CC BY
36УДК 631.582: 631.821
ИЗМЕНЕНИЕ АГРОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ОКУЛЬТУРИВАНИИ
М.А. Мазиров д.б.н., Н.С. Матюк д.с.-х.н., В.Д. Полин, к.с.-х.н., Н.В. Малахов
n и U > и и
— Россиискии государственный аграрный университет
- МСХА имени К.А. Тимирязева E-mail: zem@timacad.ru
При длительном воздействии прием окультуривания на дерново-подзолистые легкосуглинистые почвы изменяется плодородие не только пахотного, но и нижележащих горизонтов. При действии интенсивного окультуривания наблюдается более существенное изменение агрохимических свойств подпахотного слоя, чем пахотного. При этом в естественных биоценозах и вариантах без удобрений распределение гумуса, подвижного фосфора и обменного калия носит резко выраженный по глубине гетерогенный характер, а при высокой степени окультуривания (NPK+навоз) близкий к гомогенному, особенно в слое 0-40 см. Это свидетельствует о вертикальной сезонной миграции лабильной части органического вещества и элементов питания из корнеобитаемой зоны, что снижает уровень окультуренности пахотного горизонта почвы. Ежегодное внесение полного минерального удобрения N100P150K120 совместно с 17,8 т/га навоза стабилизируют запасы гумуса в чистом пару на уровне многолетней залежи (140-150 т/га), а при других способах использования пашни они возрастают на 30-50 т/га.
Ключевые слова: удобрения, вспашка, известкование, почвенный профиль, плодородие, почва.
Многолетнее применение удобрений и периодическое известкование служат эффективными методами окультуривания не только пахотного, но и подпахотных слоев почвы даже при глубине вспашки на 20-22 см [1,2]. Длительное сельскохозяйственное использование почвы вызывает изменения морфологических признаков и физико-химических свойств, гумусиро-ванности и питатель-ного режима верхней части почвенного профиля 0-100 см. Под воздействием длительной полевой культуры мощность пахотного слоя дерново-подзолистой почвы увеличилась по сравнению с мощностью целинного аналога на 6-15 см и достигла 2430 см [3,4].
Морфологические различия профилей почвы севооборота и бессменных культур от профиля многолетней залежи служат результатом длительной обработки и окультуривающего воздействия много-кратного наложения удобрений и периодического известкования [5]. По содержанию гумуса, подвижного фосфора и обменного калия профили разно удобряемых
почв севооборота, бессменных культур и многолетней залежи осо-бенно заметно различаются в пределах верхнего 40-см слоя. Необходимо под-черкнуть характерную особенность в действии интенсивного окультуривания: более существенное изменение агрохимических свойств подпахотного 2040 см слоя, чем пахотного [6].
Длительное воздействие на почвенный покров антропогенных факторов разной интенсивности (способ использования пашни, возделываемые культуры, удобрения) приводит к существенному изменению ионно-обменных свойств дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы (табл. 1).
Независимо от фона питания и способа размещения льна (бессменно или в севообороте) рНКс1 снижалась на 0,36-0,58 единиц с более высокими значениями в вариантах NPK+навоз. При этом сумма обменных оснований за счет периодического (раз в ротацию) внесения известковых материалов увеличилась с 2-4 до 20-22 мг-экв. / 100 г почвы. Степень насыщенности почвы основаниями в
вариантах без удобрений в чистом пару возросла с 19,0 до 78,6%, а при выращивании льна бессменно и в севообороте с 30-40 до 50-60%. Внесение ^00Р150К120 совместно с 20 т/га навоза повышало ее до 70-90%.
Культуры, возделываемые как бессменно, так и в севообороте оказывали разноплановое влияние на плодородие дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы. Наиболее высокое содержание гумуса (2,46%), подвижного фосфора (190 мг/кг почвы) и обменного калия (87 мг/кг почвы) отмечается в естественном травянистом биоценозе 70-летней залежи (табл.2). Вовлечение данных земель в пахотный фонд снижало уровень плодородия, особенно заметно в чистом пару.
По влиянию способа использования пашни на накопление органического вещества, изучаемые агроценозы располагаются в следующей убывающей последовательности: многолетняя залежь > клевер > озимая рожь > яровые зерновые > лен > картофель бессменно > севооборот > чистый пар.
Интенсивность антропогенного
g/iaduMipckiu ЗешеШеф
№ 1 (79) 2017
1. Влияние применения удобрений на изменение ионно-обменных свойств слоя почвы 0-20 см
Вариант Фон питания рН Нг Обменная кислотность Сумма оснований Степень насыщенности основаниями, %
мг-экб/100 г почвы
Пар 6/с б/у 3.76 4,12 6.46 1,31 1,78 1,21 1,56 20,80 19.0 78.6
МРК+ навоз 4.73 5.08 5.11 0,86 0,22 0,14 4,14 18,20 44.7 90,1
Лен б/с б/у 3.96 4.51 5.57 2.42 0,87 0,94 3,75 21,40 40.2 63.4
КРК+ навоз 5.30 5,20 3.2 тт 0,07 0,08 6,81 17,80 68.1 88.3
Лен б севообороте о/у 3.96 4.72 6.51 2,54 0,96 1,12 2,79 20,50 30.0 54.0
КРК+ навоз 4.28 4.96 5.19 2.04 0,24 0,16 4,34 22,40 45.5 71.8
Числитель - данные А.И. Лыков, 1963 г., знаменатель - данные 2013г.
2. Роль способа использования пашни в изменении содержания гумуса подвижного фосфора и обменного калия, 2014 г.
Способ использования пашнн Гумус,% Р:0; К20
мг/кг почвы
Многолетняя залежь 2,46 190 87
Бессменно: Чистый пар 1,02 85 70
Озимая рожь 1,94 75 63
Ячмень 1,87 71 58
Картофель 1,82 58 51
Клевер 1,77 62 48
Лен 1,52 42 30
Севооборот 0,95 36 19
Рис. 1. Распределение запасов гумуса (т/га) в верхней части почвенного профиля в агроэкосистемах разной интенсивности
№ 1 (79) 2017
воздействия на почвенный покров полевой культуры и различных аг-рохимикатов пашни (чистый пар, бессменные посевы, севооборот) в течение длительного периода привели к формированию разнокачественных групп земель по содержанию подвижного фосфора и обменного калия. Выделение и группировка почв по уровню обеспеченности подвижными фосфатами показала, что в чистом пару, где вносятся удобрения, но не отчуждаются элементы питания, лишь в варианте внесения одних калийных удобрений отмечено низкое содержание подвижного фосфора. В вариантах без удобрений, N и Р -среднее, а в остальных высокое (табл. 3).
В бессменных посевах льна возрастает доля вариантов с низким содержанием (с 11 до 44%), но уменьшается доля со средним (с 33 до 22%) и высоким (с 56 до 33%). Такая же закономерность сохраняется и в почвенном покрове севооборотных участков.
Другая закономерность отмечена в распределении содержания обменного калия, особенно в поле чистого пара, где обеспеченность этим элементом питания находится на среднем (22%), повышенном (33%) и очень высоком уровне (>45%).
В бессменных посевах льна (табл.4), как калиелюбивой культуры, резко снижается его содержание и, следовательно, возрастает доля участков с очень низким и низким содержанием (44%), а участки с очень высоким содержанием переходят в группу среднего (22%) и высокого уровня (22%). В севообороте, функционирующем с 1912 г., уровень обеспеченности почвы обменным калием существенно снижается до низкого (44%) и среднего (56%), в связи со значительным отчуждением этого элемента питания озимыми зерновыми и бобовыми травами.
Длительное воздействие приемов окультуривания разной ин-
¡¡лаЗимгрсШ ЗешебЪдецТз
3. Влияние способа размещения льна, удобрений и извести на содержание подвижного фосфора (мг/кг почвы)
Чистый Лен
Фон питания пар, без удобрений, абсолют. контроль бессменно в севообороте
во времени во времени и пространстве
б/и п/и п/и б/и п/и
Б/у 123 71 70 71 62 54
N 121 44 63 137 128 41
Р 139 133 168 143 135 158
К 68 48 45 40 38 35
\Р 249 143 179 153 133 169
№К 185 62 60 78 68 58
РК 294 260 200 260 250 219
ХРК 235 197 231 197 187 223
ХРК- 312 297 303 297 277 294
навоз
В среднем 192 139 148 153 142 139
по извести
4. Влияние способа размещения льна, удобрений и извести на содержание обменного калия (мг/кг почвы)
Фон питания Чистый пар, без удобрений, абсолютный контроль Лен
бессменно в севообороте
во времени во времени и пространстве
б/и п/и п/и б/и п/и
Б/у 90,5 30,5 33,8 45,4 51 58
N 95,6 39,7 35,4 47,4 63 61
Р 120,7 54,4 40,6 49,5 62 60
К 124,3 100,5 87,4 110,5 122 98
1\ГР 120,4 57 51.5 50,4 63 75
Ж 220,4 108,7 107,5 107,5 117 81
РК 270,5 140,6 120,4 125,4 112 93
ИРК 225,4 96,8 110,3 119,3 97 98
МРК-навоз 290,6 1674 142,3 165,5 116 123
В среднем по извести 173,2 88,4 81 91,2 89,2 83
Рис.2. Влияние фона питания на распределение запасов гумуса (т/га) в верхней части почвенного профиля
тенсивности на почвенный покров легкосуглинистых дерново-подзолистых почв вызывает изменение их морфологических признаков, гумусированности и содержания питательных элементов не только пахотного, но и нижележащих горизонтов по сравнению с их естественными аналогами. Системные обследования метровых профилей многолетней залежи, бессменных посевов и севооборотного участка выявили разнохарактерность процессов накопления и минерализации органического вещества, аккумуляции и миграции в вертикальном направлении по профилю почвы биофильных элементов.
Длительное бессменное возделывание льна - культуры, оставляющей минимальное количество растительных остатков (0,8-1,2 т/га) на фоне без удобрений, при ежегодной вспашке на глубину 20-22 см приводит к усилению процессов минерализации органического вещества и снижению запасов гумуса в пахотном слое за 100-летний период на 11,3 т/га (20%),с резким уменьшением в нижней части профиля (рис. 1).
Внесение навоза в дозе 20 т/га ежегодно в сочетании с ^^Р^^ замедляет темпы разрушения органики в пахотном слое, но усиливает миграцию его лабильной части в нижележащие слои почвенного профиля. Вовлечение залежных земель в интенсивный сельскохозяйственный оборот на фоне без удобрений снижает запасы гумуса во всех слоях метровой части профиля и особенно сильно, в пахотном (11,5 т/га), корнеобитаемом (7,9 т/га) и слое 0-50 см (7,1 т/га). В слое 0-100 см эти различия сглаживаются и составляют 1,7 т/га. Ежегодное внесение в среднем за 102 года 17,8 т/га навоза в чистом пару стабилизирует запасы гумуса в пахотном слое на уровне многолетней залежи, а при других способах размещения культур отмечается увеличение во всех исследуемых слоях (рис.2).
ВлаЭимгрсШ ЗешеШеф
№ 1 (79) 2017
Рис.3. Содержание подвижного фосфора (мг/кг почвы) в верхней части почвенного профиля
Рис. 4. Содержание обменного калия (мг/кг почвы) в верхней части почвенного профиля
Длительное использование почвы под агроценозами разной интенсивности сопровождается не только изменением содержания и перераспределения запасов гумуса в верхней части почвенного профиля, но и в значительной степени определяет содержание подвижных форм фосфора и обменного калия (рис. 3, 4). В естественном биоценозе распределение элементов питания имеет резко дифференцированный характер, а под агро-ценозами разной интенсивности - более выровненный. Отмечена устойчивая тенденция увеличения содержания подвижного фосфора и обменного калия во всех исследуемых слоях на вариантах с применением удобрений. Это связано с частичной миграцией этих соединений с пахотного в нижележащие слои с водорастворимой
№ 1 (79) 2017
частью гумуса и илистой фракцией почвы, а также вовлечением их в органоминеральные комплексы и переходом калия в необменные формы.
Следовательно, длительное природное и антропогенное воздействие разной степени интенсивности на почвенный покров снижает продуктивность и экологическую устойчивость различных агрофитоценозов по сравнению с естественными. При этом динамика убыли содержания углерода на неудобренных вариантах имеет ярко выраженный характер в первые три ротации севооборота, а в дальнейшем снижается, достигая экологического равновесия, присущего конкретному агроценозу. Систематическое внесение N Р в сочетании с 18 - 20 т/га навоза за-
медляет процессы минерализации, обеспечивая содержание углерода на уровне 1,23 - 1,24% С орг. Динамика изменения содержания гумуса в травянистых биоценозах носит слабо выраженный накопительный характер.
Способ использования пашни (чистый пар, бессменно, севооборот) оказывает влияние на накопление и качественное состояние органического вещества. Бессменное возделывание культур при естественном фоне питания стабилизирует содержание органического вещества в зависимости от массы послеуборочных и корневых остатков на уровне: озимые зерновые 1,85-1,96%, яровые зерновые 1,82-1,87%, пропашные 1,52-1,60%. В севообороте с одним полем чистого пара и пропашных культур за счет усиления процессов минерализации и более высокой урожайности культур оно снижается на 0,15-0,20%.
Применение разнокомпонент-ных удобрений как в посевах бессменных культур, так и в севообороте изменяло направленность биохимических процессов превращения органического вещества растительных остатков: низкие несбалансированные дозы питания (Р, К, РК,) приводят к неизбежным потерям запасов гумуса (3,8-5,7 т/га), полное минеральное удобрение стабилизирует их колебания по годам (+1,5 т/га), а дополнительное внесение 17,4 т/га навоза ежегодно обеспечивает положительный баланс. В естественных биоценозах и вариантах без удобрений распределение гумуса, подвижного фосфора и обменного калия носит резко выраженный по глубине гетерогенный характер, а при высокой степени окультуривания (NPK+навоз) близкий к гомогенному, особенно в слое 0-40 см. Это свидетельствует о вертикальной сезонной миграции лабильной части органического вещества и элементов питания из корнеобитаемой зоны, что снижает уровень окультуренности пахотного
ВлаЗимгрсШ ЗешебЪдецТз
горизонта почвыи продуктивность различных агрофитоценозов. По сравнению с многолетней залежью запасы гумуса на неудобренных вариантах снижались в пахотном слое на 11,5 т/га, корнеобитаемом (0-30 см) - 7,9 т/га, слое 0-50 см на 7,1т /га.
Таким образом, ежегодное внесение полного минерального удобрения N100P150K120 совместно с 17,8 т/га навоза стабилизируют запасы гумуса в чистом пару на уровне многолетней залежи (140150 т/га), а при других способах использования пашни они возрастают на 30-50 т/га.
CHANGES OF AGROCHEMICAL INDICATORS OF SOIL FERTILITY DURING PROLONGED CULTURAL TREATMENT
M.A. Mazirov, N.S. Mayuk, V.D. Polin, N.V. Malakhov
Soil fertility changes not only in the arable layer, but in the lower horizonts as a result of long-term application of cultivation on sod-podzolic slight-loamy soils. Considerable changes in agrochemical characteristics are more visiable in the under-arable layer then those in the arable one. The distribution of humus, mobile phosphorus and exchangable potassium expresses a deeper disposition of heterogenius character in natural biocenoses and in variants without fertilizers, meanwhile during high cultivation (NPK+manure) character - closer to homogenius, especially in the layer of 0-40 cm. That proves a vertical seasonal migration of labial part of organic substance and the nutrition elements from root zone, which decrease the level of cultivation of arable soil horizont. Annual application of complex mineral fertilizer N100P150K120 alongside with 17,8 t per ha of manure use helps stabialize humus resources in the fallow at the level of long-term fallow land (140-1501 per ha), during other ways of arable land use the resources increase by 30-501 per ha.
Keywords: fertilizers, ploughing, liming, soil profile, fertility, soil.
УДК 631.51
ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ЗАДЕЛКИ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА НА ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ, УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА
И.Г. Мельцаев, д.с.-х.н. — Ивановская ГСХА E-mail: rektorat@ivgsha.ru
В статье изложены результаты исследований по влиянию разных технологий заделки органического вещества на плодородие серой лесной почвы. Выявлено, что замедленная минерализация органического вещества при недостатке кислорода способствует улучшение агрофизических и агрохимических свойств почвы, повышению урожая и его качественного состава. По запашке 100 т/га навоза ярусным плугом ПЯ-3-35 на глубину 25-27 см по сравнению с запашкой обычным плугом на 20-22 см и с заделкой тяжелой дисковой бороной на 15-17 см, благоприятнее оказались условия для жизнедеятельности растений. В частности: обменная и гидролитическая кислотность, содержание обменного калия, подвижного фосфора и нитратного азота, сумма поглощенных оснований, емкость поглощения и степень насыщенности основаниями, содержание гумуса, соотношение в гумусе гуминовых кислот к фульвокислотам, а также отношение углерода к азоту. Лучше сформировались плотность сложения почвы и содержание в ней водопрочных агрегатов. Заделка навоза при ярусно-комбиниро-ванной обработке серой лесной почвы обеспечила большую продуктивность возделываемых культур лучшего качества.
Ключевые слова: обработка почвы, агрохимические свойства, агрофизические свойства, серая лесная почвы, органическое вещество.
Литература
1. Милащенко Н.З. Расширенное воспроизводство плодородия почв в интенсивном земледелии Нечерноземья - М, 1993. - 864 с.
2. Егоров В.Е. Опыт длится 60 лет - М.: Знание,1972.-48 с.
3.Длительному полевому опыту ТСХА 90 лет: итоги научных исследований: [под ред. А.Ф. Сафонова].- М.: Изд-во МСХА, 2002. -262 с.
4. Матюк Н.С., Мазиров М.А., Полин В.Д., Кащеева Д.М. Действие 100-летних бессменных культур на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы//Агрохимический вестник, 2012, №6.-С.6-9.
5. Матюк Н.С., Мазиров М.А., Кащеева Д.М. Трансформация верхней части почвенного профиля дерново-подзолистых легкосуглинистых почв при длительном окультуривании (к 100-летию длительного опыта ТСХА).// Известия ТСХА, 2012, №3. - С.13-26.
6. Матюк Н.С., Полин В.Д., и др. «АгроЭкоИнфо», 2015.- №1; http:// agroecoinfo. narod.ru/ journal/STATYI/ 2015/1/st_07.doc.
ВлаЭимгрсШ ЗемлеЗЪдеф
№ 1 (79) 2017
