CC BY
20
4. Окупаемость азотных удобрений прибавкой урожая ярового ячменя
Содержание в почве, мг/кг Дозы азота, кг/га
Р2О5 К2О 30 60 90 120
Окупаемость, кг/кг
Дерново-подзолистые суглинистые почвы
< 50 < 80 17,7 10,2 6,9 4,8
81-120 21,3 12,0 8,1 5,7
> 120 21,7 12,2 8,2 5,8
51-100 < 80 23,7 13,5 9,3 6,8
81-120 27,0 15,3 10,6 7,7
> 120 27,3 15,5 10,7 7,8
> 100 < 80 23,3 13,3 9,6 7,3
81-120 27,0 15,2 10,8 8,3
> 120 27,3 15,3 10,9 8,3
Серые лесные почвы
< 50 < 80 5,3 3,2 2,1 1,4
81-120 7,0 4,0 2,7 1,8
> 120 10,0 5,5 3,7 2,6
51-100 < 80 7,7 4,5 3,1 2,3
81-120 9,3 5,3 3,7 2,7
> 120 12,3 6,7 4,7 3,3
> 100 < 80 12,3 7,0 5,0 3,8
81-120 14,0 7,8 5,6 4,3
> 120 17,0 9,3 6,6 5,0
Таким образом, окупаемость азотных удобрений прибавкой урожая ярового ячменя возрастает по мере увеличения содержания подвижных форм фосфора и калия в почвах. Переход почв от низкой до повышенной обеспеченности Р2О5 и К2О способствует двукратному увеличению окупаемости азотных удобрений. Снижение кислотности дерново-подзолистых супесчаных почв повышало окупаемость азота.
Полученные данные дают возможность определить максимальную окупаемость и составить прогноз экономической эффективности применения азотных удобрений на почвах Центрального района Нечерноземной зоны.
Литература
1. Шафран С.А., Прошкин В.А., Ваулина Г.И., Ко-зеичева Е.С. Влияние агрохимических свойств почв на окупаемость азотных удобрений // Агрохимия. 2010, № 8 - С. 15-23.
2. Бюллетень Географической сети опытов с удобрениями. Выпуск 6. Основные направления исследований по агрохимии азота в современном земледелии. - М.: ВНИИА. 2009. - 76 с.
3. В.Г. Сычев и др. Методика разработки нормативов окупаемости минеральных удобрений прибавкой урожая сельскохозяйственных культур. - М.: ВНИИА, 2009.
УДК 631.417.2(571.54)
СОВРЕМЕННОЕ ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕ ЧЕРНОЗЕМОВ ЗАБАЙКАЛЬЯ
Э.О. Чимитдоржиева, Е.А. Бодеева (научныйруководитель Г.Д. Чимитдоржиева, д.с.-х.н.) Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, e-mail: erzhena_ch@mail.ru
Приведено современное гумусное состояние дисперсно-карбонатных черноземов и агрочерноземов Тугнуйской котловины Забайкалья. Показано изменение качественного состава гумуса в процессе сельскохозяйственного использования.
Ключевые слова: состав гумуса, гумусное состояние, чернозем, агрочернозем.
MODERN HUMrc CONDITION OF STEPPE CHERNOZEM SOILS OF TRANSBAIKAL REGION E.O. Chimitdorzhieva, E.A. Bodeeva, e-mail: erzhena_ch@mail.ru There is assessed the modern humic condition of chernozems and agrochernozems of the Tugnui hollow of Transbaikal region in the article. There is also shown the change of qualitative structure of humus in the course of agricultural use of soils. Keywords: humic structure, humic condition, chernozem, agrochernozem.
Интегральным критерием оценки почвенного плодо- состав гумуса, который представляет собой устойчивый родия служит общее содержание, запасы и качественный продукт разложения в почве органических остатков. Гу-
34 Агрохимический вестник • № 4 - 2011
мусное состояние почвы определяется двумя противоположно направленными процессами: гумификацией растительных остатков, с одной стороны, и их минерализацией - с другой. В естественных условиях баланс между этими процессами стабильный. Часть новообразованного гумуса усваивается растениями, остаток накапливается в почве. Средняя скорость гумусообразования в зоне степей составляет 0,3 мм в год. При вовлечении целинных почв в пашню происходит резкая разбалансировка биологических процессов. Равновесие нарушается и становится в подавляющем большинстве отрицательным, т.е. минерализация гумуса не компенсируется его новообразованием.
Объектами наших исследований были: чернозем (Е108о05.391', №1°08.660') и агрочернозем (Е108о06.621', N51°10.314'), расположенные в Тугнуй-ской котловине Республики Бурятия. Физико-химические свойства почв определены общепринятыми методами в почвоведении и агрохимии, фракционный состав гумуса - методом И.В. Тюрина в модификации В.В. Пономаревой и Т.А. Плотниковой (1975).
Для исследуемых дисперсно-карбонатных черноземов свойственны: укороченность гумусового профиля, малогумусность (4,1-5,3%), легкий гранулометрический состав, небольшая сумма поглощенных оснований (22,629,7 мг-экв/100г почвы), среди последних основная роль принадлежит кальцию. Для верхних горизонтов характерна реакция среды, близкая к нейтральной (рН 6,76,9), а в средней и нижней частях профиля наличие карбонатов обусловливает слабощелочную/щелочную реакцию почвенного раствора.
Результаты исследования фракционного состава почв показали, что гумус дисперсно-карбонатных черноземов отличается преобладанием ГК (Сгк:Сфк > 1), доминированием фракции связанной с кальцием (рисунок). В гумусе чернозема дисперсно-карбонатного значительна (45%) доля негидролизуемого остатка, на собственно гумусовые вещества, приходится около 55%. В составе гумусовых веществ гуминовые кислоты (ГК), хотя и преобладают над фульвокислотами (ФК), последних содержится больше, чем это свойственно черноземным почвам Европейской части России. Подвижная фракция ГК присутствует в почвах в малых количествах (6-13%
суммы ГК), для нее характерно уменьшение содержания в горизонте В. В составе ГК преобладают фракции, связанные с кальцием (59-62% суммы ГК). Отмечается высокое количество прочносвязанных с полутороокислами гуминовых кислот (27-31% суммы ГК). Следовательно, в длительно-сезоннопромерзающих черноземах в составе гумусовых веществ значительная доля их находится в инертной форме. Фульвокислоты большей частью представлены ФК-2 и ФК-3.
В агрочерноземах дисперсно-карбонатных на качественный состав потерь гумуса оказывает влияние характер использования почв в земледелии. Основная причина потерь углерода пахотных почв заключается в усилении степени окисления гумуса при обработке почвы. Распашка также способствует расщеплению имеющихся ГК до более простых форм, то есть увеличению их подвижности.
Подвижная фракция ГК присутствует в почвах в количестве около 21%. В составе ГК, так же как и на черноземах дисперсно-карбонатных преобладают фракции, связанные с кальцием (48-58% суммы ГК), и прочносвя-занная фракция 3 (19-29% суммы ГК). ФК незначительно восполняются, что связано с расщеплением устойчивых компонентов - ГК и гумина.
Вовлечение целины в севооборот ведет к снижению содержания общего углерода и соотношения С^, увеличению количества гуминовых веществ до 54-58% от общего углерода, а следовательно, к снижению негидро-лизуемого остатка до 42-46%. Двоякая природа гумина подтверждается многочисленными данными по радиоуглеродному датированию, обзор которых показывает [1], что нередко гумин оказывается по возрасту меньше не только ГК, но и ФК, следовательно, в зависимости от своей природы, может уступать гумусовым кислотам по устойчивости к биодеградации [2]. Снижение Сгк:Сфк указывает на увеличение роли ФК по всему профилю пахотных почв. Несмотря на определенные изменения в основных группах гумусовых веществ, в целом, сельскохозяйственное использование пашни не повлияло на характер гумусообразования агрочернозема. Гумус почвы сохранил свойства фульватно-гуматного типа, присущие степным почвам данной зоны.
Фракционный состав углерода гумуса дисперсно-карбонатных черноземов и агрочерноземов
Сложившийся к настоящему времени баланс групп и фракций в гумусовом профиле агрогенных почв обусловлен сложными процессами разложения одних компонентов, образованием и выносом за пределы гумусовой толщи других, непрерывным обновлением и перераспределением всех составляющих. В целом идет потеря устойчивых фракций и восполнение подвижных [2].
Сравнивая состав гумуса черноземных почв Забайкалья с таковым южных черноземов [3], можно отметить, что сумма гумусовых кислот забайкальских черноземов составляет (в слое 0-20 см) около 55% от общего углерода, тогда как в южных черноземах около 73%. А в составе гумусовых веществ черноземов Забайкалья, хотя и преобладают ГК, однако их доля низка по сравнению с южными черноземами, отсюда сужение в изучаемых почвах отношения Сгк:Сфк до 1,1-1,50 в слое 0-20 см, тогда как в аналогичных почвах Европейской части России оно равно 2,44, а почвах Русской равнины [4] и Западной Сибири [5-7] оно составляет 2,1-3,0. Фульватно-гуматный тип гумуса связан с особенностями экологических факторов, в частности, с жестким гидротермическим режимом и своеобразным качественным составом гумусообразователей. Согласно кинетической теории гумификации Д.С. Орлова (1977), связывающей процессы гумусообразования с экологическими условиями гумификации, в черноземах должно складываться близкое к оптимальному соотношение отдельных групп гумусовых веществ, где создаются лучшие условия для накопления наиболее сформированных ГК. Какими бы ни были экстремальными экологические условия для гумификации свежего органического вещества в Забайкальском регионе, сущность теории кинетики подтверждается: в черноземах в отличие от других типов почв гумус носит наиболее близкий к гуматному характер. В целом для черноземных почв Забайкалья характерны все общие черты гумусообразования, присущие черноземам европейской части России. При этом наблюдаются некоторые региональные особенности: короткий теплый период, большой запас холода, прерывистость микробиологической деятельности, специфичный микробный ценоз, качественный состав гумусообразователей и т.д. обусловливают замедленность процессов разложения и синтеза новых органических веществ («примитивность» собственно гумусовых веществ) типа фульвокислот [6].
Для обобщенной характеристики гумуса холодных почв нами использована система показателей гумусного состояния, разработанная Д.С. Орловым, О.Н. Бирюковой, М.С. Розановой [7].
Черноземы и агрочерноземы дисперсно-карбонатные характеризуются содержанием гумуса ниже среднего. Запасы гумуса в слое 0-20 см низкие и его содержание резко убывает вниз по профилю. Обогащенность гумуса азотом гумусовых горизонтов исследуемых почв средняя (С^ - 8,7-9,2). Степень гумификации органического вещества - средняя, величина Сгк:Сфк соответствует 1,0-1,1. Содержание гуминовых кислот, связанных с кальцием, в верхних горизонтах - среднее, вниз по профилю возрастает. В составе гумуса низка доля свободных гуминовых кислот, содержание прочносвязанных с минеральной основой ГК соответствует высокому уровню. Содержание негидролизуемого остатка среднее.
Гумусообразование здесь происходит по типу, свойственному степному почвообразованию. Процесс гумификации совпадает по времени с периодом летних дождей и наибольшим промачиванием почв, а также максимальных температур. Краткость этого периода определяет слабую степень конденсированности новообразованных органических соединений. Профильное распределение гумуса и его запасов имеет характер поверхностной концентрации, что обусловлено влиянием низких температур и общей сухости почвенной толщи [8].
Таким образом, длительное использование черноземов и агрочерноземов в земледелии привело к изменению гумусного состояния пахотных почв, что обусловлено сокращением количества поступающих в почву растительных остатков, изменением количественного и качественного состава зольного обмена в системе почва-растение, а также процессами трансформации растительных остатков в связи с изменением экологической обстановки. При этом наиболее положительный баланс углерода обеспечивает и лучший его качественный состав и, наоборот, уменьшение поступления растительных остатков ведет к фульватизации гумуса.
Для стабилизации содержания органического вещества распаханных почв необходимо ввести научно обоснованный севооборот с проведением грамотных агрохимических и агротехнических мероприятий.
Литература
1. Чичагова О.А. Радиоуглеродное датирование гумуса почв. - М.: Наука, 1985. - 158 с.
2. Кленов Б.М. Устойчивость гумуса автоморфных почв Западной Сибири. - Новосибирск: Издательство СО РАН, филиал «Гео», 2000. - 176 с.
3. Пигульнова М.Ю., Григорьева Е.Е. Особенности гумусного состояния орошаемых южных черноземов // Почвоведение, 1983, № 1 - С. 22-26.
4. Ахтырцев А.В., Адерихин П.Г., Ахтырцев В.П. Лугово-черноземные почвы центральных областей Русской равнины. - Воронеж: Изд-во Воронежского университета, 1981.- 172 с.
5. Гамзиков Г.П., Кулагина М.Н. Влияние длительного систематического применения удобрений на органическое вещество почв // Почвоведение. 1990, № 11 - С. 57-67.
6. Чимитдоржиева Г.Д., Абашеева Н.Е. Гумусное состояние почв Бурятской АССР // Агрохимия. 1986, № 4 - С. 56-61.
7. Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Розанова М.С. Дополнительные показатели гумусного состояния почв и их генетических горизонтов // Почвоведение. 2004, № 8 - С. 918-926.
8. Чимитдоржиева Г.Д., Борисова Т.С. Трансформация органического вещества дефлированных каштановых почв Забайкалья под влиянием удобрений. - Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2003. - 216 с.
