CC BY
17ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПЛОДОРОДИЯ
УДК: 631.45:631.8
ИЗМЕНЕНИЕ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ И ПРОДУКТИВНОСТИ СЕВООБОРОТА ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ МИНЕРАЛЬНЫХ
УДОБРЕНИЙ С ИЗВЕСТКОВАНИЕМ
О.В. Гладышева, к.с.-х.н., В.А. Свирина, O.A. Артюхова, Институт семеноводства и агротехнологий - филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (ИСА - филиал ФГБНУ ФНАЦВИМ) Россия, 390502, Рязанская область, Рязанский район, с. Подвязье, ул. Парковая, д. 1
E-mail: yodvyaze(a)bk. ru
Представлены результаты длительных исследований в зернотравянопропашном севообороте по содержанию подвижного фосфора и обменного калия. Рассмотрена динамика содержания данных элементов почвенного плодородия при систематическом внесении минеральных удобрений и химического мелиоранта - доломитовой муки в дозе 1,5 г. к.
Ключевые слова: темно-серая лесная почва, минеральные удобрения, доломитовая мука, подвижный фосфор, обменный калий, продуктивность.
Б01: 10.25680/819948603.2021.118.08
В большинстве субъектов Российской Федерации в последнее время снижается плодородие почв, ухудшается состояние земель сельскохозяйственного назначения [1, 2, 5, 16].
Наличие кислых почв - один из главных факторов, тормозящих получение высоких и стабильных урожаев. От реакции почвенной среды зависит доступность многих питательных веществ, в особенности подвижного фосфора и обменного калия, органического вещества [9, 13-15]. Отрицательное действие кислых почв на рост и развитие культур устраняют известкованием, которое в свою очередь приводит к мобилизации фосфатов [6].
Оптимальное фосфорное питание способствует развитию корневой системы растений, она сильнее ветвится и глубже проникает в почву, улучшая условия для роста и развития растений, делая их устойчивыми к недостатку влаги в засушливые годы. Доступность растениям данных элементов и увеличение степени их подвижности при известковании в большей мере отмечены при внесении извести в дозах 1,5-2,0 г.к. [10].
Известкование и систематическое применение минеральных удобрений способствуют получению стабильных урожаев и создают необходимые условия для высокоэффективного использования минеральных удобрений [3, 4, 7, 8, 11, 12]. Большинство исследований по влиянию известкования на плодородие почвы проведено на дерново-подзолистых почвах. В более гумусиро-ванных серых лесных почвах опытов по известкованию мало, и они в основном в районах свеклосеяния. Серые лесные почвы Рязанской области занимают 689,7 тыс. га, или 37% от всех типов почв. В указанном типе преобладают почвы серые и темно-серые (548,4 тыс. га). Степень освоенности серых лесных почв в регионе высокая, при этом отмечаются их повышенная кислотность, низкая биологическая активность, недостаток элементов питания в доступной форме.
Цель исследований - изучить влияние длительного применения минеральных удобрений и извести на содержание доступного фосфора, обменного калия и продуктивность культур севооборота.
Методика. Исследования проводили в 2012-2017 гг. на опытном поле лаборатории земледелия ИСА - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ в шестипольном севообороте двухфакторного опыта: фактор А - удобрения (ЫРК)и и (ЫРК)Уи: фактор В - внесение СаС03. Повторность -четырехкратная.
Почва опытного участка темно-серая лесная тяжелосуглинистая с содержанием гумуса в варианте без удобрений 3,05 % (по Тюрину), на фоне применения (ЫРК)у() - 3,10 %: Р205 и К20 по Кирсанову, соответственно, 10,7-18,0 и 10,1-11,7 мг/100 г почвы, рНсол 4,984,87, Нг - 4,11-4,77 мг-экв/100 г почвы, Б - 20,0-18,5 мг-экв/100 г почвы, V - 81,3-75,9 %, Са - 16,9-17,5 мг-экв/100 г почвы, М^ - 2,2 мг-экв/100 г почвы.
В качестве мелиоранта применяли доломитовую муку с содержанием Са - 55%, - 33 % в дозе 1,5 г.к. Анализ почвы проводили согласно ГОСТу 14050-93 «Мука известняковая», статистический анализ данных - дисперсионным методом.
Результаты и их обсуждение. Вегетационные периоды, в течение которых проводили наблюдения за динамикой фосфора и калия существенно различались по метеорологическим условиям. Вегетационный период 2012 г. характеризовался повышенными температурами воздуха (в мае превышение на 7,6 °С, в июне - на 2,9 °С относительно среднемноголетней). Осадки выпадали неравномерно: за май 62 % от средних многолетних значений, в июне - 136 %. 2013 г. также характеризовался повышенными температурами воздуха мая и июня, соответственно, на 7,2 и 5,4 °С относительно среднемноголетних, при дефиците осадков в июне 52 %. В мае 2014 г. средняя суточная температура воздуха превышала на 6,2 °С среднемноголетнюю при оптимальном количестве осадков. В июне температурный режим был в пределах средних значений с количеством осадков, превышающим среднемноголетние значения почти в 2,0 раза.
Метеоусловия мая и июня 2015 г. характеризовались повышенными температурами воздуха (на 5,3 и 3,0 °С) при достаточном и хорошем увлажнении. Условия 2016
г. были относительно благоприятными: в мае и июне температура была выше на 4 °С, осадки мая составили 155 % от многолетних значений, а в июне их было меньше нормы на 14,9 мм.
В 2017 г. температуры мая и июня были на уровне средних многолетних показателей с небольшим дефицитом осадков в 10-13 %.
Наличие доступных для растений соединений фосфора в почве - один из основных показателей плодородия, который определяет урожайность всех сельскохозяйственных культур и является одним из главных признаков окультуренности почвы (табл. 1).
1. Влияние известкования и минеральных удобрений на содержание подвижного
фосфора в слое 0-30 см, мг/100 г почвы
Система удобрения и известкования
Исх. 2011 г.
2012 г.
2013 г.
2014 г.
2015 г.
2016 г.
2017 г.
В среднем за ротацию
МпРоКп
10,7
10,5
10,1
11,6
10,0
10,2
10,27
10,45
ВД,К0+СаСО3
12,6
12,3
11,9
10,8
10,8
11,45
11,7
Изменение показателей
+2,1
+2,2
+0,3
+0,8
+0,6
+1,18
\чи1)чи1\ч1
18,0
21,7
23,0
20,6
19,2
19,3
18,72
20,42
МздРэдКзд + СаСОз
24,9
24,8
22,6
20,22
22,2
20,7
22,9
Изменение показателей
+3,2
+1,8
+2,0
+3,0
+2,9
+1,'
НСР05: по удобрению
2,99
1,52
1,56
1,29
1,25
1,79
по доломитовой муке
1,77
2,05
2,47
0,9
0,81
1,48
В 2012-2017 гг. содержание подвижного фосфора в контрольном варианте без удобрений и без СаСОз отличалось слабой изменчивостью под влиянием культур севооборота с тенденцией к снижению. Увеличение в 2014 г. содержание фосфора объясняется заделкой в почву массы клевера.
В варианте с систематическим внесением минерального удобрения, но без мелиоранта, содержание фосфора было значительно выше, изменчивость содержания подвижного фосфора по годам была в 2,6 раза сильнее, что обусловлено метеорологичесими условиями и более высоким его выносом с урожаем культур севооборота. Наименьшее содержание фосфора отмечено в 2017 г. - наиболее благоприятном по гидротермическим условиям для формирования высокой продуктивности.
Применение химической мелиорации положительно влияет на содержание подвижного фосфора. Однако накопление данного элемента почвенного плодородия происходило неравномерно, что вызвано значительным выносом его предыдущими культурами севооборота или влиянием количества запаханной растительной массы.
В первый год действия известкования отмечено увеличение содержания в почве подвижного фосфора в варианте как с удобрениями, так и без них. Это обусловлено повышением реакции почвенной среды, которая способствовала переходу трудноусвояемого фосфора в подвижные его формы.
Значительное повышение доступного фосфора в почве отмечено в варианте с применением минеральных удобрений и СаС03. Наблюдаемое после известкования улучшение показателей, особенно в первые два года, сменялось постепенным снижением содержания элемента как в варианте без удобрений, так и на фоне применения удобрений. Следует отметить, что на увеличение количества подвижного фосфора в 2017 г. в варианте без удобрений с мелиорантом оказали влияние значительные осадки, однако, его содержание не превысило таковое в 2012-2013 гг.
За ротацию севооборота установлено, что внесение доломитовой муки способствует увеличению подвижного фосфора в почве - в варианте без удобрений на 1,25 мг/100 г почвы, в удобренном варианте - на 2,48 мг/100 г почвы.
Вторым по значимости элементом после фосфора, определяющим получение высоких и стабильных урожаев сельскохозяйственных культур, является калий, обеспеченность которым зависит от его наличия в почве в обменной форме. Действие извести на поступление калия в растение может быть как положительное, так и отрицательное. Увеличение или снижение фиксации данного элемента в почве не является общей закономерностью, а зависит от минералогического состава [14].
В опыте в варианте без удобрений и без извести под влиянием растений содержание обменного калия снижается или остается практически без изменений от исходного значения за ротацию севооборота (табл. 2).
2. Влияние внесения извести и минеральных удобрений на содержание обменного калия в слое 0-30 см, мг/100 г почвы
Система удобрения 2011 г. 2012 г. 2013 г. 2014 г. 2015 г. 2016 г. 2017 г. В среднем
и известкования исх. за ротацию
МоРоКо 10,1 10,6 11,0 9,72 9,9 9,66 10,0 10,1
ВД,К0+ СаСОз 10,7 11,2 10,2 10,4 10,5 11,15 10,7
Изменение показа- +0,1 +0,2 +0,48 +0,5 +0,84 +1,15
телей
^оРэдКэд 11,7 14,1 14,4 12,3 11,6 11,19 12,02 12,6
№,0Р9оК90+ СаСОз 16,1 14,8 13,1 12,73 12,5 12,80 13,7
Изменение показа- +2,0 +0,4 +0,8 +1,16 +1,33 +0,8
телей
НСР05: по удобре- 3,53 0,47 0,55 1,23 1,33 1,15
нию
по доломитовой 0,43 1,39 1,95 0,95 0,78 1,16
муке
Под влиянием извести в 2012-2013 гг. содержание обменного калия в вариантах без удобрений мало изменилось. Однако, отмечено постепенное нарастание данного элемента к 5-6-му году действия доломитовой муки. В среднем за ротацию действие известкования без использования минеральных удобрений увеличило содержание подвижного калия на 0,6 мг/100 г почвы.
В варианте с длительным применением минеральных удобрений мелиорант оказывал большее влияние на содержание подвижного калия в почве. Так, в первый год после внесения СаСОз отмечено максимальное значение обменного калия. Меньше всего К20 накапливалось под такими культурами как клевер и викоовсяная смесь, что связано с выносом элемента урожаем. В дальнейшем в вариантах с систематическим применением удобрений и СаСОз продолжалось увеличение содержания калия в культурах севооборота. В среднем за 6 лет накопление доступных для растений форм данного элемента увеличилось на 1,1 мг/100 г почвы.
Сочетание известкования с применением минеральных удобрений позволило улучшить химические свойства почвы, повысить в ней концентрацию подвижного фосфора и обменного калия, что положительно отразилось на продуктивности сельскохозяйственных культур в севообороте (табл. 3).
3. Влияние основного известкования и минеральных удобрений на продуктивность севооборота (в среднем за 2012-2017 гг.)
Вариант Доза вне- Продуктивность Среднегодовая при-
опыта сения за ротацию, ц к. бавка
СаСОз. т/га е/га ц к. е/га %
NoPoKo - 49.3 - 100.0
N0P0K0 + 6.9 55.7 6.4 112.9
СаСОз
N90P90K90 - 59.0 - 100.0
N90P90K90 + 12.0 69.2 10.2 117.3
СаСОз
В длительно неудобряемом варианте без мелиоранта в севообороте отмечена низкая урожайность. Внесение доломитовой муки в этом варианте в среднем за год увеличивало урожайность культур в севообороте на 6,4 ц к.е/га.
В удобренном варианте с известкованием урожайность увеличивалась в среднем на 10,2 ц к.е/га. При этом прибавка зерновых составила в среднем 16,3 ц/га. Высокую отзывчивость на известкование проявили клевер, викоовсяная смесь, кукуруза.
Выводы. Установлено, что за ротацию в зернотра-вянопропашном севообороте плодородие темно-серой лесной почвы улучшилось, особенно в варианте с систематическим применением минеральных удобрений и с химическим мелиорантом. Внесение доломитовой муки способствовало накоплению и увеличению подвижного фосфора в почве в варианте без удобрений на
1,25 мг/100 г почвы, в удобренном варианте на 2,48 мг/100 г почвы и повышало концентрацию обменного калия на 0,6-1,1 мг/100 г почвы.
Применение доломитовой муки способствовало повышению урожайности возделываемых культур в севообороте на 12,9-17,3%, сочетание удобрений и мелиоранта повышало продуктивность севооборота на 40%.
Литература
1. Алиев A.M., Варламов В.А.. Ваулина Г.И [и др.] Комплексное применение агрохимических средств - основа высокой продуктивности и устойчивости земледелия // Плодородие. - 2009. - № 2. - С. 5-8.
2. Гладышева О.В.. Пестряков A.M.. Свирина В.А. Бобово-злаковые травы и минеральные удобрения в системе мер повышения плодородия почвы // Вестник Российской сельскохозяйственной науки. -2016. -№ 2. -С. 26-27.
3. Гладышева О.В.. Пестряков AM.. Свирина В. А. Влияние известкования на физико-химические свойства темно-серой лесной почвы и продуктивность возделываемых культур // Плодородие. - 2015. - № 6. -С. 17-19.
4. Дыбин В.В.. Чернышкова Л.Б. Изменение плодородия дерново-подзолистой почвы и продуктивность культур при длительном применении удобрений с известкованием // Плодородие. - 2014. - № 2. -С. 22-24.'
5. Иванов А.Л. Почвенный покров России в условиях глобальных вызовов // Вестник Российской академии наук. - 2015. - Т. 85. - № 11.-С. 984-992.
6. Иванов А.Л.. Сычев В.Г.. Державин Л.М. [и др.] Агробиогеохими-ческий цикл фосфора. - М.: Россельхозакадемия, 2012.-512 с.
7. Кирпичников H.A.. Варламов В.А.. Самойлов Л.П. Действие фосфорных и известковых удобрений на урожайность озимой пшеницы при использовании средств защиты // Плодородие. - 2009. - № 1. - С. 9-12.
8. Кирюшин B.IL. Иванов А.Л.. Ильин ЛИ.. Окорков В.В. Системы воспроизводства плодородия в зоне серых лесных почв // Научные основы предотвращения деградации почв (земель) сельскохозяйственных угодий России и формирования систем воспроизводства их плодородия в адаптивно-ландшафтном земледелии. - М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева, 2013. - С. 32-91.
9. Корчагин В.II.. Кошелев Ю.А. Мониторинг агрохимических показателей плодородия почв и урожайность основных ссельскохозяйст-венныхх культур Воронежской области // Плодородие. - 2016. - № 3. -С. 7-10. '
10. Мещанов ВН.. Андриянов A.A.. Шаряков ММ Теория и практика известкования серых лесных почв, выщелоченных и оподзоленных черноземов // Агрохимия. - 1984. -№ 3. - С. 50-53.
11. Небольсин АН. Известкование - средство коренного улучшения кислых почв. - JL: Лениздат, 1979. - 134 с.
12. Некрасов Р.В.. Овчаренко М.М.. Аканова НИ. Агроэкологические основы химической мелиорации почв // Земледелие. - 2019. -№ 4. -С. 3-7.
13. Сокаев К.Е.. Бестаев В.В. Калийный режим почв сельхозугодий // Плодородие. - 2016. - № 6. - С. 39-40.
14. Сычев В.Г.. Кузнецов A.B.. Павлихина A.B.. Лобас Н.В. Содержание гумуса, подвижного фосфора, обменного калия и степень кислотности пахотных почв Российской Федерации // Плодородие. - 2008. -№3.-С. 1-4.
15. Шафран С.А. Основные направления исследований Геосети по повышению окупаемости минеральных удобрений // Плодородие. -2011.-№3.-С. 25-27.
16. Шильников IIA.. Аканова НИ.. Ефремова С.Ю. Прогнозирование состояние почвенного плодородия под влиянием химической мелиорации // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего. - 2016. -№2.-С. 128 -138.
FERTILITY CHANGE OF SOIL AND CROP PRODUCTIVITY UNDER THE LONG-TERM APPLICATION OF MINERAL
FERTILIZERS AND LIME AMELIORANTS
O. V. Gladysheva, 1.1. Svirina, O.A Artyukhova The Institute of Seed and Agrotechnologies is a branch of the Federal State Budget Research Institution "Federal Scientific Agroengineering Center MM" (ISA - a branch of the FSBIFNATS JIM), Parkovyva uL 1, 390502 Podvyaze, Russia, e-mail pod-
\yaze@bkru
The results of long-tenn observations in the grain-grass-row crop rotation on the content of mobile phosphorus and exchangable potassium are presented. The dynamics of the content of these elements of soil fertility under the systematic application of mineral fertilizers and chemical améliorant - dolomite flour at a dose of 1.5 hydrolytic acidity.
Key words: dark gray forest soil, mineral fertilizers, dolomite flour, mobile phosphorus, exchangable potassium, productivity.
