CC BY
25
УДК 631.445.24
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДЛИТЕЛЬНОГО (с 1931 г.) ПОЛЕВОГО ОПЫТА Д.Н. ПРЯНИШНИКОВА НА ДАОС
*Ю.Г. Грицевич, В.Г. Игнатов, к.с.-х.н., Н.К. Сидоренкова, к.б.н.
**В.А. Литвинский, Э.А. Муравин, д.б.н., В.А. Черников, д.с.-х.н, *Долгопрудная агрохимическая опытная станция им. Д.Н. Прянишникова **РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, e-mail: [email protected]
Рассмотрены основные результаты полевого опыта с удобрениями, заложенного Д.Н. Прянишниковым в 1931 г. на Долгопрудной агрохимической опытной станции в четырехпольном севообороте с клеверным паром на типичной для Центрального Нечерноземья тяжелосуглинистой дерново-подзолистой почве. Согласно данным о ежегодной продуктивности севооборота на протяжении 19 ротаций и учета последействия удобрений в 20 ротации севооборота изучавшиеся органическая и минеральная системы удобрения были равноценны. Установлено длительное положительное действие периодического известкования на плодородие исходно сильнокислой почвы. Дана характеристика влияния систем удобрения на содержание гумуса, качественный состав органического вещества, кислотно-основные свойства, содержание подвижного фосфора и обменного калия в почве за весь период проведения опыта.
Ключевые слова: длительный полевой опыт, результаты исследований, плодородие почвы.
MAIN RESULTS OF LONG-TERM FIELD EXPERIMENT (FROM 1931) FOUNDED BY D.N. PRYANISHNIKOV AT DOLGOPRUDNY AGROCHEMICAL EXPERIMENTAL STATION Yu.G. Gritsevich, V.G. Ignatov, N.K. Sidorenkova, V.A. Litvinskiy, E.A. Muravin, V.A. Chernikov
Presentation of main results of long-term field experiment founded by D.N. Pryanishnikov in 1931 at Dolgoprudny agro-chemical experimental station in four field crop rotation with clover fallow on typical for Central Non-chernozem heavy loamy sod-podzolic soil. According to data of annual crop rotation productivity during 19 rotations and aftereffect in 20th rotation organic and mineral systems of fertilizers are equivalent. Long-term positive effect of periodical liming on fertility of acid soil is established. Characteristic offertilizing systems influence on humus content, quality of organic matter, acid-base balance, concentration of available phosphorous and potassium forms during whole period of experiment is given.
Keywords: long-term field experiment, research results, soil fertility.
В настоящее время сохранившиеся многолетние полевые опыты приобрели особое значение при изучении динамики плодородия и агрохимических свойств почвы под воздействием природных и агрогенных факторов, в том числе при длительном применении органических и минеральных удобрений с соблюдением экологического императива в современных адаптивно-ландшафтных системах земледелия. С этих позиций долголетние полевые опыты с удобрениями, заложенные Д.Н. Прянишниковым в 1928-1931 гг. на одной из старейших в нашей стране Долгопрудной агрохимической опытной станции (ДАОС) представляют собой особый интерес. На базе этих многолетних опытов систематически проводят обширные многосторонние научные исследования, результаты которых используют при разработке научных основ химизации и природоохранных мероприятий.
В данной работе обобщены результаты длительного (с 1931 г.) полевого опыта Д.Н. Прянишникова на ДАОС с четырехпольным севооборотом: клевер - озимая рожь (с 1975 г. озимая пшеница) - пропашная культура (кормовая свекла, с 1960 по 1994 г. - картофель, затем подсолнечник) - овес с подсевом клевера. В этом многолетнем опыте на протяжении 19 ротаций изучали сравнительную эффективность органической (навоз КРС 9 т/га севооборотной площади до 1975 г., а затем 15 т/га) и минеральной (в дозах №КСа эквивалентных содержанию в навозе в форме МАА, РГС, Кс1, СаСО3) систем удобрения в зависимости от периодического известкования (в 1947 и 1981 гг. по 1 Нг, и в 1971 г. по 1/2 Нг) на исходно сильнокислой тяжелосуглинистой дерново-
подзолистой почве, типичной для Центрального Нечерноземья, со следующей агрохимической характеристикой: гумус 1,83%, рНкс1 3,9, Нг 4,1 и 8 8,0 мг-экв/100 г, подвижный Р2О5 по Кирсанову 30 мг/кг и обменный К2О по Масловой - 80 мг/кг. В двадцатой ротации севооборота изучалось только последействие ранее вносившихся удобрений [1, 2].
В контрольном варианте без применения удобрений и известкования средняя продуктивность севооборота за 19 ротаций составила 1,3 т зерн.ед. За годы проведения эксперимента (35 лет) проявилась тенденция к подкис-лению почвы контрольного варианта, а содержание органического вещества после значительного (примерно на 30%) снижения впервые поддерживалось на постоянном минимальном уровне (рис. 1) с низкой (около 10%) долей Слов и менее термостойких фракций [3, 4].
Периодически проводившееся известкование повышало плодородие почвы и эффективность удобрений, особенно минеральных. При этом, продолжительность положительного действия на продуктивность севооборота при полной дозе извести составила 3, а половинной -2 ротации. Однако, на протяжении и более длительного периода (в том числе при учете последействия удобрений в 2007-2010 гг.) прослеживалось продолжительное действие известкования на продуктивность клевера и озимой пшеницы, обусловленное резким снижением обменной кислотности и содержанием подвижного алюминия в известковавшейся почве [3]. Под влиянием известкования динамика содержания органического вещества, а также определявшиеся на завершающем этапе
Рис. 1. Динамика содержания гумуса в пахотном слое дерново-подзолистой почвы: А - без известкования, Б - при периодическом известковании
опыта качественные его показатели существенно не изменялись, как и содержание подвижных форм фосфора и калия в почве.
Органическая и минеральная система удобрения по влиянию на среднюю продуктивность севооборота за весь период проведения опыта были равноценны (соответственно 24,1 и 23,6 т/га в составе основной продукции в вариантах без известкования, и на 13% выше в вариантах при известковании).
На протяжении первых лет сочетание клеверного пара с внесением 36 т/га навоза за ротацию обеспечивало сохранение исходного содержания органического вещества в пахотном слое почвы, а затем, к концу одиннадцатой ротации, оно снизилось на 11% по отношению к исходному. После увеличения доз удобрений (с 1975 г. из расчета 60 т/га навоза за ротацию севооборота) при органической и минеральной системе удобрения просле-
живалось постепенное увеличение содержания в почве органического вещества практически до исходного уровня с небольшим, на уровне явной тенденции, преимуществом на стороне навоза (рис. 1). При этом в длительно удобрявшейся почве в 1,7-2,3 раза возросло количество СЛОВ и его доля от Сорг., особенно при внесении навоза. Под влиянием систематического применения удобрений увеличилась термостойкость органического вещества, в его составе возросло общее содержание азота и расширилось соотношение С:М по сравнению с поч-вой_вариантов без удобрений [2, 4].
Начиная с 1947 г., наблюдения ДАОС за динамикой рН, содержанием подвижного фосфора и обменного калия в почве на всем протяжении опыта (рис. 2, 3) выявили вполне закономерные и объяснимые изменения этих показателей. Проявилось подкисление почвы вследствие естественного хода почвообразовательного процесса, а
также за счет применения физиологически кислых форм азотно-калийных удобрений. Под влиянием известкования и навоза при органической системе удобрения, а также внесения кальция в виде СаСО3 при минеральной системе удобрения и эквивалентных по содержанию в навозе доз кальция прослеживается нейтрализация почвенной кислотности. После 19 ротаций севооборота, т.е. через 29 лет после последнего известкования в почве поддерживалась небольшая обменная кислотность и низкое содержание подвижного алюминия независимо от применения удобрений. Длительное систематическое внесение навоза привело к существенному увеличению емкости катионного обмена почвы и степени насыщенности основаниями. В противоположность этому при минеральной системе удобрения возросла величина гидролитической кислотности и ее доля от емкости поглощения катионов, особенно на неизвесткованной почве. Периодически проводившиеся на протяжении опыта наблюдения не выявили четкой зависимости продуктив-
ности культур севооборота от содержания минеральных соединений азота в пахотном слое почвы перед посевом. Существенное увеличение содержания легкогидролизу-емого по Тюрину-Кононовой и щелочегидролизуемого азота по Корнфилду через 76 лет проведения опыта установлено только в варианте с органической системой удобрения при периодическом известковании [2, 5]. Под влиянием длительного систематического применения, как навоза, так и минеральных удобрений, особенно в период после увеличения их доз, прослеживается возрастание содержания подвижного фосфора и обменного калия в верхнем 0-20 см слое почвы (рис. 2, 3), а после 19 ротаций севооборота - подвижного фосфора и в подпахотном (20-40 см) слое почвы. За четыре года учета последействия на протяжении 20 ротации севооборота не произошло существенных изменений в содержании гумуса, показателей кислотно-основных свойств и плодородия почвы во всех вариантах [2, 3, 6].
90 80 70 60 50 40 30 20 10
мг/кг
1975
Ф
Л
г,'
у*
■ с ^
В--л
ТУ- - . <i _
mJSL —&
1Ь1 'ЧР Ш —
г' „ь
: оо v> *t>
1939 1949 1959 1969 1979 1989 1999 2007
увеличение доз
удоб[ )ений
Рис. 2. Динамика содержания подвижного фосфора по Кирсановув почве члоя 0-20 см: А - без известкования, Б - при периодическом известковании. Сплошная вертикальная линия - год увеличения доз удобрений
Рис. 3. Динамика содержания обменного калия по Масловой почве слоя 0-20 см: А - без известкования, Б - при периодическом известковании. Сплошная вертикальная линия - год увеличения доз удобрений
Химический анализ растениеводческой (основной и побочной) продукции, полученной в первые четыре года учета последействия удобрений (в двадцатой ротации севооборота) показал, что длительное систематическое применение, как навоза, так и минеральных удобрений не вызвало негативных изменений в основных показателях
качества и безопасности продукции, в том числе в содержании тяжелых металлов 1 класса опасности [2, 3, 7].
Таким образом, результаты длительных полевых опытов служат основой для оценки и прогнозирования плодородия почв, а также для разработки систем удобрений и природоохранных мероприятий.
Литература
1. Хлыстовский А.Д. Плодородие почвы при длительном применении удобрений и извести. - М.: Наука, 1992. 192
с.
2. Литвинский В.А., Муравин Э.А., Черников В.А. и др. Продуктивность севооборота с клеверным паром и агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы в длительном (с 1931 г.) опыте Д.Н. Прянишникова № 2 на ДАОС // Агрохимия, 2010, № 8. - С. 15-30.
3. Литвинский В.А. Изучение свойств дерново-подзолистой почвы и химического состава растений в длительном полевом опыте // Агрохимический вестник, 2010, № 3. - С. 30-33.
4. Кончиц В.А., Литвинский В.А., Черников В.А. Содержание и состав органического вещества дерново-подзолистой почвы после длительного (1931-2006 гг.) применения удобрений // Плодородие, 2010, № 5. - С. 17-19.
5. Литвинский В.А. Гумусовое состояние и агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы после длительного применения удобрений в полевом опыте Д.Н. Прянишникова на ДАОС. Материалы 43 Межд. научн. конф. «Применение средств химизации в технологиях адаптивно-ландшафтного земледелия». - М.: ВНИИА, 2009. - С. 109-111.
6. Литвинский В.А. Агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы ДАОС после 76-летнего применения удобрений в полевом опыте Д.Н. Прянишникова. Материалы 42 Межд. научн. конф. «Агрохимические технологии, приемы и способы увеличения объемов производства высококачественной сельскохозяйственной продукции». - М.: ВНИИА, 2008. - С. 27-30.
7. Литвинский В.А., Сидоренкова Н.К. Микроэлементный состав растений после длительного с 1931 года применения удобрений в полевом опыте Д.Н. Прянишникова № 2 на ДАОС. Материалы 44 Межд. научн. конф. «Комплексное применение средств химизации в адаптивно-ландшафтном земледелии». - М.: ВНИИА, 2010. - С. 181-187.
