CC BY
11
УДК 631.821:631.8:631.445.25:631:874 DOI 10.24411/0235-2516-2019-10056
ИЗМЕНЕНИЕ АГРОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ ПРИ СИСТЕМАТИЧЕСКОМ ПРИМЕНЕНИИ МИНЕРАЛЬНЫХ, ИЗВЕСТКОВЫХ УДОБРЕНИЙ И СИДЕРАЦИИ
Е.Н. Дьяченко, к.с.-х.н., А.Т. Шевелев
Иркутский НИИ сельского хозяйства, e-mail: agrohim170@mail.ru
В Иркутской области из 1,6 млн. га пашни около половины представлено в основном светлосерыми и серыми лесными подтипами, среди которых преобладают сильнокислые и среднекис-лые. в процессе длительного сельскохозяйственного использования (1970-2015 гг.) доля кислых почв возросла с 413,2 тыс. га (25,1%) до 567,5 (34,2%). Применение минеральных удобрений в 2010-2015 гг. снизилось по сравнению с 1985-1990 гг. в 12,4 раз (до 5,0 кг д.в/га), органических - в 21 раз (до 0,1 т/га). Начиная с 1990 г., наблюдается устойчивый отрицательный баланс питательных элементов. В многолетнем плодосменном севообороте установлено, что систематическое применение извести в дозе 0,5 Нг (5,7 т/га) и сидерации в течение 16 лет значительно улучшает агрохимические свойства серой лесной тяжелосуглинистой почвы и позволяет перевести ее из категории сильнокислых (pHKCl 3,8-4,0, Нг 10,1-11,9 мг-экв/100 г, V 65,7-68,7%) в категорию близких к нейтральным и нейтральным (pHKCl 5,8-6,3; Нг 1,8-3,5 мг-экв/100 г почвы; V 89,6-95,3%). Минеральные удобрения в применяемых дозах не влияли на агрохимические показатели почвы как на произвесткованном, так и естественном фонах.
Ключевые слова, серая лесная почва, агрохимические свойства, плодосменный севооборот, известкование, минеральные удобрения, сидерация.
CHANGING IN AGROCHEMICAL PROPERTIES OF GRAY FOREST SOIL WITH SYSTEMATIC APPLICATION OF MINERAL FERTILIZERS, LIME AND GREEN MANURING
Ph.D. ЕЛ. Dijachenko, А.Т. Shеvеlеv
Irkutsk Scientific-Research Institute for Agriculture, e-mail: agrohim_170@mail.ru
Of the 1.6 million hectares of arable land in the Irkutsk Region, about half are mainly represented by light gray and gray forest subtypes, among which strongly acidic and medium acid ones predominate. in the process of long-term agricultural use (1970-2015), the proportion of acidic soils increased from 413.2 thousand ha (25.1%) to 567.5 (34.2%). The use of mineral fertilizers in 2010-2015 decreased compared to 1985-1990 to 12.4 times (up to 5.0 kg a.v / ha), organic - 21 times (up to 0.1 t / ha). Since 1990, a steady negative balance of nutrients has been observed. At long-term fruit exchangeable crop rotation it has been established that systematic application of lime in the dose 0.5 Нг (5.7 t/hа) and green manuring for 16 years considerably improves agrochemical properties of gray forest heavy loamy soil and enables to transfer it from the category of strongly acidic (pHKCl 3.8-4.0, Нг 10.1-11.9 mg-equ/100 g, V 65.7-68.7%) to the category close to neutral and neutral (pHKCl 5.8-6.3, Нг 1.8-3.5 mg-equ/100 g, V 89.6-95.3%). Mineral fertilizers in the applied doses did not effect agrochemical indicators of soil neither on limed, nor on a natural backgrounds.
Keywords. gray forest soil, agrochemical properties, alternating crop rotation, liming, mineral fertilizers, green manuring.
При возделывании сельскохозяйственных культур ряд факторов лимитирует получение высокой продуктивности, среди них - кислотность почвы, недостаток питательных веществ, неудовлетворительное фитосанитарное состояние посевов [1]. При всем сложном и многогранном воздействии извести на почву основным положительным результатом, следствием от ее внесения является устранение избыточной кислотности [2-5]. Серые лесные почвы занимают значительное место (около 20% пашни) в земельном фонде Восточной Сибири
[6]. В Иркутской области из 1,6 млн. га пашни около половины представлено в основном светлосерыми и серыми лесными подтипами, среди которых преобладают сильнокислые и среднекислые
[7]. Этим почвам свойственна невысокая обеспеченность гумусом, подвижными формами азота, фосфора и калия.
По данным агрохимического обследования пахотных почв Иркутской области [8], в процессе длительного сельскохозяйственного использования (1970-2015 гг.) доля кислых почв возросла с 413,2
тыс. га (25,1%) до 567,5 (34,2%). Применение минеральных удобрений в 2010-2015 гг. снизилось по сравнению с 1985-1990 гг. в 12,4 раз (до 5,0 кг д.в/га), органических - в 21 раз (до 0,1 т/га). В 2012-2015 гг. работы по известкованию почв не проводили. Начиная с 1990 г., наблюдается устойчивый отрицательный баланс питательных элементов в пахотных почвах Иркутской области.
Предшествующие исследования на серых лесных почвах в краткосрочных [6, 9] и стационарных [3, 4, 10, 11] полевых опытах свидетельствуют о высокой эффективности известкования, применения органических и минеральных удобрений в зер-нопаровых и зернопаропропашных севооборотах.
Цель исследования - изучить влияние систематического применения минеральных, известковых удобрений и сидерации и их последействие на изменение агрохимических свойств серой лесной почвы в плодосменном севообороте.
Объекты и методы. Исследования проведены на опытном поле Иркутского НИИСХ в плодосменном севообороте, заложенном в 2001 г. во времени и пространстве с чередованием культур: кукуруза (на силос) - ячмень + клевер - клевер (на сидерат) - пшеница, на двух фонах - без извести и известь, внесенная по 0,5 Нг (5,7 т/га). Почва сильнокислая, серая лесная, тяжелосуглинистая, содержание гумуса 4,54,8%, общего азота 0,17-0,21%, pHкa 3,9-4,4; гидролитическая кислотность (Иг) 9,1-10,6 мг-экв/100 г почвы, степень насыщенности основаниями (V) 68,472,1%, Р2О5 100-120, К2О 80-100 мг/кг почвы (по Кирсанову). Изучают следующие системы удобрений: 1) без удобрений; 2) ОТ; 3) РК; 4) Ж; 5) №К. Минеральные удобрения вносили по принятой в начале опыта схеме под кукурузу (гибрид Катерина СВ) в дозе М90Р40К90 и ячмень (сорт Биом) М40Р40К40, а с 2009 г. по предлагаемой пониженной на 30% дозе соответственно Кб0Рз0Кб0 и Кз0Рз0Кз0.
Клевер (сорт Родник Сибири) на сидерат используют 1 раз в 4 года с запашкой всей зеленой массы и поукосный. Последействие удобрений первого года изучают на клевере, второго года - на пшенице (сорт Бурятская остистая) Действие извести на кукурузе, последействие 1 -3 года - на последующих культурах севооборота. Известь вносили поверхностно с последующей заделкой дисковой бороной в два следа на глубину 12-15 см. Вхождение в севооборот с известью - постепенное, одним полем в год (под кукурузу). В качестве мелиоранта использовали известковую муку с содержанием СаСОз - 85%. Площадь посевной делянки 122,5 м2, учетной - 80,5 м2. По-вторность четырехкратная, расположение делянок однорядное, последовательное. Учет урожая зерновых проведен поделяночно прямым комбайнирова-нием (Сампо-500). Для изучения динамики изменения агрохимических свойств почвы ежегодно, осенью отбирали почвенные образцы из слоя 0-20 см в
первом поле севооборота, в которых определяли: рНка - потенциометрическим методом (ГОСТ 2648з-85), Нг - по методу Каппена, V - расчетным способом. Статистическая обработка результатов исследований выполнена с помощью пакета прикладных программ Snedekor [12].
Результаты исследования. Рассматривая изменение агрохимических свойств от действия извести на серой лесной почве можно отметить, что ее положительное действие проявилось уже в первый год. В 2001 г. в результате внесения извести под посев кукурузы в дозе 0,5 Нг, в зависимости от варианта опыта, значение рНка возросло на 0,7-1,1 ед., Нг снизилась с 11,2 до 9,2 мг-экв/100 г, V возросла на 7,5-13% (таблица).
В результате действия известкового удобрения сильнокислая почва стала ближе к среднекислой (рИка 4,5-4,9, Нг - 6,8-8,5 мг-экв/100 г, V - 7479%). Постепенно к концу первой ротации севооборота различия в агрохимических показателях почвы в зависимости от фона известкования постепенно уменьшались и возникала потребность повторного применения извести.
В первый год повторного внесения мелиоранта значение рНка увеличилось на 1,6-2,4 ед., Нг уменьшилась на 5,4-7,5 мг-экв/100 г, V увеличилась на 1823%, что говорит о более эффективном действии на изменение агрохимических показателей изученной почвы по сравнению с первым известкованием.
Во второй ротации также, как и в первой, отмечается постепенное уменьшение действия извести на агрохимические свойства почвы. К концу второй ротации севооборота после двойного внесения мелиоранта, почва 1-го поля севооборота стала слабокислой и имела следующие агрохимические показатели: рНка 5,1-5,4, Нг - 5,5-6,5 мг-экв/100 г, V - 84-85%.
Внесение мелиоранта в третьей ротации севооборота увеличило величину рНка и степень насыщенности основаниями на 1,7-1,9 ед. и 18-22% соответственно, уменьшило Нг на 3,9-7,5 мг-экв/100 г по сравнению с исходными показателями (2001 г.). После завершения трех ротаций и тройного внесения извести (рНка 5,4-6,0, Нг - 2,9-4,6 мг-экв/100 г, V - 84-89%) по агрохимическим показателям серую лесную почву можно было отнести к классу близко к нейтральным почвам. Тенденция к снижению показателей, достигнутых за счет известкования, к концу ротации была менее выражена в третьей, чем в первой и во второй ротациях.
В 2012 г. на естественном фоне в зависимости от варианта опыта необходимо отметить тенденцию к повышению значений рНка и V на 0,4-0,8 ед. и 3-6% соответственно, снижению Нг на 1,5-3,0 мг-экв/100 г по сравнению с первым годом третьей ротации. Мы полагаем, что здесь свое положительное влияние оказала сидерация, применяемая в севообороте, что подтверждают данные, полученные в четвертой рота-
Изменение агрохимических свойств почвы в течение четырех и начала пятой ротации
Вариант Год Без извести Известь 0,5 Нг
pHкcl Нг, мг-экв/100 г V, % pHкcl Нг, мг-экв/100 г V, %
Первая ротация (2001-2004 гг.)
Без удобрений 2001 4,0 10,1 68,7 4,8 8,8 73,2
2004 4,1 10,0 69,0 4,5 7,0 77,1
^зоРво 2001 3,9 11,1 68,2 4,6 8,7 73,1
2004 4,0 10,6 68,5 4,5 6,8 79,3
Р80К130 2001 3,8 11,4 65,7 4,9 9,8 70,5
2004 4,0 11,3 66,6 4,3 8,5 74,0
N130^30 2001 3,9 11,4 66,3 4,5 9,8 70,8
2004 4,0 9,3 67,3 4,4 8,4 80,0
^зоРвоК^о 2001 3,8 11,9 65,9 4,9 8,8 72,7
2004 4,2 10,5 67,9 4,7 7,1 78,4
НСР05 0,3 1,1 6,3 0,4 1,5 4,2
Вторая ротация (2005-2008 гг.)
Без удобрений 2005 4,1 9,8 70,5 5,6 4,7 87,3
2008 4,1 9,5 72,1 5,1 5,7 85,1
^зоРво 2005 4,0 10,0 62,0 6,3 4,8 86,2
2008 3,9 8,7 70,3 5,3 5,5 84,6
Р80К130 2005 4,0 11,0 65,2 6,2 4,3 88,9
2008 4,1 9,9 72,3 5,4 6,2 85,3
N130^30 2005 3,9 11,5 65,7 6,1 4,5 87,9
2008 4,1 8,8 74,7 5,2 5,8 85,1
^зоРвоК^о 2005 3,8 11,3 65,7 6,2 4,4 88,3
2008 3,9 9,8 71,5 5,1 6,5 83,6
НСР05 0,4 1,0 7,0 0,6 1,1 2,5
Третья ротация (2009-2012 гг.)
Без удобрений 2009 4,1 10,1 71,5 5,7 6,2 85,4
2012 4,9 8,6 72,5 5,4 4,6 85,2
№оР6о 2009 4,0 10,8 71,1 5,8 4,4 88,9
2012 4,5 8,2 73,8 5,9 2,9 89,2
Р60К90 2009 4,1 9,9 72,7 5,6 4,5 89,5
2012 4,5 7,5 75,6 5,5 3,2 89,7
N90К90 2009 4,0 10,9 70,5 5,6 5,6 86,3
2012 4,6 7,9 75,0 5,8 4,5 84,8
N9оР6оК90 2009 4,0 11,9 69,3 5,7 4,4 88,3
2012 4,6 9,8 74,7 6,0 3,6 88,1
НСР05 0,3 1,2 5,4 0,4 1,5 5,3
Четвертая ротация (2013-2016 гг.)
Без удобрений 2013 4,6 10,4 71,4 5,6 4,7 85,9
2016 4,5 8,5 74,7 5,1 5,0 87,0
№оР6о 2013 4,5 10,8 70,2 6,3 4,3 86,2
2016 4,4 8,5 74,5 5,8 2,9 91,8
Р60К90 2013 4,6 10,6 70,1 6,6 5,4 86,0
2016 4,5 8,3 75,3 5,7 3,4 89,7
N90К90 2013 4,7 9,9 71,1 6,4 4,9 88,8
2016 4,5 8,7 74,6 5,8 2,8 92,1
N9оР6оК90 2013 4,6 10,3 69,2 6,2 4,8 86,6
2016 4,4 9,6 70,8 5,7 3,4 90,4
НСР05 0,4 1,3 5,8 0,5 1,3 4,5
Пятая ротация (2017-2018 гг.)
Без удобрений 2017 4,4 8,5 74,2 5,8 3,5 89,6
2018 4,6 8,1 76,4 6,1 2,9 91,6
№оР6о 2017 4,5 8,4 74,7 6,2 2,3 94,1
2018 4,6 8,2 76,5 6,4 1,9 95,3
Р60К90 2017 4,5 8,5 74,8 6,0 2,2 93,6
2018 4,6 8,4 76,3 6,5 1,7 95,2
N90К90 2017 4,5 8,8 74,0 6,3 1,8 95,3
2018 4,7 8,4 76,7 6,4 2,1 94,3
N9оР6оК90 2017 4,4 9,3 71,5 6,2 2,0 94,5
2018 4,6 8,6 75,2 6,4 1,7 95,6
НСР05 0,1 0,9 8,0 0,4 1,0 3,8
ции, где к концу ротации величина гидролитической кислотности достоверно снизилась в вариантах без удобрений, ОТ, РК на 1,9-2,3 на естественном фоне и на всех вариантах с внесением удобрений на произвесткованном фоне (таблица). Аналогичные результаты были получены в исследованиях Л.П. Га-леевой [13]. Она отмечает значительное уменьшение гидролитической кислотности при запахивании си-деральных культур. Впервые нейтрализующее действие сидеральной бобовой культуры на почвенную кислотность было установлено в работах В.Н. Про-кошева (цитируется по Яговенко Л.Л.) [14].
Внесение извести в четвертой ротации севооборота закрепило агрохимические показатели на достигнутом уровне. Так, к концу четвертой ротации (2016 г.) рНка в варианте без удобрений составил 5,1, Нг снизилась до 5,0 мг-экв/100 г почвы, V достигла 87%. В вариантах с внесением минеральных удобрений они были в пределах, соответственно 5,75,8 и 2,8-3,4 мг-экв/100 г почвы, а также 89-92%.
Исследования в первый год пятой ротации показали, что в результате внесения извести в дозе 0,5 Нг (5,7 т/га) под посев кукурузы агрохимические свойства серой лесной почвы значительно улучшились: значение рНка увеличилось по сравнению с исход-
ной (2001 г.) на 1,8 в варианте без удобрений и на 2,4 в вариантах с удобрениями, Нг уменьшилась на 6,6-9,9 мг-экв/100 г почвы, степень насыщенности основаниями возросла на 21 -29%. Почва из разряда сильнокислой (рНка з,8-4,0, Нг 10,1-11,9 мг-экв/100 г почвы, V 65,7-68,7%) перешла в разряд близких к нейтральным и нейтральным (рНка 5,8-6,3; Нг 1,83,5 мг-экв/100 г почвы; V 89,6-95,з%).
Во второй год пятой ротации прослеживается некоторое улучшение агрохимических показателей от последействия сидерации на двух фонах.
Систематическое внесение минеральных удобрений во всех ротациях севооборота не оказало достоверного влияния на изменение агрохимических свойств почвы, как на естественном, так и на произвесткованном фонах.
Таким образом, на основании исследований установлена высокая эффективность систематического применения известковых удобрений и сидерации в плодосменном севообороте: серая лесная тяжелосуглинистая почва перешла из разряда сильнокислых (рИка 3,8-4,0, Нг 10,1-11,9 мг-экв/100 г, V 65,7-68,7%) в разряд близких к нейтральным и нейтральным (рИка 5,8-6,3; Нг 1,8-3,5мг-экв/100 г почвы; V89,6-95,3%).
Работа выполнена в рамках Государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (проект № 0806-2014-0002).
Литература
1. Кирпичников Н.А., Алиев А.М., Цимбалист Н.И. Оценка систематического применения средств химизации при возделывании озимой пшеницы // Агрохимический вестник, 2018, № 3. - С. 15-18.
2. Бакина Л.Г., Дричко В.Ф., Небольсина З.П. Влияние известкования на изменение состава гумуса дерново -подзолистых почв в зависимости от химических свойств их гуминовых кислот // Агрохимия, 2012, № 1. - С. 14-23.
3. Мошкарев В.Н. Действие известковых, минеральных и органических удобрений на кислых почвах / Сборник рефератов НИР, серия 21, № 39-40, 1972. - С. 19.
4. Мальцев В.Т., Веялко А.А., Мошкарев В.Н. Влияние известкования на агрохимические свойства серой лесной почвы и продуктивность севооборота в условиях Приангарья рекомендации / Ресурсы повышения эффективности сельскохозяйственного производства в Приангарье. - Иркутск: ВостСибкнига, 2002. - С. 57-69.
5. Мальцев В.Т. Мошкарев В.Н., Останин В.А., Лозовая Н.Г. Влияние различных приемов известкования на агрохимические свойства серой лесной кислой почвы и продуктивность севооборота в Прибайкалье // Агрохимия, 2011, № 3. - С. 24-32.
6. Копылов А.Н. Мониторинг состояния земель сельскохозяйственного назначения в Забайкальском крае // Агрохимический вестник, 2017, № S2. - С. 4.
7. Агрохимическая характеристика почв с.-х. угодий РФ. Реестр плодородия. - М.: ВНИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова, 2005. - 184 с.
8. Бутырин М.В., Штанцова В.В. Динамика основных показателей плодородия пахотных почв Иркутской области // Земледелие, 2017, № 4. - С. 9-14.
9. Рудой Н.Г. Агрохимия почв Средней Сибири. - Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2003. - 167 с.
10. Танделов Ю.П., Ершова. О.В. Особенности кислых почв Красноярского края и эффективность известкования. - Красноярск: КрасГАУ, 2003. - 147 с.
11. Иванов А.Л., Державин Л.М Методическое руководство по проектированию применения удобрений в технологиях адаптивно-ландшафтного земледелия - М.: Минсельхоз, РАСХН. - 2008. - 392 с.
12. Сорокин О.Д. Прикладная статистика на компьютере. - Краснообск: Изд-во ГУП РПО СО РАСХН, 2004. - 162 с.
13. Галеева Л.П. Физико-химические свойства и фосфатный режим черноземов выщелоченных Приобья при внесении сидератов // Агрохимия, 2009, № 5. - С. 22-28.
14. Яговенко Л.Л., Такунов И.П., Яговенко Г.Л. Влияние люпина на свойства почвы при его запашке на сидерацию // Агрохимия, 2003, № 6. - С. 71-80.
