CC BY
8
УДК 631.6.02:631.51
ПОЧВОЗАЩИТНЫЕ ПРИЕМЫ ОБРАБОТКИ - ВАЖНЕЙШИЙ РЕЗЕРВ СНИЖЕНИЯ ПОТЕРЬ БИОФИЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ЭРОЗИОННООПАСНЫХ ЗЕМЛЯХ
O.A. Савоськина, к.с.-х.н.
РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, e-mail: soa-18@mail.ru
Различные по интенсивности почвозащитные приемы обработки эродированных земель определяют распределение вносимых минеральных удобрений по элементам ландшафта и слоям почвы, а также позиционную доступность растениям элементов питания. Рассмотрены закономерности изменения содержания элементов питания на эрозионноопасных землях.
Ключевые слова: эродированные земли, приемы обработки почвы, изменение содержания питательных элементов.
SOIL-PROTECTING DEVICES OF TREATMENT - THE MOST IMPORTANT RESERVE OF BIOPHILIUS ELEMENTS' LOSSES DECREASE ON EROSION DANGEROUS LANDS
O.A. Savoskina
Different in intensity soil-protecting devices of truncated soils tilling determine the distribution of applied mineral fertilizers according to the elements of landscape and layers of soil as well as the position accessibility of nutrition elements for plants.
Keywords: truncated lands, soil tilling devices, changes of nutritive elements content.
На смытых почвах склонов в зависимости от природного и антропогенного воздействия с поверхностным стоком теряется большое количество биогенных элементов. В Центральном Нечерноземье на полях с естественным фоном питания с 1 га пашни с жидким стоком ежегодно теряется в среднем 4-35 кг минерального азота, 0,1-5 кг фосфора и 2-10 кг калия [1]. На удобренных полях в отличие от неудобренных в стоке содержание азота повышается в 1,6-2,7 раза, фосфора - в 1,4-1,7 и калия - в 1,4-1,5 раза. Общие потери питательных веществ из внесенных удобрений при вспашке увеличиваются примерно в 2 раза, а на необработанной с осени пашне - несколько меньше. Со смывом почвы при вспашке с 1 га ежегодно теряется в среднем 30-227 кг гумуса, 3-21 общего азота, 2-9 фосфора и 24-88 кг калия [2].
В связи с изменениями погодных условий (мало-
снежные зимы, частые оттепели) некоторые аспекты развития эрозионных процессов требуют уточнения, поэтому проведены исследования в многолетнем стационарном полевом опыте, заложенным в 1980 г. профессором И. С. Кочетовым в учхозе МСХА «Михайловское» Подольского района Московской области.
Изменение агрохимических показателей, как показывают наши исследования, определялось крутизной склона и приемом основной обработки. Так, содержание общего азота в почве в основном зависело от крутизны склона и мало от приемов противоэрозионной обработки (табл. 1).
На склоне крутизной 4° содержание общего азота в пахотном слое было выше в относительном выражении в среднем на 5%, чем на склоне крутизной 8°, а в более глубоких слоях (20-30 и 30-40 см) эти различия сглаживались.
1. Действие противоэрозионных приемов обработки и элементов склона _на содержание общего азота в пахотном слое почвы, %
Вариант обработки (А) 0-10 см 10-20 см 20-40 см 0-40 см
Крутизна склона 4° (В)
Вспашка 0,13 0,12 0,08 0,33
Вспашка + щелевание 0,14 0,13 0,08 0,35
Плоскорезная + щелевание 0,13 0,12 0,07 0,32
Плоскорезная + чизелевание 0,14 0,12 0,07 0,33
Поверхностная + щелевание 0,13 0,11 0,08 0,32
Поверхностная 0,14 0,13 0,07 0,34
Крутизна склона 8° (В)
Вспашка 0,11 0,11 0,06 0,28
Вспашка + щелевание 0,12 0,12 0,07 0,31
Плоскорезная + щелевание 0,12 0,13 0,07 0,32
Плоскорезная + чизелевание 0,13 0,11 0,07 0,34
Поверхностная + щелевание 0,12 0,11 0,07 0,30
Поверхностная 0,11 0,11 0,07 0,29
НСР05 А 0,006 В 0,010
На склоне крутизной 4° в вариантах плоскорезных обработки содержание азота было наименьшим и составляло 94,6% его содержания при поверхностной обработке и 93,0% от вспашки со щелеванием. При вспашке так же, как и при поверхностной обработке в сочетании со щелеванием, снижение менее значительно и содержание общего азота по своим значениям приближалось к этим вариантам.
На склоне крутизной 8° отмечали другую тенденцию: наибольшее содержание валового азота наблюдалось на варианте вспашки со щелеванием и в слое 0-40 см составило в среднем 0,106%. Минимальное (0,094%) же содержание общего азота наблюдалось на вариантах поверхностной обработки и вспашки. Это объясняется тем, что традиционные приемы обработки в меньшей степени предотвращали поверхностный сток и смыв почвы и в этих вариантах она более смыта. На остальных почвозащитных обработках содержание азота находилось в интервале 0,101-0,102%. По содержанию общего азота изучаемые почвы можно отнести к среднеокультурен-ным дерново-подзолистым почвам.
Различные способы обработки (отвальные, безотвальные, комбинированные) эродированных земель определяют распределение вносимых минеральных удобрений и растительных остатков по почвенным слоям, а также позиционную доступность растениям элементов питания. Системы обработки почвы без оборота и перемешивания всего пахотного слоя (поверхностная, чи-зельная, плоскорезная) и их сочетание со щелеванием приводили к дифференциации корнеобитаемого слоя по содержанию подвижных форм фосфора и калия независимо от крутизны и элемента склона (табл. 2).
Исследования в двухфакторном полевом стационарном опыте показали, что содержание подвижного фосфора (Р205) в слое почвы 0-10 см в вариантах поверхностной обработки на глубину 10-12 см было выше на 79,2 мг/кг почвы на склоне крутизной 8° и на 100,1 мг/кг на склоне крутизной 4° по сравнению с ежегодной вспашкой на глубину 20-22 см. Такая же закономерность отмечается и на делянках сочетания плоскорезной обработки со сплошным чизелеванием и дискретным щелеванием. Различия в этом случае менее значительны (40-75 мг/кг), что связано с перемещением части почвы этого слоя в нижние горизонты по щелям лап чизеля и щелевателя. В слое 10-20 см наибольшее количество подвижного фосфора (309-316 мг/кг почвы) отмечали в вариантах вспашки и ее сочетания со щелеванием, а более низкое - на делянках поверхностной обработки и ее сочетания со щелеванием (238-253 мг/кг почвы). Проведение сплошного чизелевания на глубину 38-40 см или дискретного щелевания на ту же глубину по фону плоскорезной обработки обогащало слой почвы 10-20 см подвижными формами фосфатов на 1620 мг/кг почвы по сравнению с неразрыхленным слоем в вариантах поверхностной обработки.
Учитывая низкую подвижность минеральных фосфатов в почве, изменение их содержания в подпахотных слоях 20-40 см может быть связано с их поступлением с почвой верхних горизонтов, просыпающейся по щелям рабочих органов безотвальных орудий, а также с переводом поверхностного стока во внутрипочвенный в период весеннего снеготаяния и выпадения осадков большой интенсивности в период вегетации полевых
культур, особенно озимой пшеницы и многолетних трав.
Наши исследования показали, что усиление почвозащитных функций отвальной вспашки щелеванием на склоне крутизной 8° увеличило содержание подвижного фосфора (Р205) на 9,1 мг/кг почвы и не изменило его количество на склоне крутизной 4о Сочетание поверхностной обработки со щелеванием повышало содержание фосфора в подпахотном слое с 105,3 до 116,7 мг/кг почвы на склоне крутизной 4° и с 106,5 до 130,2 мг/кг почвы при крутизне склона 8о.
Увеличение площади разрыхленных зон в вариантах сочетания плоскорезной обработки с чизелеванием увеличивало содержание фосфора в подпахотном слое на 33,7 мг/кг почвы на склоне крутизной 4° и на 11,2 мг/кг почвы на склоне 8° по сравнению с вариантами сочетания плоскорезной обработки со щелеванием, где площадь интенсивного рыхления была ниже на 20-30% в зависимости от крутизны склона, а следовательно и отношением разрыхленных и неразрыхленных площадей.
Анализ изменения содержания фосфатов (Р205) в корнеобитаемом слое 0-40 см по элементам обоих склонов позволил выявить устойчивую тенденцию к его повышению в средней и нижней частях по сравнению с верхней. Так, в вариантах вспашки поперек склона содержание подвижного фосфора (Р205) в средней части склона 4° было больше на 57,8 мг/кг, а нижней - на 67,9 мг/кг почвы по сравнению с верхней. На склоне крутизной 8° эти различия составили 85,1 и 94,4 мг/кг почвы. При поверхностной обработке почв с сохранением стерни на поверхности поля различия были менее заметны и составили 20-40 мг/кг почвы.
Эффект безотвальных почвозащитных обработок, включающих сплошное или дискретное рыхление, проявлялся в нивелировании различий по элементам обоих склонов. Различия составили 5-15 мг/кг почвы.
Таким образом, по содержанию подвижного фосфора в пахотном слое почвы опыта можно отнести к хорошо окультуренным. Усиление вспашки и плоскорезной обработки безотвальными рыхлениями (чизелевание, ще-левание) устраняют пестроту содержания подвижного фосфора по элементам склона и приводит к более равномерному распределению его по частям корнеобитае-мого слоя.
В отличие от азота и фосфора дерново-подзолистые почвы сравнительно богаты соединениями калия. В почве калий в основном связан с ее минеральной частью и входит в состав минералов. Главным резервом калийного питания растений в почве служат обменные катионы калия. В почве постоянно сохраняется динамическое равновесие между поглощенным и обменным калием за счет его перехода из одной формы в другую. Используемые растениями легкодоступные соединения калия поглощаются за счет его необменных форм.
Почвенный калий служит основным источником калийного питания. Калий минеральных удобрений быстро вступает в обменные реакции с почвой и содержится в поглощенном состоянии. Окультуривание дерново-подзолистых почв, включающее и комплекс противоэро-зионных приемов обработки склоновых земель, способствует накоплению калия, особенно в зоне распространения корневой системы (0-30 см). Калий довольно прочно связан с минеральной частью почвы, но его об-
менные формы до закрепления легко передвигается по профилю, поэтому его распределение как по глубине, так и по элементам склона было более выровненным, чем фосфора (табл. 3).
Так, различия в содержании обменного калия в различных слоях корнеобитаемого горизонта в вариантах отвальных и безотвальных приемов обработки были заметно меньше, чем по фосфору и составляли в среднем
2. Действие противоэрозионных приемов обработки и элементов склона
Вариант обработки (А) Элемент склона 0-10 см 10-20 см 20-40 см Среднее
Крутизна склона 4° (В)
Вспашка Верх 273 261 185 240
Середина 325 319 231 292
Низ 342 369 229 313
Среднее 313 316 215
Вспашка + щелевание Верх 259 264 162 228
Середина 298 302 208 270
Низ 317 314 220 284
Среднее 292 293 197
Плоскорезная + щелевание Верх 309 298 118 242
Середина 304 285 92 227
Низ 336 306 123 255
Среднее 317 296 111
Плоскорезная + чизелевание Верх 360 342 121 274
Середина 384 356 142 294
Низ 403 372 134 303
Среднее 382 357 133
Поверхностная + щелевание Верх 381 251 94 242
Середина 376 246 130 251
Низ 409 264 126 266
Среднее 389 254 117
Поверхностная Верх 407 204 110 240
Середина 404 278 102 261
Низ 430 231 104 255
Среднее 414 238 105
Крутизна склона 8° (В)
Вспашка Верх 242 238 135 205
Середина 290 269 157 239
Низ 342 334 184 287
Среднее 321 314 159
Вспашка + щелевание Верх 269 280 156 235
Середина 355 362 154 290
Низ 343 356 193 297
Среднее 322 333 168
Плоскорезная + щелевание Верх 365 318 104 262
Середина 383 315 102 267
Низ 351 336 116 268
Среднее 366 323 107
Плоскорезная + чизелевание Верх 347 322 112 260
Середина 364 342 102 270
Низ 369 340 106 272
Среднее 360 334 107
Поверхностная + щелевание Верх 345 226 112 228
Середина 361 279 136 259
Низ 385 258 143 262
Среднее 364 254 130
Поверхностная Верх 371 212 99 227
Середина 413 264 102 259
Низ 416 247 118 260
Среднее 400 241 107
НСР05 А 10,2 В 17,6
____
3. Действие противоэрозионных приемов обработки и элементов склона _на содержание обменного калия в^ пахотном слое почвы, мг/кг_
Вариант обработки (А) Элемент склона 0-10 10-20 20-40 Среднее
Крутизна склона 4° (В)
Вспашка Верх 236 227 178 214
Середина 241 222 176 213
Низ 248 228 217 231
Среднее 242 226 190
Вспашка + щелевание Верх 274 254 180 236
Середина 284 250 183 239
Низ 231 252 197 227
Среднее 263 252 187
Плоскорезная + щелевание Верх 222 195 107 175
Середина 311 279 111 234
Низ 320 295 112 242
Среднее 284 257 110
Плоскорезная + чизелевание Верх 220 206 97 174
Середина 218 198 116 177
Низ 244 221 194 219
Среднее 227 208 136
Поверхностная + щелевание Верх 201 231 176 203
Середина 225 227 137 196
Низ 236 204 194 211
Среднее 221 221 169
Поверхностная Верх 252 244 134 210
Середина 266 223 180 223
Низ 287 258 231 259
Среднее 268 242 181
Крутизна склона 8° (Б)
Вспашка Верх 213 182 142 179
Середина 193 176 141 170
Низ 183 199 173 185
Среднее 193 170 161
Вспашка + щелевание Верх 219 182 144 182
Середина 231 200 146 193
Низ 185 202 158 181
Среднее 212 181 149
Плоскорезная + щелевание Верх 178 156 85 140
Середина 229 224 89 180
Низ 250 236 90 192
Среднее 219 205 88
Плоскорезная + чизелевание Верх 208 185 77 157
Середина 206 222 93 174
Низ 223 177 155 185
Среднее 246 188 108
Поверхностная + щелевание Верх 161 185 141 162
Середина 180 182 110 157
Низ 205 175 155 178
Среднее 182 174 135
Поверхностная Верх 202 195 107 168
Середина 213 178 144 178
Низ 234 206 185 208
Среднее 249 193 145
НСР05 А 10,0 В 17,3
ном слое 20-40 см. Так, в вариантах вспашки и вспашки со щелеванием, а также при поверхностной обработке содержание калия в слое 20-40 см составляло 145-160 мг/кг на склоне крутизной 8° и 180-200 мг/кг почвы на
20-40 мг/кг почвы на склоне крутизной 8° и 40-60 мг/кг -на склоне крутизной 4°. Плоскорезная обработка усиленная чизелеванием и щелеванием приводила к резкому снижению содержания обменного калия в подпахот-
склоне крутизной 4°, а на делянках с глубоким рыхлением - 88-110 и 110-130 мг/кг почвы. Это связано со значительным выщелачиванием данного элемента питания в нижние слои почвы при весеннем снеготаянии.
Почвозащитные функции глубоких обработок не проявились и в вариантах их сочетания с отвальной и поверхностной обработками. Так, на делянках сочетания вспашки и поверхностной обработки со щелеванием содержание калия в корнеобитаемом слое было близким к контролю (вспашка на глубину 20-22 см).
Результаты наших исследований показали, что изменение содержания обменного калия обусловленное различными приемами почвозащитной обработки склонов разной крутизны дифференцировано проявлялось на отдельных элементах. Так, на верхнем элементе, как склона крутизной 8°, так и склона крутизной 4°, содержание обменного калия было в среднем по всем вариантам обработки ниже на 20-30 мг/кг почвы, чем в средней и нижней частях. На выпуклом склоне крутизной 8 эти различия были более заметны, чем на вогнутом, крутизной 4о Следовательно, применение почвозащитных приемов обработки в зонах промывного водного режима на склонах крутизной от 4 до 8° позволяет частично предотвратить его потери с поверхностным и внутрипоч-
венным стоком, но миграция вниз по склону обусловливает со временем пестроту почвенного покрова по содержанию данного элемента питания. Чтобы предотвратить потери обменного калия на эрозионно-опасных землях Нечерноземной зоны необходимо предусмотреть в технологиях возделывания полевых культур внесение калия в составе смешанных или комплексных удобрений.
Таким образом, закономерности изменения содержания элементов питания на склоновых землях существенно отличается от равнинных. На эрозион-ноопасных склонах прослеживается дифференциация корнеобитаемого слоя и четкая тенденция к повышению уровня плодородия почвы вниз по склону, что связанно с миграцией элементов питания с поверхностным и внутрипочвенным стоком.
Литература
1. Каштанов А.Н., Явтушенко В.Е. Агроэкология почв склонов. - М.: Колос, 1997, 240 с.
2. Кочетов И.С., Осипов В.Н. Миграция химических элементов на склоновых землях Нечерноземной зоны // Химия в сельском хозяйстве, 1995, № 5. - С. 21-22.
ИТОГИ КОНКУРСА «АГРОХИМИК ГОДА»
по работам, опубликованным в журнале «Агрохимический вестник» в 2010 г.
1. Номинация «Специалисты агрохимической службы» - П.В. Прудников, к.с.-х.н., директор ФГУ «Брянскагрохимрадиология» за статью «Испытания новых мелиорантов на радиоактивно загрязненных территориях Брянской области», опубликованную в № 2.
2. Номинация «Ученые, работающие в области агрохимии, почвоведения и экологии» - И.А. Гайсин, д.с.-х.н., зав. кафедрой агрохимии и почвоведения Казанского ГАУ за цикл статей, посвященных 90-летию кафедры, опубликованных в № 4.
3. Номинация «Автор года»:
- А.В. Пуховский, д.с.-х.н., ведущий научный сотрудник лаборатории химмелиорации ВНИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова за статью «К методике оценки окупаемости удобрений и химмелиорантов», опубликованную в № 1 в рубрике «Приглашаем к дискуссии».
- В.И. Максаков, гл. экономист ФГУ ЦАС «Тамбовский» за статью «О методике оценки эффективности удобрений», опубликованную в № 6 в рубрике «Продолжение дискуссии».
4. Номинация «За вклад в развитие агрохимической науки» - А.Х. Шеуджен, д.с.-х.н, член-корр. РАСХН за проведение Международной научно-практической конференции «Макро- и микроэлементы в питании растений», приуроченной к 145-летию со дня рождения академика Д.Н. Прянишникова и 80-летию со дня рождения академика Б. А. Ягодина, и публикацию статей о научном и жизненном пути этих ученых в № 6.
Редакция и редколлегия журнала «Агрохимический вестник» поздравляют лауреатов
и желают им дальнейших успехов в работе.
