CC BY
35
3. Dolzhenko V.I. Biologicheskoe obosnovanie formirovaniya sovremennogo assortimenta sredstv zashity rasteniy// Phitosanitarnoe ozdorovlenie ecosystem: мaterialy 2go Vserossiiskogo kongressa zashity rasteniy. - SPb, 2005. - T. 2. - c. 225.
4. Dolzhenko V.I. Usovershenstvovanie assortimenta insekticidov I tehnologiy ih primeneniya dlya zashity kartofelya ot vreditelei// Agrohimiya. - 2009. - No. 4. - С. 43-54
5. Dolzhenko, O.V. Biologicheskoe obosnovanie ispolzovania imidakloprida dlya zashity kartofelya ot vreditelei // Izvestiya St. Petersburgskogo agrarnogo universiteta. - 2008. No. 9. -С. 39-43
6. Dolzhenko V.I., Dolzhenko T.V. The effektivnost spintora protiv koloradskogo zhuka // Kartofel I ovoshi. - 2007. - No. 4. - С. 30 - 31.
7. Dolzhenko T.V. Bioracionalnye sredstva zashity rasteniy // Izvestiya Saint-Petersburgskogo agrarnogo universiteta. - 2011. - No. 23. - С. 104-109.
УДК 631:615
Доктор с.-х. наук В.П. ЦАРЕНКО (ФГБОУ ВО СПбГАУ, [email protected]) Доктор с.-х. наук А.Н. УЛАНОВ (Вятская ГСХА, [email protected]) Аспирант А.С. ГОРСКИЙ (ФГБОУ ВО СПбГАУ, [email protected])
ИЗМЕНЕНИЕ АГРОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОСВОЕННЫХ ТОРФЯНЫХ ПОЧВ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ВОЗДЕЛЫВАНИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР
Среди большого разнообразия почв особое место занимают торфяные почвы, по которым Российская Федерация занимает ведущее место в мире. Только низинные торфяные почвы, отличающиеся высоким потенциальным плодородием и наиболее ценные в сельскохозяйственном отношении, занимают площадь 86 млн. га. Площадь торфяных низинных освоенных почв на территории Российской Федерации составляет по разным оценкам от 1,3 до 1,5 млн. га. Эти почвы содержат огромные запасы органического вещества и азота и тем самым принципиально отличаются от минеральных почв. Так, содержание общего углерода может колебаться от 35 до 45%, а валового азота - от 1,8 до 4,0% в абсолютно сухом торфе; запасы сухого торфа только в метровом слое могут составлять 3-4 тысячи тонн на гектар. Ввиду высокой влагоемкости торфа эти почвы, как правило, хорошо обеспечены влагой, что весьма важно для возделывания сельскохозяйственных растений. Наряду с высоким содержанием валового азота торфяные низинные почвы сравнительно бедны валовым фосфором (0,05-0,46%) и особенно калием (0,03-0,20%). Содержание валового кальция в них колеблется в пределах от 1,5 до 5,0%, степень насыщенности основаниями 72-80%, обменная кислотность - 4,8-6,5. Они имеют высокую емкость поглощения 130-200 мг-экв. на 100 г почвы и гидролитическую кислотность 35-78 мг-экв на 100 г почвы. Эти почвы бедны микроэлементами и особенно медью, их зольность колеблется в пределах 10-15% [1].
В естественном состоянии торфяные низинные почвы малопродуктивны. Однако после осушения и сельскохозяйственного освоения, т.е. после оптимизации водного и пищевого режимов, благодаря применению минеральных удобрений, они становятся высокопродуктивными угодьями. На осушенных и освоенных торфяных низинных почвах при научно обоснованной системе удобрения в производственных условиях можно получать до 30-50 ц/га зерна хлебных злаков, до 400 картофеля, 700-1200 кормовых корнеплодов, 80120 ц/га сена многолетних трав.
В связи с этим большой научный и практический интерес представляют параметры трансформации различных агрохимических показателей при длительном сельскохозяйственном использовании торфяных низинных освоенных почв и различной
интенсивности технологии возделывания культур. Многолетние травы выращиваются при низкой интенсивности антропогенного воздействия на почву: отсутствие ежегодных обработок почвы, образование мощной дернины, препятствующей интенсивной минерализации торфа и накоплению минерального азота. В почве под пропашными культурами ситуация противоположная: из-за постоянных ежегодных обработок почвы, хорошей аэрации торфа, быстрого действия вносимых минеральных удобрений минерализационные процессы идут очень интенсивно. Здесь накапливается много минерального азота, способствующего развитию микробиологических процессов. В связи с этим «сработка» торфяника под многолетними травами идет в 2-2,5 раза медленнее, чем под пропашными культурами [2, 3].
Цель исследования - изучить изменение основных агрохимических показателей торфяных низинных освоенных почв и их продуктивность при бессменном длительном возделывании различных сельскохозяйственных культур, различных по степени антропогенного воздействия на почву.
Материалы, методы и объекты исследования. В статье представлены основные агрохимические свойства торфяных низинных освоенных почв Кировской лугоболотной опытной станции за 2016 год, отобранных на почвах производственного опыта при возделывании сельскохозяйственных культур, диаметрально противоположных по степени антропогенного воздействия при их выращивании. Продуктивность культур представлена за 2016-2017 гг. Почвенные образцы для исследования агрохимических свойств отбирали в конце июня 2016 года по всему профилю почвы опыта, а также почвы целинного участка под лесом.
Определение агрохимических свойств почв проводилось по общепринятым методикам: ГОСТ 26483-85 Почвы. Приготовление солевой вытяжки и определение ее рН по методу ЦИНАО; ГОСТ 26487-85 Почвы. Определение обменного кальция и обменного (подвижного) магния методами ЦИНАО (Комплексонометрический метод); ГОСТ 2621291. Определение гидролитической кислотности по методу Каппена в модификации ЦИНАО; насыщенность почв основаниями - расчетным методом; определение легкогидролизуемого азота по Тюрину и Кононовой, ГОСТ 26207-91 Почвы. Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО.
Объектами исследования являются торфяные низинные осушенные почвы торфомассива «Гадово болото» Кировской лугоболотной опытной станции. Опытный участок был заложен в 1975 году. Варианты опыта: пар чистый; однолетние культуры; многолетние культуры; пропашные культуры. На протяжении 42 лет бессменно возделываются представленные выше культуры, под которые ежегодно вносятся минеральные удобрения в дозах К60Р60К120. Опыт заложен в 4-кратной повторности. Площадь каждой делянки (учетная площадь) - 25 м2. Удобрения - аммиачную селитру, простой суперфосфат и хлористый калий - вносили следующим образом: под многолетние травы - азотные под 1-й и 2-й укос, фосфорные и калийные - 1 раз весной; под пропашные все удобрения вносились под перепашку весной. В качестве контроля служила торфяная низинная осушенная почва того же торфомассива под лесом (целина) без применения удобрений.
Погодные условия в годы проведения опытов различались между собой. Вегетационный период 2016 г. соответствовал средним многолетним данным. Вегетационный период 2017 г. был холодным, в среднем ежемесячная температура была меньше многолетней средней на 1,5С°.
Результаты исследования. В табл. 1 представлена агрохимическая характеристика исследуемых объектов в 2016 году.
Согласно табл. 1 в среднем по профилю обменная кислотность (рНкс1) целинной почвы равнялась 5,84, под многолетними травами - 5,50, а в почве под пропашными культурами - 5,28. Это указывает на то, что в процессе длительного использования почв в культуре наблюдается подкисление почвы, наиболее заметное под пропашными культурами. В верхнем 40-сантиметровом слое почвы, где биохимические процессы идут более
интенсивно, наиболее кислая среда отмечена также в почве под пропашными: 5,09 против 5,43 в целинной почве. В почве под травами кислотность несколько уменьшилась (5,84), что, видимо, связано с низкой степенью вымывания кальция из-за образования мощной дернины. Подкисление связано с выносом кальция урожаем, его вымыванием, внесением физиологически кислых удобрений, накоплением гумусовых веществ кислой природы. Особенно ярко это проявляется под пропашными культурами, где процессы минерализации торфа идут наиболее интенсивно.
Таблица 1. Агрохимическая характеристика торфяных низинных почв, 2016 г. (в пересчете на абсолютно сухой торф)
Вариант Глубина, см рНкс1 Содержание обменных катионов, мг-экв/100 г Нг, мг-экв/100 г У,% N по Тюрину и Конон., мг/100 г Содержание подвижных форм, мг/100 г.
I Са и Мм Са Мм Р205 К20
Лес (Целина) 0 - 20 5,05 167,93 102,44 65,49 70,53 70,42 81,7 6,90 13,02
20 - 40 5,82 191,93 129,44 62,49 74,98 71,90 70,4 4,67 9,07
40 - 70 6,22 215,16 83,13 132,03 71,88 74,95 70,3 1,62 11,01
70 - 100 6,13 146,98 108,40 38,58 38,58 79,20 71,7 1,60 6,01
Многолетние травы 0 - 20 6,05 146,89 131,16 15,73 52,33 73,73 71,4 20,30 23,01
20 - 40 5,63 154,95 123,20 31,75 85,35 64,48 73,3 7,05 16,71
40 - 70 5,27 177,49 127,03 50,46 102,32 63,43 70,1 7,54 8,33
70 - 100 5,17 165,47 137,22 28,25 97,46 62,93 77,4 6,29 9,46
Пропашные 0 - 20 5,37 125,85 78,27 47,58 70,91 63,96 67,6 52,61 8,19
20 - 40 4,82 170,54 95,42 75,12 127,90 57,14 76,3 23,56 4,79
40 - 70 5,66 173,43 129,01 44,42 128,80 57,38 67,1 13,93 3,45
70 - 100 5,32 163,62 79,47 84,15 49,08 76,92 58,0 3,39 4,70
НСР 0,5 — — 11,16 4,14 — 11,21 — 2,72 0,36 0,33
В целом обменная кислотность исследуемых освоенных почв при их сравнении за 42 года изменилась незначительно, что связано с высоким содержанием в них кальция. Согласно классификации кислотности торфяных почв, она соответствует 5 группе (рН - 5.0 и более). Эта группа почв в известковании не нуждается, на них можно возделывать все сельскохозяйственные культуры. Это объясняется тем, что кислотность торфяных почв обусловлена наличием в них гумусовых и низкомолекулярных органических кислот. Поскольку в низинных торфяных почвах мало алюминия, да и он аккумулируется в виде алюмогумусовых соединений, а не обменного катиона. Его токсичность при Рн 4,8 и выше обычно не проявляется.
Гидролитическая кислотность почвы под лесом мало изменяется по профилю почвы и в среднем составляет 63,74 мг-экв/100 г почвы; под многолетними травами - 84,36 и 94,17 мг-экв/100 г - в почве под пропашными культурами (картофель) (табл. 1). По сравнению с целинной почвой, наибольшее увеличение этого показателя наблюдается под пропашными культурами, его величина в 1,5 раза больше, чем под многолетними травами. Следует отметить, что в почвах под сельскохозяйственными культурами наибольшая величина гидролитической кислотности свойственна горизонтам 20 - 40 см и 40 - 70 см. Это явление, видимо, объясняется иллювиальным процессом. Суть его в вымывании продуктов минерализации вниз по профилю почвы и последующем образовании иллювиального горизонта, который выступает в виде «почвенного фильтра», препятствуя миграции ионов в нижележащие слои.
Исследование суммы обменных оснований указывает на практически одинаковую ее величину в почвах сельскохозяйственного использования. Однако по отношению к целинной почве ее величина заметно уменьшается, что объясняется выносом кальция и магния урожаем растений. Наибольшее уменьшение кальция свойственно почвам под пропашными культурами, что связано еще с его вымыванием в дренажные воды.
В результате постоянного подкисления почвы и снижения содержания обменных оснований наблюдается снижение степени насыщенности почв основаниями под сельскохозяйственными культурами. Средняя степень насыщенности по горизонтам в почве под лесом равна 74,1%, под многолетними культурами 66,1% и 63,8% - под пропашными культурами.
Исследование доступных элементов питания показало, что содержание легкогидролизуемого азота уменьшается только в почве под пропашными культурами благодаря интенсивной минерализации торфа. Это подтверждает наши ранние исследования по трансформации азотного фонда торфяных низинных освоенных почв [4]. В почвах под лесом и многолетними травами содержание азота в среднем находится в пределах 73,4 мг/100 г. В почвах под сельскохозяйственными культурами содержание подвижного фосфора под многолетними травами в 2,78 раза, а под пропашными в 6,32 раза больше, чем в почве целинного аналога. Среднее содержание калия в слое 0-40 см зависит от выращиваемой культуры. В почве под многолетними травами отмечается максимальное его содержание (19,86 мг/100 г почвы), а под пропашными культурами минимальное (6,49 мг) по отношению к целинной почве (12,04 мг/100 г почвы). Это связано с процессами его потребления урожаем и вымывания в дренажные воды; последние особенно интенсивно идут в почве под пропашными культурами.
Продуктивность сельскохозяйственных культур резко противоположных по интенсивности антропогенного воздействия при их выращивании на торфяных почвах, представлена в табл. 2.
Таблица 2 . Урожайность многолетних трав и пропашных культур на торфяных почвах,
ц/га сухого вещества
Вариант 2016 год Сумма за 2016 год 2017 год Сумма за 2017 год
1 укос 2 укос 1 укос 2 укос
Многолетние травы N6 0Р60 К120 35,8 25,3 61,1 39,1 30,5 69,6
Пропашные культуры (картофель) N60 Р60 К120 — — 70,6 37,0
Из табл. 2 следует, что в 2016 г. вегетационный период, который характеризовался относительно благоприятными климатическими условиями, урожайность многолетних трав была на 8,5 ц/га по сухому веществу ниже, чем в 2017 г. Урожайность картофеля носила обратный характер: в 2016 г. она была на 33,6 ц/га сухого вещества выше, чем в неблагоприятном (прохладном и дождливом) 2017 г. В целом за 2 года суммарный выход сухого вещества многолетних трав составил 130,7 ц/га, а картофеля 106,6 ц/га, и это при одинаковых дозах удобрений. Это согласуется с данными многих авторов, указывающих на высокую жизнеспособность и стабильность урожаев многолетних трав, возделываемых на торфяных почвах (Турнас П.А., Головко Д.Г.,1960) [5].
Выводы. Из вышеизложенного следует, что разная степень антропогенного воздействия при бессменном выращивании многолетних трав и пропашных культур на мелиорированных торфяных почвах при одинаковых дозах минеральных удобрений оказывает определенное влияние на их агрохимические свойства. Характер этих изменений примерно одинаков, но скорость разная. В почве под травами изменения агрохимических свойств происходят медленно по отношению к контролю (целинная осушенная почва), а под пропашными культурами - более интенсивно. При этом кислотно-основные свойства почв ухудшаются. Из элементов минерального питания - содержание легкоминерализуемого азота в почвах под травами снижается незначительно, а под пропашными резко. Содержание фосфора существенно возрастает, особенно под пропашными, а калия уменьшается.
Несмотря на ряд негативных обстоятельств, после 42 лет бессменного возделывания культур торфяные низинные освоенные почвы и по сей день при использовании удобрений
обеспечивают высокую продуктивность сельскохозяйственных растений, особенно многолетних трав. Главным лимитирующим фактором урожайности на данных почвах являются метеорологические условия вегетационного периода.
Для увеличения продуктивности сельскохозяйственных растений и сохранения плодородия торфяных почв следует применять поддерживающее известкование и корректировку доз минеральных удобрений с учетом оптимизации их питательного режима. Обязательно введение севооборота, где на долю многолетних трав должно приходиться не менее 80% севооборотной площади.
Литература
1. Поздняков А.И., Ковалев Н.Г. и др. Торф и эутрофные торфоземы при длительном сельскохозяйственном использовании. - Тверь, 2014. - 356 с.
2. Царенко В.П. Азотный режим осушенных торфяных почв//Гумус и почвообразование. -2009. - С.46-58.
3. Уланов А.Н. Торфяные и выработанные почвы южной тайги Евро-северо-востока России: монография. - Киров, 2005. - 320 с.
4. Царенко В.П. Мониторинг азотистых соединений болотных агроэкосистем и применение азотных удобрений// II международный конгресс химических технологий: сб. научн. трудов. - СПб, 2001. - С. 70-71.
5. Умаров М.М., Кураков А.В., Степанов А.Л. Микробиологическая трансформация азота в почве. - М., 2007. - 138 с.
Literatura
1. Pozdnyakov A.I., Kovalev N.G. i dr. Torf i ehutrofnye torfozemy pri dlitel'nom sel'skohozyajstvennom ispol'zovanii. - Tver', 2014. - 356 s.
2. Carenko V.P. Azotnyj rezhim osushennyh torfyanyh pochv//Gumus i pochvoobrazovanie. -2009. - S.46-58.
3. Ulanov A.N. Torfyanye i vyrabotannye pochvy yuzhnoj tajgi Evro-severo-vostoka Rossii: monografiya. - Kirov, 2005. - 320 s.
4. Carenko V.P. Monitoring azotistyh soedinenij bolotnyh agroehkosistem i primenenie azotnyh udobrenij// II mezhdunarodnyj kongress himicheskih tekhnologij: sb. nauchn. trudov. - SPb, 2001. - S. 70-71.
5. Umarov M.M., Kurakov A.V., Stepanov A.L. Mikrobiologicheskaya transformaciya azota v pochve. - M., 2007. - 138 s.
УДК 631.416.8
Канд. биол. наук Ф. АДИМАЛЕ (ФГБОУ ВО СПбГАУ, [email protected])
ВЛИЯНИЕ ГУМИНОВОГО ПРЕПАРАТАНА НАКОПЛЕНИЕ МЫШЬЯКА И СВИНЦА АМАРАНТОМ ИЗ ДЕРНОВО-КАРБОНАТНОЙ ПОЧВЫ
Мышьяк и свинец относятся к высокотоксичным химическим элементам первого класса опасности. Основным путем их поступления в организм человека является потребление загрязненных пищевых продуктов. Накопление Лб и РЬ в организме приводит к неблагоприятным последствиям в форме хронических заболеваний, мутагенных, канцерогенных и ряда других эффектов [1, 2].
Уровень содержания Лб и РЬ в сельскохозяйственной продукции нормируется. Широко известны мероприятия, способствующие снижению накопления этих токсикантов в сельскохозяйственных культурах. К ним относятся применение органических удобрений, известкование почвы. В современных условиях в растениеводстве большое внимание
