CC BY
45
Russian) DOI: 10.24411/0131-5226-2018100561
10. Semenova G.A., Dzhabborov N.I. Obosnovanie konstruktivnykh parametrov dinamichnykh pochvoobrabatyvayushchikh rabochikh organov [Justification of design parameters of dynamic soil-cultivating working bodies]. Innovatsii v sel'skom khozyaistve. 2018. No 3(28): 501-507. (In Russian) https://elibrary.ru/item.asp?id=36314221
11. Dzhabborov N.I., Zakharov A.M., Semenova G.A. Rabochii organ dlya rykhleniya pochvy. [Working tool for soil loosening].
Patent RF on utility model N 182130. 2017. (In Russian).
12. Valge A.M., Dzhabborov N.I., Eviev V.A. Osnovy statisticheskoj obrabotki
ehksperimental'nyh dannyh pri provedenii issledovanij po mekhanizacii
sel'skohozyajstvennogo proizvodstva s primerami na S TATGRAPHIC S i EXCEL [Fundamentals of statistical processing of experimental data for research in mechanisation of agricultural production with examples in S TATGRAPHIC S and EXCEL]. Saint Petersburg: IEEP Publ.; Elista: Kalmyk Univ. Publ., 2015: 140. (In Russian)
УДК 631.421 Б01 10.24411/0131-5226-2019-10157
ИЗМЕНЕНИЕ МИНЕРАЛЬНОЙ ЧАСТИ ПОЧВЫ ПРИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ
Л.В. Яковлева, д-р с.-х. наук; Е.А. Николаева
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Ленинградский научно-исследовательский институт сельского хозяйства «Белогорка», Ленинградская область, Россия
Минеральная (скелетная) часть почвы играет существенную роль в ее плодородии. Длительное применение минеральных удобрений усиливает интенсивность всех процессов, происходящих в почве, усиливает химическое выветривание минералов, что приводит к снижению плодородия почвы. Поэтому необходимы углубленные исследования минеральной, скелетной части почвы и поиски приемов и путей снижения отрицательного влияния хозяйственной деятельности человека. Целью исследования является получение новых экспериментальных данных о влиянии длительного применения удобрений и извести на изменения состава минеральной фазы почвы в условиях стационарных длительных опытов. Объекты исследования - почвы контрастных вариантов длительного полевого опыта на различных фонах минеральных удобрений и широким спектром доз извести. Использовали морфологический, мезо-, микроморфологический и физико-химические методы исследования почв. При сопоставлении макро-, мезоморфологии и микростроения целинной и освоенной почвы установлено, что при сельскохозяйственном использовании наибольшую трансформацию претерпела верхняя часть профиля (А0, А1, А2). Емкость катионного обмена пахотного горизонта снижается примерно в 2 раза по сравнению с органогенным горизонтом исходной почвы под лесом за счет большей интенсивности протекающих процессов. В пахотном горизонте емкость катионного обмена зависит от содержания органического вещества и параметров кислотно-основного равновесия. В подпахотных горизонтах большее значение приобретают минеральные компоненты почвы, наличие пылеватой и илистой фракции. В окультуренной почве не только отсутствует элювиальный горизонт, но и отсутствуют (или слабо выражены) признаки
Технологии и технические средства механизированного производства продукции
_растениеводства и животноводства_
элювиального процесса (отмытые зерна кварца) в верхнем горизонте, а также пленки гидроксидов в нижележащем горизонте, которые ярко выражены в лесной почве. В пахотном горизонте окультуренной почвы (в сравнении с лесной почвой) увеличивается многопорядковость структуры. В окультуренной почве усиливается связь гумуса с минеральной частью почвы (бурые пленки на зернах скелета). Возрастает степень разложения растительных остатков (гомогенизация, смешивание с минеральной массой), наблюдается уплотнение сложения, значительное уменьшение объема пор. На удобренном варианте поверхность минералов более выветрелая. Более выражено ожелезнение по трещинам минеральных зерен. В отличие от контрольного варианта, нет микроорштейнов, только железистые сгустки. Таким образом, под воздействием производственной деятельности человека минеральная часть почвы, несмотря на свою устойчивость, со временем начинает претерпевать изменения. Факторами, влияющими на изменения минералогического состава, является усиление интенсивности химического, физического, биологического выветривания. Сильное влияние на деструкцию минералов почвы оказывает изменение кислотно-основного равновесия, в особенности -подкисление почвы.Известь в высоких дозах сдерживает процессы разрушения минералов. Необходимы углубленные исследования минеральной, скелетной части почвы и поиски приемов и путей снижения отрицательного влияния хозяйственной деятельности человека на невозобновляемые природные объекты - почвы.
Ключевые слова, минеральная (скелетная) часть почвы, известкование, минеральное удобрение, плодородие.
Для цитирования. Яковлева Л.В., Николаева Е.А. Изменение минеральной части почвы при сельскохозяйственном использовании // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2019. № 2(99). C 126-139
THE CHANGES IN THE MINERAL PART OF THE SOIL WITH REGARD TO BUSINESS USE
L.V. Yakovleva, DSc (Agriculture), E.A. Nikolaeva
Federal State Budget Institution "Leningrad research institute for agricultural science "Belogorka", Leningrad Region, Russia
The mineral part of the soil plays an important role in its fertility. The long-term application of mineral fertilizers increases the chemical weathering of minerals. This reduces the soil fertility. The purpose of the study was to investigate the effect of mineral fertilizers and lime on the mineral part of the soil in long-term field experiments. The study objects were the soils of the contrasting variants of a long-term field experiment. Morphological, mesomorphological , micromorphological and physico-chemical methods of soil examination were applied. In agricultural use, the capacity of cationic exchange of the arable horizon was reduced by 2 times compared to the organogenic horizon of the initial forest soil. In the arable horizon, the capacity of cation exchange depended on the organic matter content and the parameters of acid-base balance. In sub-arable horizons, the mineral soil components and the presence of a dusty and silty fraction became more important. The arable soils do not have the eluvial horizon and any signs of the eluvial process; soil aggregates have a more complex structure. The connection of humus with the mineral part of the soil (brown films on the grains of the skeleton) increases. The decomposition degree of plant residues increases. There is a compaction of the soil, a significant reduction in the volume of pores, the surface of minerals is more weathered. Changes in the acid-base balance strongly affect the chemical weathering of soil minerals. High rates of lime protect the minerals from weathering.
Key words: skeletal part of soil, liming, mineral fertilizer, fertility.
For citation: Yakovleva L. V., Nikolaeva E. A. The changes in the mineral part of the soil with regard to business use. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2019. 2(99): 126-139 (In Russian)
Введение
Минеральная часть почвы имеет существенное значение для ее плодородия. В первичных и вторичных минералах сосредоточены многие элементы питания растений: калий, кальций, магний, железо, фосфор, микроэлементы, которые могут быть связаны с ними различными способами. Кроме того, для усвоения минеральных веществ имеют большое значение физико-химические и физические свойства почвы, в том числе, емкость катионного обмена, которая напрямую зависит от минералогического состава почвы и содержания органического вещества. Поэтому изучение изменения
количественного соотношения и свойств различных групп минералов под воздействием человека имеет большой научный и практический интерес. Способность минералов отдавать элементы питания связана с их устойчивостью к внешним воздействиям и зависит от свойств среды, свойств минералов и продолжительности воздействия на них [1]. Все изменения, происходящие в почве в результате известкования и внесения минеральных и органических удобрений, отражаются на минералогическом составе и поверхностных свойствах илистой фракции. При длительном использовании пахотных почв происходит интенсивное выветривание и изменение минералов. В тонкодисперсных фракциях дерново-подзолистых почв преобладают смешаннослойные минералы, неустойчивые к изменениям условий (применение больших доз минеральных удобрений, подкисление среды).
Недостаточно изучены состав и свойства минералов почв легкого
гранулометрического состава, хотя этот вопрос приобрел сейчас большую
актуальность. Применение методов микроморфологии позволяет не только исследовать минеральные компоненты крупнодисперсной (скелетной) части почвы, выяснить, из каких минералов она состоит и какова ее структура, но и изучить ненарушенные структурные
взаимоотношения компонентов почвы [2]. В изучении неблагоприятных антропогенных изменений в почвах использование микроморфологического метода наиболее перспективно. Так как он позволяет фиксировать самые первые начальные стадии изменений в строении почвенной массы и, следовательно, прогнозировать дальнейшие изменения в почвах, их структурной организации,
перераспределении компонентов и т.д. Такие исследования позволяют раскрыть причины, приводящие к негативным явлениям, существенно ограничивающим
продуктивность сельскохозяйственных
культур. Необходимо подчеркнуть важность названной проблемы в связи с особенностями разрушения минералов почв. Этот компонент почв изменяется необратимо. Сведения о минералогическом составе дерново-подзолистых почв России можно найти в работах Э.И.Гагариной, Герасимовой М.И., Добровольского Г.В., Чижиковой Н.П., Губина С.В. [1, 3-5] и других исследователей, но они часто противоречивы и в нашем регионе относятся в основном к природным объектам и почвам тяжелого гранулометрического состава. Можно констатировать, что этот вопрос остается пока мало изученным и требует дальнейших исследований с применением новейшего инструментария.
Целью исследования является получение новых экспериментальных данных о влиянии длительного применения удобрений и
извести на изменения состава минеральной фазы почвы в условиях стационарных длительных опытов.
В результате получены новые материалы по изменению агрохимических свойств дерново-подзолистых почв при
известковании и длительном применении минеральных удобрений. В условиях длительного стационара в Северо-Западном регионе выявлено влияние извести и минеральных удобрений на изменение мезо-и микроморфологии на контрастных вариантах длительного применения удобрений и действия извести в пахотной дерново-подзолистой почве легкого гранулометрического состава. Объекты и методы
Объектами исследования являются почвы контрастных вариантов длительного полевого опыта с применением различных фонов минеральных удобрений и широким спектром доз извести (опыт заложен в 1981 году). Рассматриваются также свойства почвы тридцатилетней залежи и почвы под лесом. Контрастные варианты по известкованию: без извести; известкование по 1Нг; известкование по 2,5Нг; по уровню удобренности: без удобрений и высокий уровень удобренности. Изучались пробы почвы из разрезов, пахотного горизонта на
делянках длительного опыта и образцы, отобранные на контрастных вариантах опыта с глубины 0-20, 20-40 и 40-60 см.
Определение физико-химических
свойств почвы проводили общепринятыми методами в вытяжке 1н КС1 с рН 5,8 (11 показателей); гумус - по Тюрину; определение емкости катионного обмена -по методу Е.В.Бобко и Д.Л. Аскинази в модификации П.П. Грабарова и З.А. Уваровой (вариант С.Н. Алешина). Изменение мезоморфологии почвенной толщи наблюдали с помощью цифрового микроскопа MDA1300/2000 USB.
Изучение шлифов почв контрастных вариантов длительного опыта проводили на оборудовании кафедры почвоведения Санкт-Петербургского университета
(микроморфологический анализ с помощью поляризационного микроскопа). Результаты обрабатывали методом дисперсионного анализа. Коэффициенты корреляции рассчитывали по Спирмену [6]. Результаты и обсуждение
Морфологическое описание разрезов почвы в лесу и на контрастных вариантах опыта (рис. 1) показывает внешние различия в строении профиля через 36 лет после закладки опыта.
Лесная почва Пашня - контроль Пашня - высокий фон
(без удобрений и удобрений + известь извести) по 1,0Нг
Рис. 1. Разрезы почвы на вариантах длительного опыта
Залежь 30 лет
В результате сельскохозяйственной обработки и окультуривания наблюдается трансформация морфологических признаков. Сопоставление макро-, мезоморфологии и микростроения освоенной почвы и целинной показывает, что наибольшую
трансформацию претерпела верхняя часть профиля (А0, А1, А2). По результатам морфологических исследований можно утверждать, что сельскохозяйственное использование дерново-подзолистой
легкосуглинистой почвы привело к исчезновению элювиального горизонта в результате припашки и перемешивания с вышележащим горизонтом, воздействия травянистой культурной растительности. Развитие элювиального горизонта не наблюдается и в почве, которая долгое время не подвергалась обработке (залежь). Пахотный горизонт приобретает
равномерную буровато-серую окраску и
Изменение емкости катионнс
комковатую структуру, что свидетельствует о равномерной гумусированности и лучшей агрегированности.
Состояние почвенного поглощающего комплекса (ППК) - один из основных факторов, которые определяют уровень плодородия любой почвы. От ППК зависят многие свойства почвы, без учета которых нельзя решить задачи по рациональному использованию удобрений и экологические проблемы в земледелии [7,8]. В процессе сельскохозяйственного использования
изменяется величина ППК, в том числе, емкость катионного обмена почвы (ЕКО) (таблица 1). Емкость катионного обмена верхнего горизонта (пахотного) снижается примерно в 2 раза по сравнению с органогенным горизонтом исходной почвы под лесом за счет большей интенсивности протекающих процессов при
сельскохозяйственном использовании.
Таблица 1
| обмена почвы при освоении
Разрез № 1 (лес) Разрез № 4 - высокий фон удобрений + известь по 1Нг Разрез № 6 - контроль (без удобрений)
Горизонт, глубина, см ЕКО, мэкв/100г Горизонт, глубина, см ЕКО, мэкв/100г Горизонт, глубина, см ЕКО, мэкв/100г
0 1-6(8) 81.5 Апах 0-25(30) 12,2 Апах 0-28(31) 10,6
A 6(8)-34(36) 24,1 BEL1 25(30)-57(60) 6,2 BEL1 28(31)-31(36) 4,0
E 34(36)-65(68) 3,4 BEL2 57(60)-81(88) 4,0 BEL2 31(36)-42(53) 2,3
BF 65(68)-75(76) 5,6 B1 81(88)-131(142) 13,7 B 42(53)-101(104) 12,7
BHFg 75(76)-87(88) 4,0 B2g 131(142)-152 4,4 B2 101(104)-136(139) 18,0
B2 87(88)-125(128) 13,4 B3g 152-170(171) 7,8 BCg 136(139)-166 4,1
BG 125(128)-156(158) 15,9 BG 170(171)-199(200) 12,2
BCG 156(158)-170 6,6 Cg 199(200)-230 7,8
CG 170-190 3,5
Закономерности изменения емкости катионного обмена по профилю схожи во всех трех разрезах. Высокая емкость в верхних горизонтах обусловлена, в основном, органическим веществом. Увеличение емкости в средней части профиля (горизонт В) связано с более
тяжелым гранулометрическим составом подстилающей породы (морены). В пробах почвы, отобранных с разной глубины, после проведения лабораторных исследований, мы попытались рассчитать коэффициенты ранговой корреляции зависимости емкости катионного обмена от различных физико-
химических показателей в различных частях почвенного профиля (табл. 2).
Таблица 2
Зависимость емкости катионного обмена от некоторых физико-химических показателей почвы длительного опыта (коэффициенты ранговой корреляции по Спирмену, Р = 5%)
Параметры Глубина взятия образца, см
Х У 0 - 20 20 - 40 40 - 60
рНКС1 ЕКО 0,867 - 0,267 - 0,117
Нобм. ЕКО - 0,870 0.300 - 0.038
Нг ЕКО - 0,767 0.617 0.017
Са ЕКО 0.933 - 0,488 - 0,046
Гумус ЕКО 0,950 0,633 0,154
В пахотном горизонте емкость катионного обмена зависит, прежде всего, от содержания органического вещества и параметров кислотно-основного равновесия. В подпахотном горизонте средней тесноты связь обнаруживается с органическим веществом и гидролитической
кислотностью, обусловленной наличием в почве поглощенных ионов водорода и алюминия, способных к обмену. На глубине иллювиального горизонта (40-60 см) роль органического вещества не выражена в связи с малым его количеством и присутствием в виде небольшого количества пленок и затеков. То есть большее значение в подпахотных горизонтах приобретают минеральные компоненты почвы, наличие пылеватой и илистой фракции.
Далее мы перешли к методу мезоморфологии, который позволяет увидеть, как сложены структурные отдельности, из чего они состоят, их генезис, диагностические признаки. Наблюдение под бинокуляром позволяет определить генезис пор и трещин, а характер их стенок позволяет выявить почвообразующие процессы, так как основные токи воды
проходят по порам и трещинам [9]. При полевом и при мезоморфологическом исследовании по составу и форме новообразований можно судить о режиме почв, суспензионном переносе веществ и ряде других процессов.
Результаты мезоморфологических
исследований (см. рисунки 2-5 - Вид гумусовых горизонтов контрастных вариантов длительного опыта в объективе цифрового микроскопа MDA1300/2000 USB, 15х - пятнадцатикратное увеличение; 80х -восьмидесятикратное увеличение)
подтверждают, что подзолистый процесс в окультуренной почве внешне развивается значительно слабее. Об этом свидетельствует не только отсутствие элювиального горизонта, но и отсутствие (или слабая выраженность) признаков элювиального процесса (отмытых зерен кварца) в верхнем горизонте, а также пленок гидроксидов в нижележащем горизонте, которые ярко выражены в лесной почве. В пахотном горизонте окультуренной почвы (в сравнении с лесной почвой) увеличивается многопорядковость структуры.
Рис. 2. Лесная почва, горизонт А1 - Серый с буроватым оттенком. Структура комковатая. Агрегаты 1-го порядка - комки диаметром 0,2-0,5 мм; агрегаты 2-го порядка - комки 3-5 мм. Большое количество слаборазложившихся органических остатков. Множество хорошо отмытых зерен кварца. Преобладают песчаные и пылеватые фракции.
Рис. 3. Пашня, горизонт Апах, (контроль) - Буро-серый. Структура комковатая, хорошо выраженная, распадается на отдельности разного порядка. Агрегаты 4-го порядка - комки 15-20 мм в диаметре; 3-го порядка - 3-5 мм; 2-го порядка - 1,5-2 мм; 1-го порядка - 0,4-0,8 мм. Минеральные зерна покрыты пылеватыми частицами. Преобладающие фракции - пылеватая,
тонкий песок.
Рис. 4. Пашня, горизонт Апах., (известь по 2,5Нг, без удобрений).-Буро-серый. Структура комковатая, распадается на отдельности разных порядков. Агрегаты 1-го порядка - комки 0,3-0,9
мм хорошо выражены; агрегаты 2-го порядка - комки 3-6мм - преобладают; агрегаты 3-го порядка - комки диаметром 15-30 мм. Встречаются отдельные отмытые зерна кварца, основная масса минеральных зерен покрыта пылеватыми частицами.
Рис. 5. Пашня, горизонт Апах. (высокий фон удобрений + известь по 1,0Нг).- Буровато-серый. Структура комковатая, хорошо выраженная, распадается на структурные отдельности разного порядка. Преобладают агрегаты 1-го порядка - 0,4-0,7 мм (мелко комковатая структура); агрегаты 2-го порядка- комки диаметром 2-7 мм, 3-го порядка - диаметром 15-20 мм. Много отмытых зерен кварца, диаметром 0,2-0,4 мм. Преобладающие фракции - средний и тонкий песок.
Мы изучали микростроение почвы контрастных вариантов длительного опыта в шлифах (метод микроморфологии). Микроморфология позволяет изучать почвенный профиль и отдельные его фрагменты в ненарушенном состоянии, в широком диапазоне увеличений и получать информацию о вещественном составе и структурной организации объекта в любой интересующей нас точке. В связи с этим микроморфология почв является важнейшей составляющей исследований почв не только при выяснении их генезиса, диагностики, но и для прогноза изменений при интенсивном сельскохозяйственном использовании,
определения параметров плодородия. Микроморфология может уловить самые незначительные сдвиги в организации материала, перераспределении основных вещественных компонентов, появлении новых элементов строения, в связи с чем является перспективным методом контроля сохранения и улучшения наших почв.
В микростроении заметны изменения характера агрегированности, микроформы гумуса. Светло-бурая органическая плазма горизонта А1 лесной почвы, имеющей коричневато-темно-бурый цвет и
распределение в виде отдельных сгустков. В окультуренной почве усиливается связь
гумуса с минеральной частью почвы (бурые пленки на зернах скелета). Возрастает степень разложения растительных остатков (гомогенизация, смешивание с минеральной массой), наблюдается уплотнение сложения, значительное уменьшение объема пор. Преобладающим типом гумуса в освоенной почве по мере усиления связи с минеральной частью, образования прочных соединений, становится модер-мулль, в отличие от гумуса типа модер в горизонте А1 и типа мор в горизонте А0 лесной почвы.
При длительном применении
минеральных удобрений наблюдались существенные различия в микростроении почвы контрастных вариантов опыта. В качестве примера приведем описания шлифов пахотного и подпахотного горизонтов двух контрастных вариантов длительного опыта (контроля и высокого уровня внесения удобрений на фоне известкования полной дозой доломитовой муки).
В горизонте Апах. контрольного варианта зерна полевых шпатов более крупные и их больше по количеству. Встречаются микроорштейны. На удобренном варианте грубого органического вещества значительно больше, чем в почве контрольного варианта, больше пылеватых
частиц, полевых шпатов меньше. Поверхность минералов более выветрелая. Более выражено ожелезнение по трещинам минеральных зерен. В отличие от контрольного варианта, нет
микроорштейнов, только железистые сгустки.
В субэлювиальном горизонте (BEL1) на контроле мы наблюдали значительное количество микроорштейнов диаметром до 1-2 мм. В удобрявшейся длительное время почве был обнаружен всего 1 микроорштейн, а в целом горизонты схожи - большее количество пыли и плазмы по сравнению с вышележащими горизонтами. Большое количество пленок на поверхности минеральных зерен.
Исследования физико-химических
свойств почв в целом подтверждают
выявленные закономерности. Особенно ярко это выражено в верхней части профиля. В распределении обменных оснований по профилю наблюдается дифференциация по элювиально-иллювиальному типу.
Подпахотный горизонт сохраняет признаки подзолистого горизонта лесной почвы, хотя морфологически он не выражен.
В почве длительного стационарного опыта за 37 лет проведения произошли серьезные изменения физико-химических свойств почвы под влиянием минеральных удобрений и известкования. Они связаны со свойствами почвенного поглощающего комплекса. Произошли изменения и в органической, и в минеральной части почвы. Установлены существенные различия в обменной способности почвы на различных вариантах опыта (таблицы 3-5).
Таблица 3
Изменение реакции почвы при длительном внесении минеральных удобрений
на различных уровнях известкования
Среднее по
Доза извести в долях Нг уровням
Фон удобрений 0 0,25 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 удобрений НСР0,5= 0,16 / 0,16
Без удобрений 4,23* 4,47 4,68 5,13 — 5,47 5,37 4,89
5,02** 5,38 6,20 6,13 6,55 6,52 6,78 6,04
Средний 4,02 4,28 4,46 5,26 — 5,10 5,21 4,72
4,53 5,34 5,57 6,04 6,48 6,28 6,89 5,85
Повышенный 3,98 4,12 4,33 4,68 — 5,13 5,34 4,60
4,41 5,22 5,07 5,97 6,78 6,41 6,61 5,74
Высокий 3,68 4,12 4,26 4,48 — 4,63 5,16 4,39
4,28 5,25 5,10 5,77 6,42 6,44 6,55 5,66
Среднее по
уровням известкования НСР0,5= 3,98 4,56 4,25 5,30 4,43 5,49 4,89 5,98 6,53 5,08 6,41 5,27 6,72
0,21 / 0,21
НСР0,5 для сравнения частных средних = 0,38/0,57
Ошибка опыта = 2,96% / 0,94%
Примечание - *В числителе - реакция почвы до повторного известкования (образцы 2016 г.); **в
знаменателе - после внесения извести (образцы 2018г.)
Определение реакции почвы через 36 лет после внесения извести (таблица 3) показало, что длительное применение минеральных удобрений существенно подкисляет почву. Чижиковой Н.П. и Ушаковым Р.Н. [10] установлено, что наиболее сильное влияние на минеральную часть почвы оказывает изменение реакции среды, особенно в сторону подкисления. Именно подкисление активизирует процессы деструкции минералов. Происходит разрушение наименее устойчивых, содержащих наибольшее количество элементов питания, минералов. При этом нейтрализация почв, например, при повторном известковании,
через любой промежуток времени после подкисления не возвращает почвы в первоначальное состояние, так как нельзя восстановить исходную
кристаллохимическую основу минералов. Прошедшая реакция разрушения минералов необратима [11,12]. Это еще раз говорит о необходимости своевременного
периодического известкования кислых почв и необходимости государственной поддержки этого мероприятия.
Величина гидролитической кислотности оставалась более высокой на делянках, на которых длительное время вносили минеральные удобрения, даже после повторного известкования (таблица 4).
Таблица 4
Величина гидролитической кислотности в первый год после повторного известкования
(мг-экв/100г почвы), 2018 г.
Фон удобрений Доза извести в долях Нг Среднее по уровням удобрений НСР0,5= 0,22
0 0,25 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5
Без удобрений 2,32 1,99 1.85 0,90 1,28 0,56 0,84 1,40
Средний 2,83 2,45 2.66 1,34 1,47 1,06 0,77 1,81
Повышенный 3,43 2,53 2.50 1,53 1,16 0,56 0,91 1,80
Высокий 3,47 2,78 3.05 1,90 1,62 1,19 1,15 2,19
Среднее по уровням известкования НСР0,5=0,58 3,01 2,43 2.52 1,42 1,38 0,84 0,92
НСР0,5 для сравнения частных средних = 0,76
Ошибка опыта = 4,07%
Известь в дозе 0,5Нг и выше существенно снижали обменную
кислотность почвы за счет связывания фитотоксичных элементов в мало подвижные комплексы. Почва на вариантах
внесения минеральных удобрений без повторного известкования, имела более высокую обменную кислотность, чем на контроле (таблица 5).
Таблица 5
Величина обменной кислотности почвы длительного опыта после повторного известкования,
мг-экв./100г, 2018 г.
Фон удобрений Доза извести в долях Нг Среднее по уровням удобрений НСР0,5= 0,054
0 0,25 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5
Без удобрений 0,160 0,118 0,051 0,041 0,055 0,041 0,038 0,073
Средний 0,354 0,118 0,064 0,046 0,047 0,055 0,061 0,109
Повышенный 0,563 0,185 0,113 0,049 0,060 0,043 0,045 0,155
Высокий 0,466 0,203 0,104 0,046 0,060 0,042 0,045 0,141
Среднее по уровням известкования НСР0,5= 0,073 0,386 0,156 0,083 0,046 0,055 0,045 0,047
НСР0,5 для сравнения частных средних = 0,191
Ошибка опыта = 15,47%
Исходное содержание гумуса в почве содержание гумуса снижается (таблица 6), длительных опытов было около 2,2%. Без что не может не влиять на изменение внесения органических удобрений общее минеральной части почвы.
Таблица 6
Изменение содержания гумуса в почве при длительном внесении минеральных удобрений на
различных уровнях известкования (%), 2017 г.
Фон удобрений Доза извести в долях Нг (известкование 1981 г.) Среднее по уровням удобрений НСР0,5= 0,08
0 1,0 2,5
Без удобрений 1,20 1,82 1,89 1,64
Средний 1,23 2,03 2,31 1,86
Высокий 1,31 1,94 2,19 1,81
Среднее по уровням известкования НСР0,5= 0,08 1,25 1,93 2.13
НСР0,5 для сравнения частных средних = 0,18
На основании полученных материалов приводит к более интенсивному можно утверждать, что длительное выветриванию и изменению минералов применение минеральных удобрений почвы. Исследования Н.П. Чижиковой с
соавторами [10-13] подтверждают наши выводы. Более глубокое и подробное изучение минеральной части почвы позволит установить направления изменений в групповом и минералогическом составе дерново-подзолистой пахотной почвы под влиянием длительного применения минеральных удобрений и определить пути сохранения плодородия пахотных почв. Выводы
Под воздействием производственной деятельности человека минеральная часть почвы, несмотря на свою устойчивость, со временем начинает претерпевать изменения. Факторами, влияющими на изменения
минералогического состава, является усиление интенсивности химического, физического, биологического выветривания.
Сильное влияние на деструкцию минералов почвы оказывает изменение кислотно-основного равновесия, в особенности - подкисление почвы.
Известь в высоких дозах сдерживает процессы разрушения минералов. Необходимы углубленные исследования минеральной, скелетной части почвы и поиски приемов и путей снижения отрицательного влияния хозяйственной деятельности человека на невозобновляемые природные объекты - почвы.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Гагарина Э.И. Литологический фактор почвообразования (на примере Северо-Запада Русской равнины). СПб: Изд-во Санкт-Петерб. Ун-та. 2004. 260 с.
2. Герасимова М.И., Ковда И.В., Лебедева М.П., Турсина Т.В. Микроморфологические термины как отражение современного состояния исследований микростроения почв // Почвоведение. 2011. №7. С.804-817.
3. Добровольский Г.В. Микроморфологический контроль процесса освоения и окультуривания дерново-подзолистых почв // Микроморфология антропогенно измененных почв. - М.: Наука. 1988. С.31-36.
4. Чижикова Н.П., Скворцова Е.Б., Варламов Е.Б. , Чурилин Н.А. , Чурилина А.Е. , Абросимов К.Н., Юдина А.В., Романенко К.А. Перераспределение минералов в элювиально-иллювиальном горизонте агродерново-подзолистой почвы // Бюллетень Почвенного института имени В.В. Докучаева. 2017. № 88. С.75-95.
5. Губин С.В. Диагностика начальных этапов изменения луговых почв с помощью микроморфологического метода // Микроморфологическая диагностика почв и
почвообразоательных процессов. М.: Изд-во Наука. 1983. С.121129.
6. Коэффициент ранговой корреляции Ч.Э. Спирмена. [Электронный ресурс]: https://www.psychol-ok.ru/statistics/spearman (дата обращения: 10.09.2018).
7. Небольсин А.Н., Небольсина З.П. Теоретические основы известкования почв.-СПб: ЛНИИСХ, 2005.-252 с.
8. Горбылева А.И., Воробьев В.Б., Комаров М.М.//Почвенный поглощающий комплекс дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы и урожайность сельскохозяйственных культур/ Агрохимический вестник 2008.-№1. с. 6-9
9. Дылейко А.А., Абидина Т.А., Куклина С.Л. Мезоморфология как один из методов диагностики почв. [Электронный ресурс]: https://scienceforum.ru/
2012/article/2012002471 (дата обращения 11.12.2018).
10. Чижикова Н.П., Ушаков Р.Н. Изменение кристаллохимических показателей минералов тонкодисперсной части агросерых тяжелосуглинистых почв Рязанской области под влиянием различных агротехнологий // Бюллетень Почвенного
института им. В.В.Докучаева. 2007. № 60. С.29-40.
11. Чижикова Н.П. Прищеп Н.П. Изменение содержания тонкодисперсных фракций и их минералов под влиянием калийных удобрений // Доклады РАСХН. 1996. №3. С. 20-21.
12. Прищеп Н.И., Чижикова Н.П. Влияние различных доз и форм калийных удобрений на минералогический состав и калийное
состояние серых лесных почв // Междунар. конф. «Проблемы антропогенного почвообразования». М.: Почв. Ин-т им. В.В. Докучаева, 1997. Т. 1. С.153-156. 13. Чижикова Н.П. Проблема плодородия почв с позиции трансформации их минералогического состава // Российский химический журнал. 2005. Т. ХЫХ, № 3. С. 44-48.
REFERENCES
1. Gagarina E.I. Litologicheskii faktor pochvoobrazovaniya (na primere Severo-Zapada Russkoi ravniny) [Lithological factor of soil formation (on the example of the NorthWest of the Russian Plain]. Saint Petersburg: Saint Petersburg Univ Publ. 2004: 260. (In Russian)
2. Gerasimova M.I., Kovda I.V., Lebedeva M.P., Tursina T.V. Micromorphological terms: the state of the art in soil microfabric research. Eurasian Soil Science. 2011. vol. 44. No. 7: 739-752. (In English)
3. Dobrovolskii G.V. Mikromorfologicheskii kontrol' protsessa osvoeniya i okul'turivaniya dernovo-podzolistykh pochv [Micromorphological control of development and reclamation of sod-podzolic soils]. Mikromorfologiya antropogenno izmenennykh pochv [Micromorphology of anthropogenically changed soils]. Moscow: Nauka. 1988: 31-36. (In Russian)
4. Chizhikova N.P., Skvortsova E.B., Varlamov E.B., Churilin N.A., Churilina A.E., Abrosimov K.N., Yudina A.V., Romanenko K.A. Pereraspredelenie mineralov v elyuvial'no-illyuvial'nom gorizonte agrodernovo-podzolistoi pochvy [The distribution of minerals in eluvio-iluvial horizon of agro soddy-podzolic soil]. Bulletin of V.V. Dokuchaev Soil Science Institute. 2017. No. 88: 75-95. (In Russian)
5. Gubin S.V. Diagnostika nachal'nykh etapov izmeneniya lugovykh pochv s pomoshch'yu
mikromorfologicheskogo metoda [Diagnostics of the initial stages of meadow soil change using the micromorphological method]. Mikromorfologicheskaya diagnostika pochv i pochvoobrazoatel'nykh protsessov
[Micromorphological diagnostics of soils and soil-forming processes]. Moscow: Nauka. 1983: 121 -129. (In Russian)
6. Koeffitsient rangovoi korrelyatsii Ch.E. Spirmena [Spearman's rank correlation coefficient]. Available at: https://www.psychol-ok.ru/statistics/spearman (accessed 10.09.2018).
7. Nebolsin A.N., Nebolsina Z.P. Teoreticheskie osnovy izvestkovaniya pochv [Theoretical foundations of soil liming]. Saint Petersburg: LNIISkHSPb. 2005: 252. (In Russian)
8. Gorbyleva A.I., Vorob'ev V.B., Komarov M.M.//Pochvennyi pogloshchayushchii kompleks dernovo-podzolistoi legkosuglinistoi pochvy i urozhainost' sel'skokhozyaistvennykh kul'tur [Soil absorbing complex of sod-podzolic light loamy soil and crop yields] . Agrokhimicheskii vestnik. 2008. No. 1: 6-9. (In Russian)
9. Dyleiko A.A., Abidina T.A., Kuklina S.L. Mezomorfologiya kak odin iz metodov diagnostiki pochv [Mesomorphology as one of the methods of diagnosis of soil]. Available at: https://scienceforum.ru/
2012/article/2012002471 (accessed 11.12.2018).
10. Chizhikova N.P., Ushakov R.N. Izmenenie kristallokhimicheskikh pokazatelei mineralov
tonkodispersnoi chasti agroserykh
tyazhelosuglinistykh pochv Ryazanskoi oblasti pod vliyaniem razlichnykh agrotekhnologii [Changes in the crystal-chemical indices of the minerals in the finely dispersed part of the agro-gray heavy loamy soils in the Ryazan region under the influence of various agricultural technologies]. Bulletin of V.V. Dokuchaev Soil Science Institute. 2007. No. 60: 29-40. (In Russian)
11. Chizhikova N.P. Prishchep N.P. Izmenenie soderzhaniya tonkodispersnykh fraktsii i ikh mineralov pod vliyaniem kaliinykh udobrenii [Changes in the content of fine fractions and their minerals under the influence of potash fertilizers]. Doklady RASKhN. 1996. No. 3: 20-21. (In Russian)
12. Prishchep N.I., Chizhikova N.P. Vliyanie razlichnykh doz i form kaliinykh udobrenii na
mineralogicheskii sostav i kaliinoe sostoyanie serykh lesnykh pochv [Influence of various doses and forms of potash fertilizers on the mineralogical composition and potassium state of gray forest soils]. Mezhdunar. konf. "Problemy antropogennogo
pochvoobrazovaniya" {Proc. Int. Conf. "Problems of anthropogenic soil formation"]. Moscow: V.V. Dokuchaev Soil Science Institute Publ. 1997. vol. 1:153-156. (In Russian) 13. Chizhikova N.P. Problema plodorodiya pochv s pozitsii transformatsii ikh mineralogicheskogo sostava [The problem of soil fertility from the standpoint of the transformation of soil mineralogical composition]. Rossiiskii khimicheskii zhurnal. 2005. vol. XLIX, No. 3: 44-48. (In Russian)
УДК 631.95 Б01 10.24411/0131-5226-2019-10158
МЕТОДИКА ВЫБОРА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ В ТЕХНОЛОГИЯХ РАСТЕНИЕВОДСТВА ПО ЭКОЛОГИЧЕСКИМ, ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ И ЭКОНОМИЧЕСКИМ КРИТЕРИЯМ
Р.А. Кашбулгаянов, канд. техн. наук; А.В. Липкань
А.Н. Панасюк, д-р. техн. наук;
ФГБНУ «Дальневосточный НИИ механизации и электрификации сельского хозяйства», г. Благовещенск, Россия
Авторы статьи указывают на необходимость оценивать эффективность технического обеспечения перспективных технологий растениеводства не только по экономическим и энергетическим критериям, но и по экологическому критерию - показателю воздействия на почву. Поэтому разработка методики оценки экологической эффективности функционирования машинно-тракторного агрегата в технологии растениеводства на основе суммарных абсолютных потерь урожайности, связанных с нарушением агротехнических сроков и уплотняющим воздействием движителей МТА на почву является задачей актуальной. Для выбора тягового класса колесных и гусеничных тракторов предложены мультипликативные модели множественной регрессии, учитывающие совокупное влияние экологических, эксплуатационно-технологических и энергетических факторов. В результате расчетов на культивации, посеве и бороновании наименьшие суммарные потери урожая сои получены в агрегате с трактором ДТ-75 (тяговый класс 3,0), который в XX веке в Советской России был принят при расчете прошлых Систем технологий и машин за
