CC BY
7УДК 631.417.2:631.425:635.21
__ _ _ _ __ _______ w _________ ______
СОСТОЯНИЕ ГУМУСА И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ ПОД КАРТОФЕЛЕМ В ЗАСУШЛИВЫХ УСЛОВИЯХ 2010 г.
Е.А. Кузьмин, Г.Ю. Рабинович - ГНУ Всероссийский НИИ сельскохозяйственного
использования мелиорированных земель E-mail: common@vniimz.ru
В статье рассмотрены изменения биофизических свойств почвы в условиях засухи. Отмечено более высокое варьирование физических параметров водопрочных почвенных агрегатов и удельной поверхности почвы. Для устранения негативных последствий изменения климатических условий необходимо вводить двойное регулирование водно-воздушного режима осушенных дерново-подзолистых почв.
Ключевые слова: водопрочность почвенных агрегатов, удельная поверхность почвы, компост многоцелевого назначения, биостимуляторы роста, картофель.
В настоящее время из-за постоянного роста стоимости минеральных и органических удобрений в земледелии и растениеводстве всё чаще в дополнение к основным удобрениям используются более дешевые полифункциональные биосредства (биопрепараты, биостимуляторы, биоудобрения), которые активируют весь комплекс сложных биохимических и физических процессов в почве и в конечном итоге способствуют повышению урожайности сельскохозяйственных культур.
Подавляющее большинство биосредств, получаемых биотехнологическим путем, представляет собою сообщества микроорганизмов, либо содержат строго определенный штамм микроорганизмов какого-то одного вида. В их составе - ферменты, витамины, гормоны и другие ростстиму-лирующие факторы, благоприятно воздействующие на почву и растения. Внедрение таких биосредств преследует множество целей и направлено на снижение доз основных удобрений, увеличение урожая сельскохозяйственных культур, повышение качества продукции растениеводства, сохранение и повышение плодородия почв, оздоровление почвенной микробиоты, оптимизацию большинства физикохимических показателей почвы.
В настоящей работе приводятся результаты апробации в 2010 г. жидкофазного биопрепарата (ЖФБЗ), разработанного отделом биотехнологий ВНИИМЗ. ЖФБЗ, получаемый ферментационноэкстракционной технологией торфонавозной смеси, характеризуется высоким содержанием агрономически полезной микрофлоры, физиологически активных веществ и обеспечен достаточным количеством подвижных форм калия и фосфора. Совокупность достоинств позволяет рекомендовать ЖФБЗ к применению в различных областях сельского хозяйства, в том числе в земледелии - в качестве землеудобрительного препарата и в растениеводстве - в качестве биостимулятора жизнедеятельности культурных растений.
Цель работы состояла в установлении влияния ЖФБЗ на комплекс свойств почвы:
- биохимические свойства (пока-
затели гумуса, стабильность которого является гарантом сохранения почвенного плодородия);
- физические свойства (ВПА - водопрочность почвенных агрегатов и уПп - удельная поверхность почвы).
Микрополевые опыты с посадками картофеля были проведены на слабодренированной полугидроморфной дерново-подзолистой почве.
В роли основного удобрения использовали компост многоцелевого назначения (КМН) производства ВНИИМЗ, в роли биопрепаратов-стимуляторов роста и развития картофеля - жидкофазное биосредство (ЖФБ) и микробный препарат Байкал ЭМ1.
Компост многоцелевого назначения применяли локально в рекомендуемой дозе 4т/га. ЖФБЗ вносили методом полива и опрыскивания растений картофеля по возрастающей дозе от 0,2 л/м2 до 0,4 л/м2, трёхкратно за период вегетации - в фазы появления всходов, бутонизации и цветения. Микробный препарат Байкал ЭМ1 вносили в соответствии с рекомендациями производителя трижды в течение вегетационного периода.
Отбор образцов почвы для оценки состояния гумуса осуществляли в начале и конце вегетации картофеля. Фракционный анализ гумуса проводили по методике Тюрина в модификации Пономарёвой - Плотниковой. В почве опыта, на тех же образцах, отобранных в начале и в конце вегетации картофеля, определяли удельную поверхность почвы (УПП) по методу Кутелика и водопрочность агрегатов (ВПА) по Виленскому. Выбор этих двух важнейших физических параметров объяснялся тем, что на поверхности почвы постоянно идут основные процессы тепломассопереноса, сорбции, в частности, поглощение газов, паров, ионов и т.п., а водопрочность агрегатов формируется под воздействием клеящих веществ микрофлоры, в том числе микрофлоры, привносимой с биоудобрениями и биопрепаратами.
Прошедший год оказался исключительно засушливым, при этом влажность почвы в конце опыта снизилась до величины 3-6%. В связи с этим почвы характеризовались пониженной
биологической активностью, в результате чего многие показатели почвенного плодородия могли продемонстрировать угнетенное состояние.
Почвенный гумус оценивался нами по целому ряду характерных показателей. Сравнивая между собою полученные в отдельных вариантах опыта результаты, можно отметить неизменность большинства параметров, характеризующих состав гумуса (табл. 1).
В таблице большинство результатов приведено в виде дробей, в которых числитель характеризует величину того или иного параметра в начале вегетации, в знаменателе - после сбора урожая. Изменчивость каждой величины приведена в соответствующей колонке в виде процентов со знаками ± справа от знаменателя дроби или букв, где ФГ и ГФ обозначает фульватно- гуматный или гуматно-фульватный тип гумуса, С - среднее содержание свободных гу-миновых кислот (Гк), Н и ОН - низкое и очень низкое содержание Гк, связанных с кальцием, В - высокое содержание прочносвязанных Гк.
Как показал анализ результатов, степень гумификации органического вещества - как отношение Гк к общему содержанию углерода в начале и конце опыта - средняя, не более 30%. Тип гумуса преимущественно фуль-ватно-гуматный, кроме варианта с применением биопрепарата Байкал (факт, безусловно, требующий проверки). Содержание так называемых свободных Гк, - среднее, до 60%, Гк, связанных с кальцием - очень низкое, в основном менее 20%. Количество прочно связанных Гк - высокое, более 20%.
Таким образом, тестируемое биосредство ЖФБЗ и препарат скрининга Байкал за период вегетации картофеля в сравнении с контролем не оказали влияния на состояние гумуса, так как соотношение и количественные выражения фракций практически не изменялись за время вегетации.
Отсутствие видимой подвижки гумуса, безусловно, связано с высокой консервативностью этой сложнейшей почвенной структуры. Такую подвижку, возможно, удастся заметить не в экстремальных погодных условиях 2010 г. (засуха), при которой были заторможено 3 (57) 2011
1. Показатели гумусного состояния почвы под влиянием биосредств
Вариант С, % Сумма Гк+Фк,% (СГк/ Собщ) х100% Тип гумуса СГ /сф Гк' Фк Своб. С /С Гк1 Гк х100% Связ. с Са (СГк2/СГ Х100% Прочносв. С /С Гк3 Гк х100%
КМН - 4 т/га 1,79 0,89 0,89 26 29 (+11) 0,9 ФГ 44 44 С 6 28 Н 48 28 В
КМН - 4 т/га + *ЖФБ3 - 0,2 л/м2 2,52 0,96 1,01 (+5) 21 24 (+14) 13 1,5 ФГ 51 44 С 4 16 ОН 43 39 В
КМН - 4 т/га + *ЖФБ3 - 0,3 л/м2 2,03 1,05 1,00 (-5) 26 26 10 1,2 ФГ 52 48 С 22 32 Н 26 24 В
КМН - 4 т/га + *ЖФБ3 - 0,4 л/м2 1,78 0,87 0,9 (+3) 24 25(+4) 11 1,0 ФГ 56 60 С 13 11 ОН 20 29 В
КМН - 4 т/га + **ЖФБ3 - 0,2 л/м2 1,98 0,98 0,93 (+5) 28 23(-8) 13 1, 0 ФГ 50 50 С 17 13 ОН 32 36 В
КМН - 4 т/га + **ЖФБ3 - 0,3 л/м2 2,24 0,95 0,95 22 22 12 1,2 ФГ 51 51 С 10 13 ОН 39 35 В
КМН - 4 т/га + **ЖФБ3 - 0,4 л/м2 2,22 1,01 0,93 (-8) 25 25 13 1,3 ФГ 43 49 С 14 13 ОН 42 38 В
КМН - 4 т/га + ** Байкал +КМН 2,64 1,04 1,94(-10) 18 16(-7) 0,9 0,9 ГФ 58 47 С 10 20 ОН 32 32 В
Примечание: * - полив, ** - опрыскивание; в знаменателе дробей (в скобках) указано увеличение (+) или уменьшение показателей; подробная расшифровка сокращений ФГ, ГФ, С, Н, ОН и В приводится в тексте.
2. Физические свойства почвы под воздействием биосредств
Вариант Влажность, % УПП, м2/г ВПА, мл
нач. кон. ± % нач. кон. ±% нач. кон. ± %
Контроль -без удобрений 18 6 -67 12,4 13,0 + 5 9,4 10,6 +12
Контроль -КМН - 4 т/га 17 4 -76 14.2 11.9 -17 8,1 6,8 -16
КМН - 4 т/га + *ЖФБ3 -0,2 л/м2 16 3 -81 13,1 10,0 -24 7,3 8 +10
КМН - 4 т/га + *ЖФБ3 -0,3 л/м2 15 3 -80 11,7 10,2 -13 7,3 6,3 -14
КМН - 4 т/га + *ЖФБ3 -0,4 л/м2 17 4 -76 12,6 10,0 -21 6,4 7,6 +18
Среднее (№№3,4,5) 16 3 -81 12,5 10,1 -19 7,0 7,3 +4
КМН - 4 т/га + **ЖФБ3 -0,2 л/м2 16 4 -75 12,1 5,4 -56 8,0 7,1 -12
КМН - 4 т/га + **ЖФБ3 -0,3 л/м2 16 4 -75 11 6,7 -38 8,2 7,1 +14
КМН - 4 т/га + **ЖФБ3 -0,4 л/м2 17 4 -76 12,3 8,3 -33 8,6 9,1 +6
Среднее (№№ 6,7,8) 16 4 -75 11,8 6,8 -42 8,3 7,8 -6
КМН - 4 т/га + **Байкал 17 5 -71 13,7 10,0 -27 8,5 7,2 -16
Примечание: * - полив, ** - опрыскивание
ны все биолого-почвенные процессы, способные такую подвижку осуществить, а при достаточном уровне влаги в почве.
При оценке физических параметров почвы, измеряемых в опыте под картофелем, было проведено усреднение данных, позволяющих наиболее корректно выявить появление различий между приемами внесения жидкофазного биопрепарата - поливом и опрыскиванием (табл. 2) и оценки их взаимодействия с основным удобрением - КмН.
Полученные по физическим показателям результаты оказались весьма противоречивыми, хотя в целом пол-
ностью отражали состояние почвы в условиях текущего года.
Удельная поверхность почвы во всех вариантах снизилась к концу вегетации, за исключением варианта - контроль без удобрений. Причём, в вариантах с поливом почвы ЖФБ снижение величины УПП было в два раза меньшим, чем при опрыскивании, очевидно, благодаря прямому поступлению препарата в почву. Также и величина ВПА при поливе несколько возросла - до 4 %, при примерно таком же ее уменьшении при опрыскивании. ВПА вариантов с поливом в целом в течение вегетации также увеличилось. То же самое наблюдали в контрольном варианте без удобрений. Кроме того, было отмечено уменьшение ВПА в варианте с Байкалом - на 27 % относительно контроля. Такие величины снижения ВПА были свойственны и другим вариантам (с применением ЖФБЗ) - некоторые достигали величины 50 % (в контроле снижение достигало всего 17 %).
Наблюдаемое изменение рассмотренных нами специфических физических свойств в 2010 г. отражало общее неблагоприятное состояние, в котором оказалась почва. Поскольку к концу вегетационного периода происходило падение влажности и уПп во всех вариантах сравнения (за исключением контрольного варианта - без удобрений, в котором в течение вегетации величина УПП несколько возросла), получаем очевидную связь этой величины с внесением в почву основного удобрения - КМН, который в условиях засухи оттягивал на себя влагу. Важным выводом данного исследования является необходимость введения в Нечерноземной зоне РФ двойного регулирования водно-воздушного режима осушенных дерново-подзолистых почв, так как в отдельные годы они могут подвергнуться сильнейшему обезвоживанию, и тогда их продуктивность резко падает, что и случилось в 2010 г. При таких условиях могут оказаться бессильными самые лучшие биосредства.
В целом опытные данные показали, что в условиях засухи почвенный гумус демонстрирует большую устойчивость, в то же время физические параметры способны показать реальную степень уязвимости почвы как биологического объекта.
E.A.Kuzmin, G.Ju.Rabinovich. POSITION OF THE HUMUS AND PHYSICAL PROPERTIES OF SOIL UNDER THE POTATO IN DROUGHTY CONDITIONS OF 2010
In article changes of biophysical soil properties in the conditions of a drought are considered. Higher variation of physical parameters of water strong soil units and a specific surface of soil are marked. For elimination luxury-tivnyh of consequences of change of environmental conditions it is necessary to enter into double regulation of a water-air mode of the drained dernovo-podsolic soils.
Keywords: water durability of soil units, specific on-verhnost soils, universal purpose compost, biostimulators of dews, a potato.
№ 3 (57) 2011 Вла(Ншярскш ЗемлеШець
