уточнения коэффициентов гумификации показали, что выход гумусовых веществ при запахивании клевера лугового составлял 0,25 %.
Анализируя результаты исследования группового и фракционного состава гумуса после завершения трех-четырехпольных ротаций следует подчеркнуть, что исключение из севооборота интенсивных сельскохозяйственных культур, в частности свеклы сахарной и картофеля, прекращение внесе-
ния высоких доз минеральных удобрений, запашка зеленой массы второго укоса клевера лугового, органические остатки которого обладают значительным гумусонакопительным эффектом, имеют решающее влияние на процессы гумификации в первую очередь вариантов контроля и минерального удобрения, снижая на конец VIII-ой ротации в составе гумуса содержание фракции 1"а" агрессивных фульвокислот до 7,54-8,04 % против 15,0-13,4 % в конце VI-ой ротации [14] и таким образом уменьшают фульватизацию гумуса.
Заключение
Совместное внесение на светло-серой лесной поверхностно оглеенной почве минеральных удобрений в дозе ^Р^К», 10 т/га севооборотной площади навоза, на фоне последействия 1,0 н СаСО3 в наибольшей степени способствуют процессам гумусонакопления и сопровождается характерными изменениями: в групповом составе гумуса возрастает общее содержание гуминовых кислот, во фракционном - содержание ГК-2, связанной с кальцием и повышается содержание негидролизуемого остатка.
Длительное применение минеральных удобрений на светло-серой лесной поверхностно оглеенной почве эффективно только на фоне известкования. При этом повышается содержание гумуса и улучшается его качественный состав.
ЛИТЕРАТУРА
1. Докучаев, В. В. Избранные сочинения / В. В. Докучаев. Т. III. - М.: Сельхозгиз, 1949. - 446 с.
2. Кононова, М. М. Органическое вещество почвы, его природа, свойства и методы изучения / М. М. Кононова. - М.: Изд-во АН СССР, 1963. - 314 с.
3. Тюрин, Н. В. Органическое вещество почвы и его роль в плодородии / Н. В. Тюрин. - М.: Наука, 1965. - 319 с.
4. Александрова, Л. Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации / Л. Н. Александрова. - Л.: Наука, 1980. - 287 с.
5. Орлов, Д. С. Практикум по химии гумуса / Д. С. Орлов, Л. А. Гришина. - М., 1981. - 272 с.
6. Кулаковская, Т. И. Влияние систем удобрения на содержание и состав гумуса дерново-подзолистой супесчаной почвы / Т. И. Кулаковская, Л. И. Костюкевич // Агрохимия. - 1984. - № 8. - С. 57-62.
7. Дегодюк, С. Е. Вплив тривалого внесення добрив на вмют i яюсть гумусу срого лкового Грунту / С. Е. Дегодюк, Л. В. Бобер, О. А. Штвшова // Вюник аграрно! науки. - 2009. - №1. - С. 57-60.
8. Журавель, С. В. Змша гумусного стану i вмюту лужногiдролiзованого азоту за рiзних систем удобрення та обробггку в ивозмш / С. В. Журавель, М. М. Кравчук, Р. Б. Кропивницький, Т. В. Кравчук // Вюник Житомирського нацю-нального агроеколопчного ушверситету. - 2009. - №2. - С. 95-103.
9. Л^овий, М. В. Застосування мшеральних добрив та вщновлення родючосп Грунпв в умовах сучасного землероб-ства / М. В. Шсовий // Вюник аграрно! науки. - 1998. - №3. - С. 15-19.
10. Тимощук, I. В. Особливост1 змши гумусного стану ясно-срого люового Грунту тд впливом тривалого внесення добрив i вапна/ I. В. Тимощук, В. В. Сттинський // Збiрник матерiалiв II-! мiжвузiвськоl науково-практично! конференцй "Наука, молодь, еколопя - 2006" (15-16 червня 2006 р.). - Житомир, 2006. - С. 9-10.
11. Хлыстовский, А. Д. Плодородие почвы при длительном применении удобрений и извести / А. Д. Хлыстовский. -М.: Наука, 1992. - 192 с.
12. Козак, Н. В. Изменение агрохимических свойств темно-серой лесной легкосуглинистой почвы под влиянием длительного применения минеральных удобрений в яблоневом саду / Н. В. Козак // Агрохимия. - 1995. - № 12. - С. 22-31.
13. Пестряков, В. К. Окультуривание почв Северо-Запада / В. К. Пестряков. - Л.: Колос, 1977. - С. 227-252.
14. Габриель, А. Й. Формування гумусного стану ясно-арого люового Грунту тд впливом тривалого використання добрив i вапна /А. Й. Габриель, В. В. Сттинський, I. В. Тимощук // Науковий вюник Л^всько! нацюнально! академй вете-ринарно! медицини iменi С. З. Гжицького. - 2006. - Том 8, № 2 (29), Ч. 4. - С. 25-30.
633.11"324":631.8
И. Р. ВИЛЬДФЛУШ, Г. В. ПИРОГОВСКАЯ, С. Р. ЧУЙКО
ВЛИЯНИЕ НОВЫХ ФОРМ КОМПЛЕКСНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА СОРТОВ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ
(Поступила в редакцию 22.05.14)
Применение нового твердого комплексного удобрения марки 5:16:35 с Cu и Mn повышало урожайность зерна озимой пшеницы по сравнению с внесением аммофоса и хлористого калия у сорта Богатка на 4,0 и сорта Сюита на 5,0 ц/га. Некорневая подкормка комплексным удобрением Эколист Зерновые на фоне N20P64K140 + N70 + N40+ N40 увеличивало урожайность зерна сорта Богатка на 7,4 и сорта Сюита на 7,9 ц/га.
Application of new solid complex fertilizer of the brand 5:16:35 with copper and manganese increased the yield of grain of winter wheat in comparison with application of ammophos and potassium chloride by 0.40 t/ha in variety Bogatka and by 0.50 t/ha in variety Suita. Non-root additional feeding with complex fertilizer Ecolist Zernovyye on the background of N20P64K140 + N70 + N40+ N40 increased the yield of grain of variety Bogatka by 0.74 t/ha and variety Suita by 0.79 t/ha.
