CC BY
33
HTM: ЗЕМЛЕДЕЛИЕ И РАСТЕНИЕВОДСТВО
УДК 631.4
К ХАРАКТЕРИСТИКЕ ФОСФАТНОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕРНОЗЕМОВИДНЫХ ПОЧВ ЗАМКНУТЫХ ДЕПРЕССИИ ВОДОРАЗДЕЛОВ*
Л.В. СТЕПАНЦОВА, кандидат биологических наук, доцент
С. Б. САФРОНОВ, руководитель испытательной лаборатории
В.Н. КРАСИН, аспирант Мичуринский ГАУ
Резюме. В статье дана оценка фосфатного состояния чер-ноземовидных почв замкнутой депрессии водораздела и доступности фосфора почвы и удобрений некоторым сельскохозяйственным растениям.
Ключевые слова: чернозем, черноземовщные почвы, доступность фосфора растениям, фракционный состав фосфора.
В замкнутых депрессиях водоразделов формируется своеобразный комплекс черноземовидных почв, сильно отличающихся по своим морфологическим и химическим свойствам от окружающих их черноземов [5]. Даже в сухие годы урожайность большинства сельскохозяйственных культур на них снижена. Такие почвы характеризуются повышенной кислотностью и высоким содержанием аморфного железа [6].
Несмотря на значительный литературный материал о фосфатном состоянии черноземов [1...4], подобные сведения о черноземовидных почвах западин водоразделов отсутствуют.
Цель нашей работы — оценить фракционный состав активного минерального фосфора черноземовидных почв замкнутой депрессии водораздела и доступность фосфора почвы и удобрений растениям.
Условия, материалы и методы. Объект исследований — почвы замкнутой депрессии диаметром 100 м. Почвенный покров участка представлен черноземо-видной слабооподзоленной почвой в начале склона; черноземовидной оподзоленной — в средине и черно-земовидной подзолистой глееватой почвой на дне западины. Ежегодно в профиле черноземовидных оподзоленной и подзолистой глееватой почв формируется верховодка, а во влажные и средние по зимним осадкам годы наблюдается кратковременное (1...2 недели) поверхностное затопление. Морфология, водный режим, физические и химические свойства этих почв Рис. 1. Схемы опытов.
Почва
М.К|О(Э00—гддЛ1)
I
представлены в работе Ф.Р. Зайдельмана и др. [5].
Учет урожайности клевера сходною и определение общего фосфора в растениях проводили в 2006 и 2007 гп По осадкам зимнего периода 2006 с был средним (40 % обеспеченности), а по осадкам лета — влажным (26 % обеспеченности). Верховодка в профиле черноземовидных оподзоленной и под золистой почв держалась до середины апреля. 2007 с по осадкам зимнего периода характеризовался как влажный (17 % обеспеченности), а летнего — как средний (31 % обеспеченности). Осадки выпадали неравномерно.
Для оценки доступности фосфора различным сельскохозяйственным культурам из пахотных горизонтов всех исследуемых почв были отобраны образцы, которые поместили в сосуды объемом 0,5 л. Д ля устранения недостатка азота и калия в сосуды внесли аммиачную селитру и калий хлористый из расчета 300 мг д.в на 1 кг почвы. Контролем послужили образцы без удобрений. В сосудах в течении 2 месяцев выращивали растения ржи, томатов, костра и клевера, затем определили их биомассу содержание общего и минерального фосфора (рис. 1а).
Для оценки эффективности фосфорных удобрений образцы из пахотных горизонтов исследуемых почв помещали в сосуды объемом 0,5 л с д вумя заданными режимами увлажнения (до НВ и полное затопление — 2НВ). Суперфосфат вносили из расчета 150 мг д.в./кг почвы. Контролем служили варианты без удобрений. Компостирование продолжали 6 месяцев. Затем образцы просушивали в течение 1 месяца для окисления закисного железа. После этого добавляли азот и калий в тех же дозах, что и фосфор, и высевали ячмень. Спустя месяц вегетации определяли биомассу растений, а также содержание общего и минерального фосфора в ней (рис. 16).
Результаты. Анализ по Гинзбург-Лебедевой [3] показал, что содержание всех фракций минеральных фосфатов в черноземовидной слабооподзоленной почве приблизительно одинаково. При этом фосфаты кальция составляют 64 % от общего количества минераль-
Почва
/ ч
I *»] роль | | Ъяттт РД iSMtr j
| Уитииишн да НВ { | Паян— мггосижим |
I
Вегетативная масса распнийш
Ужуренйневщ
AHUM» ОбцИ»
a
* Работа выполнена при поддержке РФФИ. Грант № 06-04-96343.
ного фосфора, а фосфаты железа — 20 %. С ростом степени гидроморфизма концентрация аморфного железа возрастает более чем в 2 раза. Замкнутый характер
Фосфор по Чирикову
Железо по Тамму
30 25 20 19 10 5 0
□ чарноммоаиднм 1200
елабоолодэопммая 1000
000
О чарномновидим
оподэоимнная 400
■ чсрноммовидная 200
мгоаметм 0
Р,0„ мгИООг почвы — ЯаО, мгМОО г почвы
Фракционный состав фосфора
слабелодэтиинм
черноммотдная
подзолистая глввмт»
0,0 13,5 7,7 М 0,0
ш ■
11 ГД | 12 12.« 10,2
Ш=1 ■ II НИ
12,3 14 2 ".О
К.1
29,3
ЕСа!-Р
0 20 40 М М
аСаИ-Р □ А1-Р
Рис. 2. Фосфатное состояние объектов исследования.
депрессии определяет значительное накопление активною минерального фосфора на дне западины (в 3 раза, по сравнению с черноземовидной слабооподзоленной почвой), причем содержание фосфатов железа в этом случае достигает 55 % (рис. 2).
В 2006 г. высокие весенние температуры и быстрый рост клевера обусловили просыхание почвы до ВРК уже к началу мая. В результате установления окислительных условий фосфаты железа утратили свою подвижность и стали малодоступны растениям, что определило снижение его урожайности и содержания фосфора в вегетативной массе клевера на черноземовидной подзолистой глееватой почве, по сравнению с слабооподзоленной (табл. 1).
В 2007 г наблюдались весенняя и позднелетняя засу-
ры (см. рис. 1а) не испытывали на черноземовидной под золистой глееватой почве дефицита этого элемента, что свидетельствует о доступности фосфатов железа растениям. Только при выращивании наиболее требовательного к обеспеченности элементами питания томата, наблюдалось незначительное снижение биомассы и содержания фосфора в растениях. У злаковых культур, напротив, величины этих показателей были выше на черноземовидной подзолистой глееватой почве. Мед леннорастущий клевер одинаково развивался в любых почвенных условиях.
Внесение дополнительно азота и калия привело к повышению биомассы всех изучаемых культур (табл. 2). Наиболее отзывчивыми оказались томаты. У них возросла не только биомасса (в 2 раза), но и вынос фосфора (в 1,5 раза), то есть в дефиците в этих почвах находятся азот и калий.
Увеличение вегетативной массы вызвало снижение общего содержания фосфора в растениях из-за уменьшения минеральной его части (рис. 3). Благодаря высоким запасам этого элемента содержание фосфора при активном росте растений на черноземовидной подзолистой глееватой почве снижалось в меньшей степени.
Таким образом, на черноземовидных почвах замкнутой депрессии большинство растений не испытывают дефицита фосфора. Лимитирует их развитие водный режим. Подбор культур, выдерживающих затопление и высокое
100 120 140
Ре-Р ОН СаШ-Р
Таблица 1. Урожайность и содержание фосфора в растениях клевера сходного
Год исследований
Почва 2006 2007
урожайность, ц/га содержание фосфора, % урожайность, ц/га содержание фосфора, %
Черноземовидная слабо-оподзоленная 326 ± 15 1,10 ±0,07 280 ±13 1,05 ±0,08
Черноземовидная оподзо-ленная 292 ± 12 1,10 + 0,06 325 ±17 1,10 ±0,05
Черноземовидная подзолистая глееватая 255 + 11 0,97 ± 0,08 306 ± 10 1,20 ±0,07
хи, в результате влажность черноземовидной слабооподзоленной почвы в июне и августе была ниже ВРК. Из-за чего урожайность клевера сходного на этой почве была ниже, чем в предыдущем году. Дополнительные запасы влаги в гидроморфных почвах рассматриваемого рада позволили собрать более высокий урожай. Длительное сохранение восстановительных условий в почве дна западины определило высокую подвижность фосфатов железа и их доступность растениям.
Несмотря на довольно низкое содержание подвижного фосфора, извлекаемого уксуснокислой вытяжкой по Чирикову все изучаемые в вегетационном опыте культу-
содержание подвижного железа, позволит решить проблему использования таких почв.
После компостирования (см. рис. 16) в черноземовидных слабооподзоленной и оподзсшенной почвах наблюдалось увеличение запасов активного минерального фосфора. По-ви-димому, это связано с частичным разложением органического фосфора. В черноземовидной подзолистой глееватой почве после высушивания отмечено снижение доли фракции фосфатов железа из-за перехода фосфора в формы, не извлекаемые вытяжками по методу Гинзбург-Лебедевой.
В контрольных образцах черноземовидной слабооподзоленной почвы увеличение фракции минерального фосфора, связанного с железом, наблюдалось вне зависимости от режима увлажнения, а у черноземовидной оподзоленной — только при полном затоплении. В целом же больше всего фосфатов железа отмечено в черно-
Таблица 2. Общая биомасса и вынос фосфора различными визами сельскохозяйственных растений из черно-земоввдных почв
Группы сельскохозяйственных растений
рожь томаты костер безостый клевер
Вариант сухое веще- вынос сухое веще- вынос сухое веще- вынос сухое ве- вынос
ство, PiOs, ство, РгОь ство, PiOs, щество, PiOs,
г/сосуд мг/сосуд г/сосуд мг/сосуд г/сосуд мг/сосуд г/сосуд мг/сосуд
Черноземовидная слабооподзоленная
без удобрений 0,43±0,04 6,4 0,97±0,08 6,5 0,32±0,03 3,8 0,50±0,05 3,2
ЫзооКзоо 0,62±0,07 6,6 1,36±0,10 7,3 0,76±0,06 4,7 0,77±0,07 4,2
Черноземовидная оподзоленная
без удобрений 0,35±0,03 3,5 0,51±0,04 3,9 0,39±0,04 3,5 0,54±0,06 3,1
ИзооКзоо 0,59±0,06 3,8 0,91±0,09 4,8 0,59±0,06 3,7 0,63±0,06 3,2
Черноземовидная подзолистая глееватая
без удобрений 0,65±0,06 7,0 0,81+0,06 5,8 0,57±0,05 4,1 0,53±0,06 3,3
ИзооКзоо 0,85±0,08 7,2 1,62±0,10 7,0 0,78±0,08 4,3 0,80±0,07 3,9
эемоввдной подзолистой глеватой почве с высоким содержанием аморфного железа, способного в восстановительных условиях переходить в подвижную форму и связывать фосфор. Как при режиме НВ, так и при полном затоплении в более гидроморфных почвах возрастает доля фосфора удобрений связывающегося с железом, по сравнению с менее щдроморфными (рис. 4).
Режим полного затопления привел к снижению био-
№ I
"I I-- I I 1
0,2 0,4 0,6 0,8 Тошпы (листья)
vas I
U 1,4 1,6
ГЕ
0 ОД 0,4 0,6 03 Костер безостый
1Д 1,4 1,6
Ж
з
0,2 0,4 0,6 0,8 _Клевер_
1,2 M
1,6
LUI низ 1
I I
ИДЯ 11М 1
iiil ' W1 1
I
ш
од м 0,6
W
Рис. 3. Фракционный состав фосфора в различных сельскохозяйственных растениях в опыте по оценке доступности фосфора черноземовидных почв растениям: щ — минеральный фосфор; □ — органический фосфор, * 2 — черноземовидная слабоо-подзоленная, 5 — черноземовидная оподзоленная, 6 — черноземовидная подзолистая гневатая.
массы растений на всех почвах рассматриваемого ряда. Наибольшее их угнетение отмечено начерноэемовидной под золистой глееватой почве. В этом случае растения отличались бледно-зеленым цветом и низким содержанием фосфора Внесение удобрений способствовало повышению биомассы и концентраций фосфора в растениях особенно при увлажнении до НВ. Следует отметить, что в ячмене на черноэемовид ной под золистой почве содержание фосфора и в этом случае оставалось низким, особенно после режима полного затопления.
Выводы. Таким образом мы установили, что в пе-
Черноземовидная слабооподзоленная
О 20 40 Ю ВО 100 110 140 100 180
Черноземовидная оподзоленная
контроль
150
уборm
ОСПв) бори
20 40 00 ВО 100 120 140 100 180
Черноземовидная подзолистая глееватая
контроль
150
лшем
20 40 80
100 120 140 180 1В0
Рис. 4. Изменение фракционного состава минерального фосфора почвы и содержание фосфора в растениях в опыте по оценке эффективности минеральных удобрений: КЗ — Ca-PI, ES — Ca-PII, □ - А1-Р, ■ - Fe-P, Ш - Са-РШ.
реувлажненных черноземовидных почвах замкнутой западины аккумулируется значительное количество фосфатов железа.
Фосфатный режим и доступность растениям фосфора определяется осанками холодного периода года. При их большом количестве в период застоя влаги фосфаты железа переходят в подвижные формы и становится доступными растениям. В сухие и средние по зимним осадкам годы они малодоступны.
Растения быстро развивающиеся весной не испытывают дефицита фосфора на черноземовидных почвах западин, но могут угнетаться из-за высокого содержания подвижного железа. Для многих культур, требующих фосфор в более поздние сроки, он в изучаемых условиях становится недоступным.
Внесение фосфорных удобрений на черноземовидных почвах западин малоэффективно, так как фосфаты кальция быстро переход ят в фосфаты железа.
Литература.
1. Адерихин П.Г. Фосфор в почвах и земледелии Центрально-черноземной полосы. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1970, 248с.
2.АскиназиД.Л. Фосфатный режим и известкование почв с кислой реакцией. Изд-во Академии Наук СССР, Москва-Ленинград,1949, 213с.
3. Гинзбург К.Е. Лебедева Л.В. Методика определения минеральных форм фосфора в почвах //Агрохимия, 1971, №1, С. 25-68.
4. Гинзбург К.Е. Фосфор основных типов почв СССР. М.: Наука 1981. 242с
5. Зайделъман Ф.Р., Никифорова А.С., СтепанцоваЛ.В., Красин В.Н., Сафронов С.Б. Эколого-гидрологические и генетические особенности черноземовидных почв замкнутых западин севера Тамбовской низменности//Почвоведение. 2008№2. С. 198-213.
6. Зайделъман Ф.Р., Никифорова А.С., Степанцова Л.В., Сафронов С.Б., Красин В.Н. Химические свойства почв замкнутых западин севера Тамбовской равнины // Вестник Моск. ун-та. Сер 17. Почвоведение. 2007. №4. С. 35-41.
ТО THE DESCRIPTION OF CHERNOZEM-TYPE SOILS PHOSPHATE CONDITION OF EXCLUSIVE WATERSHED DEPRESSIONS L.V. Stepanzova, S.B. Safronov, V.N. Krasin
Summary. The assessment of chernozem-type soils phosphate condition of exclusive watershed depression and soil
and fertilizer phosphorus availability for certain agricultural plants are given in the article.
Key words: chernozem, chernozem-type soils, phosphorus availability for plants, phosphorus breakup.
УДК: 631.416.8
РЕЗУЛЬТАТЫ МОНИТОРИНГА ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ ГОСУДАРСТВЕННОГО ЗАПОВЕДНИКА «БЕЛОГОРЬЕ»
C.B. ЛУКИН, доктор сельскохозяйственных наук Управление по охране окружающей среды — государственная экологическая инспекция Белгородской области В.Д. СОЛОВИЧЕНКО, кандидат сельскохозяйственных наук
Белгородский НИИСХ
Резюме. В статье рассмотрены основные агрохимические свойства почв заповедника «Белогорье»: кислотность, содержание по горизонтам почвенного профиля органического вещества, подвижного фосфора, обменного калия, подвижных форм микроэлементов и серы, а также кратко проанализированы изменения этих показателей в пахотных почвах области в результате сельскохозяйственного использования.
Ключевые слова: плодородие почвы, агрохимические свойства, мониторинг.
Почва — ограниченно возобновляемый природный ресурс, при утрате естественного плодородия его воспроизводство происходит очень мед ленно и продолжается тысячелетиями. Великий почвовед В.В. Докучаев утверждал, что наиболее полное познание эволюции почв возможно при условии всестороннего изучения нетрону-
тых человеком целинных почв. Это позволит наиболее эффективно вести поиск путей экологизации и реконструкции антропогенных ландшафтов, разрабатывать методы, приемы и технологии сохранения почвенного плодородия. С этой целью в 2006-2007 гг. была проведена работа по созданию «Красной книги почв Белгородской области», в ходе которой выявлены эталонные, уникальные, редкие и исчезающие почвы, проведено их морфологическое описание и определены основные агрохимические показатели [1].
В нашей работе проанализированы агрохимические свойства почв государственного заповедника «Белогорье», который включает в себя несколько участков.
Условия и методы. Образцы темно-серой лесостепной почвы отбирали в типичной нагорной дубраве заповедного участка «Лес на Ворскле», чернозема типичного мощного тучного и чернозема выщелоченного мощного тучного на лессовидном суглинке — на участке некосимой степи «Ямская степь». В почвенном покрове Белгородской области доля темно-серых лесостепных почв составляет 9 %, черноземов типичных — 27,3 %, черноземов выщелоченных — 19,1 %.
В почвенных пробах органическое вещество определяли по методу Тюрина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-93), подвижный фосфор и обменный ка-
