CC BY
127
клубнях картофеля на 0,3.. .0,6 % (в контроле 19,9 %), Выводы. Применение компостов положительно
крахмала - на 1,2...2,0 % (в контроле 10,1 %) и аскор- влияет на рост и развитие культуры картофеля, повы-
биновой кислоты - на 0,2...1,4 % (в контроле 8,4 %). шает урожайность и качество продукции.
Во всех вариантах с внесением компостов отмечено Наибольшая урожайность картофеля отмечена в
повышение содержания гумуса. Так, при использовании варианте с внесением НПК 40 т/га + (NPK)90 - 16,1 т/
НПОК 40 т/га + (NPK)90 оно увеличилось на 0,4 % (в кон- га, при этом прибавка урожая к контролю составляет
троле 3,3 %). При внесении удобрений наблюдалась тен- 4,9 т/га. Самая высокая товарность клубней (86 %) на-
денция повышения гидролитической кислотности почвы. блюдается при использовании НПОК с биопрепаратом
Установлено положительное влияние компостов на «ФитоНордбакт» 40 т/га.
баланс гумуса, который был равен +0,2...+7,6 т/га. Наи- Наибольшее накопление гумуса в почве отмечено
более благоприятное воздействие на почву обеспечило в варианте с внесением НПК с биопрепаратом «Фитоиспользование НПК в дозе 40 т/га. нордбакт» в дозе 40 т/га (+7,6 т/га).
Литература.
1. Степанов А.И. Производство торфопометных компостов и их использование под картофель в условиях Якутии. Рекомендации/ РАСХН. Сиб.отд-ние. НПО «Якутское», ЯНИИСХ. ВИУА.- Новосибирск, 1993. - 16 с.
2. Мерзлая Г.Е., Шевцова Л.К. Гумус и органические удобрения как основа плодородия /Плодородие., №5 (32) 2006.-27с.
3. Тарабукина Н.П., СтепановА.И., Неустроев М.П. Комплекс мероприятий по биологическому обеззараживанию и переработке навоза и птичьего помета в условиях Якутии. Метод. Рекомендации /РАСХН. Сиб.отд-ние. Якут. НИИСХ.- Новосибирск, 2000. - 16 с.
4. Степанов А.И., Прибылых Е.И., Тарабукина Н.П., Федоров А.Я., Слепцов С.С. Органические удобрения и их применение в условиях Якутии: Мет. Рекомендации/Рос.Акад.с.-х.наук, Якутский НИИСХ, - Якутск, 2008. -34 с.
5. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.
6. Система ведения сельскохозяйственного производства в Республике Саха (Якутия). Якутск. 2009. - 316 с.
7. Охлопкова П.П., Степанов А.И., Васильева Р.Д. и др. Технология возделывания картофеля в условиях Якутии. Метод. Рекомендации/РАСХН. Сиб.отд-ние. Якут.НИИСХ. - Якутск,2004. - 44 с.
8. Батыев Х. А. Методика расчета баланса гумуса на планируемый урожай сельскохозяйственных культур (применительно к почвенно-климатическим условиям земледельческих районов Якутской АССР), Якутск. 1985. - 9 с.
COMPOST PRODUCTION AND APPLICATION FOR POTATO IN CONDITIONS OF CENTRAL YAKUTIA A.I. Stepanov, A.Ya. Fedorov, E.I. Pribylykh, E.I. Ivanov.
Summary. The results on compost production researches are presented. Application’s influence on crop yield, potato quality and agrochemical properties of permafrost soil.
Key words: organic fertilizers, compost, crop yield, recovery, bird manure.
УДК 631.41:631.412
ИЗМЕНЕНИЕ АГРОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЧЕРНОЗЕМА ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ УДОБРЕНИЙ И ОБРАБОТОК
А.П. КАРАБУТОВ, младший научный сотрудник Г.И. УВАРОВ, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
Белгородский НИИСХ Россельхозакадемии E-mail: [email protected]
Резюме. В условиях Центрального Черноземья рассмотрены агрохимические аспекты длительного (20 лет) применения минеральных и органических удобрений на фоне отвальной, безотвальной и минимальной обработок почвы. Установлено, что содержание подвижного фосфора в почве зернопропашного севооборота при внесении минеральных удобрений в дозе N120P120K120 увеличивается в 3,9 раза. По обеспеченности этим/i элементом почва переходит из низкой градации до высокой и очень высокой (181...205 мг/кг). Дополнительное внесение навоза в дозе 16 т/га севооборотной площади приводит к дальнейшему повышению содержания подвижных фосфатов в почве (до 214.255 мг/кг). На фоне минеральных удобрений и навоза минимальная обработки почвы способствует увеличению содержания подвижного фосфора на 13 % по отношению к вспашке.
Концентрация обменного калия обменного калия возрастает при длительном внесении минеральных удобрений, особенно с навозом, от среднего уровня обеспеченности (в контроле) до высокого (137.141 мг/кг почвы).
Систематическое применение минеральных удобрений уменьшает содержание гумуса в почве в среднем на 0,05
%, а навоза - повышает на 0,23 %. В наибольшей степени (на 0,37 %) оно возрастает в случае совместного внесения минеральных удобрений и навоза. При вспашке на удобренном фоне содержание гумуса повышается, по сравнению с минимальной обработкой почвы, на 0,11 %.
Минеральные удобрения увеличивают содержание водорода в почвенно-поглощающем комплексе на 1,7 мг-экв на 100 г почвы. Навоз стабилизирует кислотность пахотного слоя на исходном уровне, а совместное их применение оптимизирует величину этого показателя. Минимальная обработка почвы при минеральной системе удобрения способствует повышению гидролитической кислотности почвы на 23 % по отношению к вспашке.
С целью улучшения агрохимических показателей чернозема типичного использование минеральных удобрений должно сопровождаться однократным внесением за ротацию зернопропашного севооборота навоза под вспашку.
Ключевые слова: чернозем типичный, удобрения, способы обработки, элементы питания, гумус, кислотность.
Научно обоснованная система удобрения - важный фактор повышения плодородия черноземных почв, так как минеральные и органические удобрения - один из основных источников поступления питательных элементов [1]. Они не только улучшают питание растений, но и способствуют мобилизации азота, фосфора и
Таблица 1. Изменение содержания подвижных форм фосфора и калия в обменного калия (по Чирико-
слое почвы 0...30 см при длительном применении на фоне различных спо собов обработки удобрений.
Удобрения Вспашка Безотвальная Минимальная
навоз, т/га NPK, доза 1990 г. 2010 г. измене- ние 1990 г. 2010 г. измене- ние 1990 г. 2010 г. измене- ние
Подвижный фосфор
0 0 48 77 29 52 69 17 51 68 17
1 54 122 68 57 128 71 62 147 85
2 51 181 130 49 192 143 48 205 157
40 0 51 101 50 50 98 48 45 96 51
1 53 136 83 51 146 95 51 161 110
2 58 214 156 51 230 179 53 230 177
80 0 56 102 46 63 99 36 66 108 42
1 54 167 113 59 171 112 65 187 122
2 54 235 181 54 248 194 71 255 184
Обменный калий
0 0 98 95 -3 91 90 -2 97 91 -7
1 94 108 14 90 105 15 91 108 17
2 90 141 50 95 139 44 97 137 40
40 0 93 113 21 98 115 17 102 114 11
1 92 133 42 94 126 31 106 127 20
2 100 152 52 99 158 60 97 146 49
80 0 94 120 26 98 116 19 99 118 19
1 94 138 44 92 126 34 103 135 32
2 93 157 64 97 150 53 104 151 47
НСР05, мг/кг для Р2О5: А - 15; В - 14. Для К2О: А -13; В - 9.
других элементов из почвы благодаря изменению условий существования почвенных микроорганизмов [2]. Однако минеральная система удобрения не оправдана с агроэкологической точки зрения, так как приводит к ускорению разложения органического вещества почвы [3]. Кроме того, систематическое применение физиологически кислых удобрений приводит к подкислению почвы и созданию отрицательного баланса кальция и магния [4]. Из-за снижения количества органического вещества и деструкции коллоидного комплекса в пахотных черноземах уменьшается общее содержание доступных элементов питания [5]. Органические удобрения устраняют негативные процессы, вызванные минеральными туками, и обеспечивают воспроизводство потенциала почвенного плодородия [6,7]. Открытым остается вопрос изменения агрохимических показателей типичных черноземов при длительном внесении удобрений и в зависимости от способов основной обработки почвы.
Цель нашей работы - установить изменение основных агрохимических характеристик чернозема типичного при длительном действии удобрения на фоне разных способов основной обработки почвы.
Условия, материалы и методы. Исследования проведены в стационарном полевом опыте лаборатории плодородия почв и мониторинга Белгородского НИИСХ, заложенном в 1987 г. Зернопропашной севооборот с чередованием культур: горох - озимая пшеница - сахарная свекла - ячмень - кукуруза на силос развернут в пространстве и во времени. К 2010 г. в четырех из пяти полей опытного участка прошло четыре ротации севооборота.
Почва - чернозем типичный, среднемощный, мало-гумусный тяжелосуглинистый на лессовидном суглинке.
Во время закладки опыта в пахотном слое содержалось 4,7...5,6 % гумуса, 6,7...7,8 мг/100 г подвижного фосфора и 9,2.12,1 мг/100 г
ву). Гидролитическая кислотность изменялась в пределах 2,9...4,1 мг-экв/100 г почвы.
На фоне различных способов основной обработки почвы (фактор А) - вспашка, безотвальное и минимальное рыхление - испытывали действие удобрений (фактор В) по схеме, в которой за одинарную дозу минеральных удобрений принимали М60р62к62 действующего вещества и 40 т/га навоза (8 т/ га севооборотной площади). Навоз вносили под сахарную свеклу один раз за ротацию. Двойные дозы удобрений рассчитаны на расширенное воспроизводство плодородия почвы.
Содержание подвижных форм фосфора и калия в почве определяли по Чирикову в модификации ЦИНАО, гумуса - по Тюрину, кислотность почвы - по Каппену.
Результаты и обсуждение. За четыре ротации севооборота в контроле содержание фосфатов в почве увеличилось в 1,4 раза (на 21 мг/кг), а обменного калия, наоборот, незначительно (на 4 мг/кг почвы) уменьшилось (табл. 1).
Внесение минеральных удобрений в одинарной дозе увеличивало содержание подвижного фосфора относительно исходного состояния до повышенного уровня. При двойной дозе оно возросло в 3,9 раза и достигло высокой и очень высокой степени обеспеченности.
При органической системе удобрения содержание подвижного фосфора увеличивалось меньше, чем при минеральной. Количество фосфора в слое почвы 0.30 см на органическом фоне возросло относительно исходного периода в 1,9 раза.
Внесение минеральных удобрений в сочетании с навозом способствовало наибольшему повышению содержания подвижного фосфора. Использование одинарных доз ЫРК на фоне 40 и 80 т/га навоза обеспечило рост величины этого показателя в 2,9 раза, а двойных - в 4,2 раза относительно исходного уровня.
На фоне минимальной обработки почвы количество подвижного фосфора в почве увеличилось по отношению к вспашке на 13 %.
Содержание обменного калия особенно сильно возрастало при внесении двойных доз. В этом случае Таблица 2. Изменение содержания гумуса в почве при длительном при-
Удобрения Вспашка Безотвальная Минимальная
Навоз, т/га NPK, доза 1987-1990 гг. 2007-2010 гг. измене- ние 2007-2010 гг. измене- ние 2007-2010 гг. измене- ние
0 0 5,36 5,05 -0,31 5,09 -0,27 5,19 -0,17
1 5,29 5,20 -0,09 5,20 -0,09 5,25 -0,04
2 5,33 5,29 -0,04 5,30 -0,03 5,31 -0,02
40 0 5,29 5,51 0,22 5,39 0,10 5,42 0,13
1 5,35 5,55 0,20 5,44 0,09 5,46 0,11
2 5,30 5,60 0,30 5,51 0,21 5,52 0,22
80 0 5,27 5,65 0,38 5,53 0,26 5,53 0,26
1 5,31 5,71 0,40 5,60 0,29 5,61 0,30
2 5,31 5,76 0,45 5,66 0,35 5,67 0,36
НСР05, %: А - 0,08; В - 0,05.
оно повысилось в 1,5 раза Таблица 3. Изменение гидролитической кислотности почвы (Нг) при дли-по отношению к исходным тельном применении способов обработки и удобрений, в среднем для слоя
значениям и соответствова- 0.30 см мг-экв/100 г почвы. ло высокой обеспеченности.
В варианте с органической системой удобрений количество подвижного калия выросло независимо от дозы навоза в 1,2 раза. В наибольшей степени (в 1,6 раза) оно увеличивалось при внесении двойных доз минеральных удобрений на фоне навоза.
Доля гумуса в слое почвы 0.30 см за 20 лет проведения опыта в варианте без удобрения снизилась на 0,24 %. На фоне минимальной обработки его потери благодаря менее активной минерализации были меньше, чем по вспашке или безотвальной обработке, на 0,12 % (табл. 2).
Применение только минеральных удобрений не способствовало накоплению гумуса, но сдерживало процессы дегумификации, а при внесении двойных доз содержание гумуса было выше, чем в контроле, на 0,19 %.
Внесение навоза обеспечивало накопление гумуса в почве. Содержание его на фоне 40 т/га возрастало относительно исходных значений на 0,16 %, а при дозе навоза 80 т/га - на 0,32 %.
Более интенсивный рост количества гумуса отмечен при совместном использовании минеральных и органических удобрений, особенно на фоне двойных доз. В этом случае оно повысилось относительно контроля на 0,59 %. Примечательно, что во всех вариантах внесения навоза содержание гумуса по вспашке в среднем было на 0,11 % больше, чем по безотвальным обработкам. Это указывает на усиление процесса гумификации при заделке навоза отвальным плугом на глубину 0.30 см.
Кислотность почвы за четыре ротации севооборота в контроле повысилась (табл. 3). При внесении одинарных доз минеральных удобрений она возросла, по сравнению с исходными значениями, в 1,3 раза, а в случае использования двойных доз увеличилась еще больше (в 1,7 раза).
Удобрения Вспашка Безотвальная Минимальная
навоз, т/га NPK, 1990 2010 измене- 1990 2010 измене- 1990 2010 измене-
доза г. г. ние г. г. ние г. г. ние
0 0 2,ВВ 3,46 0,58 3,37 3,91 0,54 3,72 3,99 0,27
1 3,б6 4,0l 0,51 3,49 4,б6 1,07 3,46 б,03 1,57
2 3,1l 4,91 1,74 2,В0 б,6В 2,88 3,6б б,97 2,32
40 0 4,0В 3,60 -0,48 3,В1 3,91 0,10 3,В9 3,В9 0,00
1 3,4В 3,ВВ 0,40 4,36 4,60 0,24 3,В3 3,90 0,07
2 4,16 4,ВВ 0,72 4,24 б,В9 1,65 4,0б б,39 1,34
ВО 0 3,31 3,04 -0,27 3,1В 3,4l 0,29 3,30 3,3l 0,07
1 3,90 3,66 -0,24 3,33 3,99 0,66 3,12 4,19 1,07
2 3,1l 3,76 0,58 3,26 4,б9 1,33 2,91 4,46 1,55
НСР0, мг-экв/100 г: А - 0,96; В - 0,41.
На фоне минимальной обработки почвы при минеральной системе удобрения кислотность пахотного слоя, по сравнению со вспашкой, повысилась на 23 %.
При внесении 40 т/га навоза кислотность по вспашке снизилась в 1,2 раза. Наименьшие ее изменения наблюдали в варианте с длительным внесением навоза в дозе 80 т/га. В этом случае даже при дополнительном использовании минеральных удобрений кислотность почвы остается благоприятной.
По безотвальной и минимальной обработке почвы кислотность возрастала в среднем в 1,3 раза.
Выводы. Таким образом, с агрохимической точки зрения наиболее предпочтительна органическая система удобрения черноземов типичных. Внесение навоза в течение четырех ротаций севооборота хотя и способствовало меньшему накоплению гумуса в почве, чем при органо-минеральной системе, однако оно стабилизировало почвенную кислотность на исходном уровне. Вспашка способствует более интенсивной гумификации органических удобрений и снижению подкисляющего действия минеральных, по сравнению с минимальной обработкой почвы. В свою очередь внесение удобрений под минимальную обработку улучшает фосфорный режим чернозема типичного. В сложившихся условиях агрохимического состояния черноземов система удобрения в зернопропашных севооборотах должна осуществляться только на орга-но-минеральной основе с применением органических удобрений под вспашку и дифференцированным внесением минеральных.
Литература.
1. Уваров Г.И., Соловиченко В.Д. Деградация и охрана почв Белгородской области. - Белгород: Отчий край, 2010. - 180 с.
2. Жабин А.М., Покудин Г.П. Агрохимические и экологические аспекты применения удобрений на черноземах ЦЧЗ/ Теория и практика использования агрохимических средств в современном земледелии Центрально-Черноземных областей России // Материалы научно-практической конференции. - Белгород, 2002. - С. 49-58.
3. Стадник С. Оптимизация использования удобрений // Плодородие. - 2005. - № 6. - С. 12-14.
4. Лукин С.В., Четверикова Н.С. Мониторинг плодородия пахотных почв лесостепной зоны Центрально-Черноземного района // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. - 2010. - № 1. - С. 71-73.
5. Муха В.Д. Естественно-антропогенная эволюция почв (общие закономерности и зональные особенности). - М.: КолосС, 2004. - 366 с.
6. Акулов П.Г. Воспроизводство плодородия и продуктивность черноземов. - М.: Колос, 1992. - 223 с.
7. Кирюшин В.И. Агрономическое почвоведение. - М.: КолосС, 2010. - 687с.
CHANGE OF AGROCHEMICAL INDICATORS OF CHERNOZEM AT LONG APPLICATION OF FERTILIZERS AND PROCESSINGS
A.P. Karabutov, G.I. Uvarov
Summary. In the Central Chernozem considered agrochemical aspects of long-term (20 years) of mineral and organic fertilizers on the background of moldboard, moldboardless and minimum tillage.It is established that the content of available phosphorus in the soil rotation increases 3.9 times when making fertilizer dose N120P120K120. By provision of this element soil passes from a low grading to high and very high (181-205 mg / kg).Additional manure at a dose of 16 tonnes per hectare of crop rotation area leads to a further increase in the content of mobile phosphates in the soil (up to 214-255 mg /kg). Against the background of fertilizer and manure minimum tillage increases the available phosphorus content by 13% in relation to plowing.
The maintenance of mobile potassium increases from the security average level (on a control variant) to high (137-141 mg/kg of soil) at long entering of mineral fertilizers, and especially at joint entering of mineral fertilizers and manure.
Regular entering of mineral fertilizers reduces the humus maintenance in soil on the average by 0,05 % in absolute expression, and manure entering, on the contrary, raises on 0,23 %. The humus maintenance raises to the greatest degree (on 0,37 %) at joint entering of mineral fertilizers and manure. Among ways of processing of soil plowing on the fertilized background raises the humus maintenance on 0,11 % in comparison with the minimum processing of soil.
Mineral fertilizers increase the maintenance of the absorbed hydrogen in a soil-absorbing complex by 1,7 mg-ekv on 100 r soils. Manure stabilizes acidity of an arable layer at initial level, and joint entering of mineral fertilizers and manure optimizes the given indicator. The minimum processing of soil at mineral system of fertilizer promotes increase of hydrolytic acidity of soil on 23 % in relation to plowing. For the purpose of improvement of agrochemical indicators of chernozem typical application of mineral fertilizers should be accompanied by unitary entering for rotation a manure crop rotation under plowing.
Key words: chernozem typical, system of fertilizer, ways of processing, elements of a feed, humus, acidity.
УДК 57.083:631.453:631.463
ВЛИЯНИЕ ЗАСОЛЕНИЯ И ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА РОСТСТИМУЛИРУЮЩУЮ И АНТАГОНИСТИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ПОЧВЕННЫХ БАКТЕРИЙ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ ДЛЯ БИОРЕМЕДИАЦИИ ПОЧВ (АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР)*
В.К. ЧЕБОТАРЬ,кандидат биологических наук, зав. лабораторией
A.В. ЩЕРБАКОВ, аспирант
Е.П. ЧИЖЕВСКАЯ, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник
B.Б. ПЕТРОВ, кандидат географических наук, ведущий научный сотрудник
ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии Рос-сельхозакадемии
Резюме. Приведены данные о влиянии загрязнения тяжелыми металлами и засоления на почвенные микроорганизмы. Показано, что тяжелые металлы и засоление существенным образом влияют на микробную активность почв, а также на метаболическую активность почвенных микроорганизмов. Анализ литературных данных показал, что биологическая очистка техногенно загрязненных территорий является эффективным и перспективным приемом. Для этого предлагается использовать высокоэффективные растительно-микробные системы. Ключевые слова: тяжелые металлы, ризобактерии, засоление, биоремедиация, растительно-микробные системы
Загрязнение почв тяжелыми металлами и использование растительно-микробных систем для их деградации. Загрязнение сельскохозяйственных земель и грунтовых вод тяжелыми металлами непосредственно связанно с деятельностью человека. Их избыточное накопление оказывает токсическое действие на большинство растений. При повышенной концентрации в окружающей среде ионы тяжелых металлов
*Работа поддержана Госконтрактом Минобрнауки №П760 от 20.05.2010
активно поглощаются корнями растений и поступают в их надземные органы, вызывая нарушение метаболизма и замедление роста [1,2]. Повышенное содержание тяжелых металлов в загрязненных почвах приводит к уменьшению их микробной активности, плодородия и, в конечном счете, к снижению урожайности сельскохозяйственнных культур [3]. Эксперименты показали, что число бактерий в ризосфере травы Diplachne fusca, выращиваемой на почве с высоким содержанием тяжелых металлов составляло 1,0х107 КОЕ/г что на несколько порядков меньше, чем в незягрязненной почве [4]. Микробиологические исследования свидетельствуют, что в почвах, загрязненных тяжелыми металлами, значительно снижается биоразнообразие и биомасса микробных сообществ [5, 6]. Как долговременное, так и кратковременное загрязнение имеет негативное действие на микробную активность почв, особенно на дыхание [7, 8].
При этом некоторые ризобактерии способны продуцировать ряд таких веществ, как антибиотики (включая фунгициды), летучие цианиды, фитогормоны (ИУК), сиде-рофоры, которые повышают доступность тяжелых металлов растениям и способствуют их поглощению корнями [9, 10].
Основная проблема, связанная с загрязнением почв тяжелыми металлами, - устойчивость последних к биодеградации в течение длительного времени. Затраты на очистку загрязненных земель такими обычными способами, как сжигание или удаление, весьма значительны. Например, очистка всех загрязненных территорий в Соединенных Штатах, по оценкам экспертов, обойдется в 1,7 трлн долл. США. Кроме того, общепринятая практика очистки загрязненных почв не всегда эффективна [11]. В связи с этим, поиск не— Достижения науки и техники АПК, №07-2011
