CC BY
14
ПЛОДОРОДИЕ
УДК 631.445.4:631.417.2:631.8
Гумусовый фонд черноземов выщелоченных и его изменение при длительном применении удобрений
А.И. ГРОМОВИК, кандидат биологических наук
Воронежский государственный университет
E-mail: agrom.ps@rambler. ru
Проведена комплексная оценка гумусового фонда черноземов выщелоченных в длительном опыте с удобрениями с применением принципиально новых подходов.
Ключевые слова: органическое вещество, черноземы, удобрения.
Плодородие черноземов определяется, прежде всего, гумусовым состоянием, которое оказывает влияние на важнейшие свойства и режимы почв [I, 2]. Важными показателями гумусового фонда почв являются содержание и состав гумуса [3]. Длительное применение удобрений на черноземах приводит к качественным и количественным изменениям органического вещества,
особенно активных компонентов в составе гумуса, способных к быстрой трансформации [4]. Зачастую такие изменения носят негативный характер [1].
Воспроизводство гумуса и оптимизация процессов гумусообразова-ния пахотных почв - актуальные проблемы современного земледелия, для решения которых требуется системная оценка трансформации гумусового состояния черноземов.
В 2006-2010 гг. в лесостепной зоне ЦЧР, на территории землепользования Всероссийского НИИ сахарной свеклы и сахара им. А.Л. Мазлу-мова (Рамонский район Воронежской области) исследовалась степень аг-рогенной трансформации гумусового фонда черноземов выщелоченных с целью поиска путей его оптимизации при длительном применении удобрений в зерносвекловичном севообороте.
Почвы опытного участка - черно-
земы выщелоченные малогумусные и среднегумусные среднемощные тяжелосуглинистые на карбонатных суглинках.
Стационарный опыт был заложен в 1936 г. и представляет собой девя-типольный зерносвекловичный севооборот. Схема опыта включала пять вариантов с различными дозами минеральных и органических удобрений: 1 - без удобрений (контроль); 2 - 1Х45Р45К45 + навоз, 25 т/га; 3 - Х135Р135К135 + навоз, 25 т/га; 4 -х 12оР 120К12о + навоз, 50 т/га; 5 -Ы190Р190К190. Повторность опыта трехкратная, размещение вариантов систематическое. В качестве минеральных удобрений применяли азофоску (16:16:16), которую вносили под сахарную свеклу перед основной обработкой почвы. Навоз использовали один раз за ротацию севооборота в паровом поле.
Все анализы и определения проводили по общепринятым методикам. Принципиальным отличием работы было то, что все показатели, формирующие гумусовый фонд, были пересчитаны из массовых процентов в проценты от объема почвы, с использованием данных по плотности сложения, что позволяет нивелировать и правильно интерпретировать полученные результаты.
Длительное применение удобре-
1. Содержание углерода, гумуса, азота в черноземах выщелоченных при длительном применении удобрений (в среднем за 2006-2010 гг.)
Вариант Глубина, см d , г/см3 С орг. Гумус N орг. C:N Сорг. орг. Гумус N орг.
% от массы почвы % от объема почвы
I 0-20 1,11 2,84 4,90 0,238 14,0 3,15 5,43 0,264
20-40 1,15 2,60 4,48 - - 2,99 5,15 -
40-60 1,18 1,75 3,02 - - 2,07 3,56 -
2 0-20 1,10 2,97 5,12 0,263 13,2 3,27 5,63 0,289
20-40 1,15 2,69 4,64 - - 3,09 5,33 -
40-60 1,20 1,84 3,17 - - 2,21 3,81 -
3 0-20 1,09 3,12 5,38 0,272 13,4 3,40 5,86 0,296
20-40 1,14 2,82 4,86 - - 3,21 5,54 -
40-60 1,20 1,95 3,36 - - 2,34 4,03 -
4 0-20 1,06 3,32 5,72 0,271 14,3 3,52 6,07 0,287
20-40 1,12 3,09 5,33 - - 3,46 5,97 -
40-60 1,14 2,25 3,88 - - 2,57 4,42 -
5 0-20 1,08 3,25 5,60 0,286 13,3 3,51 6,05 0,309
20-40 1,11 2,96 5,10 - - 3,29 5,66 -
40-60 1,15 2,01 3,47 - - 2,31 3,99 -
НСР05 0,02 0,15 0,34 0,020 0,24 0,20 0,39 0,026
0,02 0,18 0,30 - - 0,23 0,35 -
0,02 0,14 0,33 - - 0,19 0,38 -
2. Влияние длительного применения удобрений на активные компоненты в составе гумуса черноземов выщелоченных (в среднем за 2006-2010 гг.)
Вариант Глубина, Слгк С ^пов Слгк С пов
см % от массы почвы % от объема почвы
I 0-20 0,18 0,20 0,20 0,22
20-40 0,13 0,16 0,15 0,18
40-60 0,10 0,14 0,12 0,17
2 0-20 0,21 0,24 0,23 0,26
20-40 0,18 0,20 0,21 0,23
40-60 0,14 0,17 0,17 0,20
3 0-20 0,28 0,30 0,31 0,33
20-40 0,22 0,23 0,25 0,26
40-60 0,18 0,17 0,22 0,20
4 0-20 0,30 0,30 0,32 0,32
20-40 0,20 0,22 0,22 0,25
40-60 0,15 0,17 0,17 0,19
5 0-20 0,28 0,29 0,30 0,31
20-40 0,22 0,24 0,24 0,27
40-60 0,19 0,18 0,22 0,21
нср05 0,05 0,05 0,08 0,08
0,06 0,05 0,09 0,08
0,04 0,06 0,07 0,09
ний способствовало существенному повышению содержания гумуса (табл. I). Максимальный рост этого показателя наблюдался в варианте 4 с увеличенной дозой навоза и варианте S, при внесении 1Х190Р190К190 (соответственно на 0,64 и 0,62 абс. % от объема), при этом почвы вариантов характеризовались как среднегу-мусные (6^-6,07 %). Однако если оценивать гумус в массовых процентах, то почвы этих вариантов следует считать малогумусными ^,60-S,72 %), что также подтверждает ненадежность использования массовых процентов при обсуждении результатов. В вариантах 2 и 3, где вносили минеральные удобрения и навоз, содержание гумуса в верхнем слое почвы (0-20 см) изменялось от S,63
до S,86 % от объема почвы, что больше контроля на 0,20-0,43 абс. объемных %. Почвы в этих вариантах характеризовались как малогу-мусные. С глубиной во всех вариантах происходило закономерное снижение содержания гумуса.
Удобрения оказывали как прямое, так и косвенное влияние на увеличение содержания гумуса в почве. Так, при внесении навоза источником для синтеза гумуса в почве было собственно органическое вещество навоза (прямое влияние) и пожнив-но-корневые остатки (косвенное влияние), а при использовании минеральных удобрений - только по-жнивно-корневые остатки.
По мнению И.В. Тюрина И, устойчивость к минерализации различных
фракций гумуса должна зависеть от соотношения в них углерода и азота. С точки зрения эффективного плодородия наиболее полезен тот гумус, который способен к быстрой трансформации и снабжению растений азотом, углекислотой и другими элементами, связанными с ним. Длительное применение удобрений способствовало повышению содержания общего органического азота (Ыо г) в почве. Максимальное увеличение (на 0,04S абс. объемных %) этого показателя произошло при внесении 1Х190Р190К190. Установлена сильная корреляционная связь (И = 0,70) между содержанием гумуса и Ыорг. Исследуемый показатель также имел высокую корреляцию с дозой удобрений (И = 0,87). Несмотря на это соотношение С:Ы варьировало от 13,2 до 14,3.
Большое значение для пахотных почв имеет агрогенно-трансформи-руемое органическое вещество, представляющее собой активную часть гумуса почвы [6]. Активные компоненты в составе гумуса, как наиболее трансформируемые и обогащенные азотом части гумусовых веществ, являются главнейшими источниками энергии, аккумулированной в гумусовых веществах, а также питательных элементов для растений и микроорганизмов. Разложение лабильных гумусовых веществ предохраняет инертный гумус от глубокой деструкции [7]. Поэтому содержание в почве активных гумусовых веществ служит показателем ее эффективного плодородия.
Установлено, что доли как лабильных гумусовых кислот (Слгк), так и подвижного органического вещества
3. Групповой состав гумуса при длительном применении удобрений (в среднем за 2006-2010 гг.)
Вариант Глубина, см С гк СФК н.о. СГК:СФК С гк СФК н.о.
% от массы почвы % от объема почвы
1 0-20 1,01 0,43 1,39 2,36 1,12 0,48 1,55
20-40 0,93 0,40 1,27 2,34 1,07 0,46 1,46
40-60 0,63 0,27 0,85 2,35 0,75 0,32 1,00
2 0-20 1,09 0,42 1,46 2,59 1,20 0,46 1,60
20-40 0,97 0,39 1,34 2,48 1,11 0,45 1,54
40-60 0,66 0,26 0,92 2,54 0,79 0,31 1,10
3 0-20 1,15 0,45 1,53 2,55 1,25 0,49 1,66
20-40 1,02 0,42 1,37 2,43 1,16 0,48 1,57
40-60 0,71 0,29 0,95 2,44 0,85 0,35 1,14
4 0-20 1,24 0,46 1,63 2,68 1,31 0,49 1,73
20-40 1,14 0,43 1,52 2,65 1,28 0,48 1,70
40-60 0,83 0,32 1,10 2,59 0,95 0,37 1,26
5 0-20 1,14 0,52 1,59 2,19 1,23 0,56 1,71
20-40 1,08 0,49 1,40 2,20 1,20 0,54 1,55
40-60 0,73 0,34 0,94 2,16 0,84 0,39 1,08
нср05 0,06 0,06 0,01 0,10 0,11 0,08 0,02
0,08 0,08 0,02 0,09 0,08 0,09 0,10
0,07 0,07 0,02 0,08 0,09 0,09 0,02
14
(Спов) в составе гумуса примерно одинаковы (табл. 2). Минимальное содержание этих показателей было на контроле (соответственно 0,20 и 0,22 % от объема почвы в верхнем слое гумусового горизонта и до 0,12 и 0,17 % в нижнем). Содержание Слгк и Спов на удобренных вариантах в верхнем слое почвы в среднем повышалось на 0,03-0,12 абс. % по сравнению с контролем. Существенных различий между удобренными вариантами не наблюдалось.
Важной качественной характеристикой гумусового фонда является состав гумуса и соотношение групп гумусовых веществ. Почва опытного участка характеризовалась гумат-ным типом гумуса и высокой степенью гумификации органического вещества. Соотношение углерода группы гуминовых кислот к углероду группы фульвокислот (Сгк:Сфк) в неудобренном варианте в слое почвы 0-20 см составляло 2,36, а в слое 4060 см - 2,3S (табл. 3). Длительное применение удобрений привело к расширению диапазона Сгк:Сфк. В вариантах 2 и 3 с внесением минеральных удобрений и навоза это соотношение в верхнем слое посвы расширялось до 2,SS-2,S9, вниз по профилю почвы - незначительно сужалось, и на глубине 40-60 см варьировало в пределах от 2,44 до 2,S4. В варианте 4 с внесением повышенной дозы навоза степень гумификации органического вещества была самая высокая. Здесь соотношение Сгк:Сфк в верхнем и нижнем слоях почвы расширялось соответственно до 2,68 и 2,S9. При внесении N190P190K190 гуматно-фульватное соотношение, напротив, сужалось до 2,19 в верхнем и 2,16 - в нижнем слое почвы, что вероятно связано с подкисляющим действием высокой дозы минеральных удобрений. При этом в составе гумуса увеличивалось содержание углерода фульвокислот (Сфк) при одновременной убыли углерода гуминовых кислот (Сгк).
Преобладание в почве гуминовых кислот объясняется условиями закрепления и их устойчивостью. Подтверждением тому служит абсолютный возраст различных фракций гумуса [8], который исчисляется тысячелетиями.
Почвы опытного участка характеризовалась средним содержанием гумина или негидролизуемого остатка (Н.О.), количество которого возрастало с увеличением доз удобрений, хотя и было не столь значительным. По-видимому, это связано с
прочной связью гумина с минеральной частью почвы и довольно высокой его устойчивостью к кислотному и щелочному гидролизу.
Таким образом, длительное применение удобрений привело к трансформации состава гумуса через перераспределение групп гумусовых веществ и изменению степени гумификации органического вещества.
Литература
I. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. - M.: Наука, 19SO. - PS7 с.
P. Кононова M.M. Органическое вещество и плодородие почвы//Почвове-дение, 19S4. - № S. - С. б-PO.
3. Гришина Л.А., Орлов Д.С. Система показателей гумусного состояния/Проблемы почвоведения. - M.: Наука, 197S. - С. 4P-47.
4. Шевцова Л.К. Программа и методы исследования гумусного состояния почв длительных опытов Геосети, реперных участков и полигонов агроэкологическо-го мониторинга. - M.: ВНИИА, POOS. -Зб с.
5. Тюрин И.В. Органическое вещество почвы и его роль в плодородии. - M.: Наука, 19б5. - ЗPO с.
6. Когут Б^. Принципы и методы оценки содержания трансформируемого органического вещества в пахотных по-чвах//Почвоведение, POOЗ. - № З. - С. ЗOS-З1б.
7. Mасютенко Н.П. Mетодические подходы, критерии и параметры допустимых антропогенных нагрузок на гумус-ное состояние почв/Инновационно-технологические основы развития земледелия. - Курск, POOT. - С. З4б-З51.
S. Рублин E.B., Козырева M.T., Зубков А.И. О возрасте гумуса черноземной европейской части СССР/Труды 1O Mеж-дународного конгресса почвоведов. - M.: Наука, 1974. - Т. б. - С. ^P.
Статья поступила в редакцию 14.06.2011
Humus fund of leached black soils and its changes during a prolonged application of fertilizers
A.I. Gromovik
There has been estimation of humus fund of ieached biack soiis during a proionged experiment with a innovative approach to fertiiizers' appiication. Keywords: organic substance, biack soiis, fertiiizers.
УДК 631.811:631.S1:633.111»321»
Динамика
содержания
подвижных
элементов
питания
под посевами
яровой мягкой
пшеницы
А.Г. КРЮЧКОВ, И.Н. БЕСАЛИЕВ, доктора сельскохозяйственных наук
А.Л. ПАНФИЛОВ, кандидат сельскохозяйственных наук
Оренбургский НИИ сельского хозяйства
E-mail: panfilov-1 @mail. ru
Приведены результаты трехлетних исследований о содержании элементов минерального питания растений (N, Р, К) в периоды посева, колошения и полной спелости яровой пшеницы в различных слоях южного чернозема Оренбургского Зауралья на фоне четырех приемов основной обработки почвы.
Ключевые слова: азот, фосфор, калий, динамика содержания элементов питания, слой почвы, обработка почвы.
Для дифференцированного применения доз минеральных удобрений необходимо иметь представление о содержании основных элементов питания в почве, которое способно изменяться в значительной степени от условий весеннего периода, приемов подготовки почвы, выноса элементов питания урожаем предшествующей культуры и от целого ряда других причин (почвенные разности, рельеф, экспозиция склона).
В статье представлены результаты трехлетних (2007-2009) исследований содержания основных элементов питания под посевами яровой мягкой пшеницы, размещаемой второй-четвертой культурой после пара на фоне четырех приемов ос- ш новной обработки почвы: 1 - без об- | работки, 2 - мелкая на 14-16 см с £ помощью стоек СибИМЭ, 3 - плос- | корезная на 2S-27 см, 4 - щелева- Ш ние на 3S-40 см. Опыт проводили в z СПК «Комсомольский» Адамовского р района. р
Предпосевная подготовка почвы 2
р
IS
IëîâîÔîâèâ.p65 15 30.01.2012, 20:25
