CC BY
16
УДК 631.445.41:631.413.41
Способы стабилизации коллоидного комплекса чернозема типичного
Г.И. УВАРОВ, доктор сельскохозяйственных наук
A.П. КАРАБУТОВ
B.Д. СОЛОВИЧЕНКО, кандидат сельскохозяйственных наук Белгородский НИИ сельского хозяйства
E-mail: karabut.ap@mail.ru
В многолетнем опыте установлено, что минеральные удобрения увеличивают количество поглощенного водорода, снижают долю магния и кальция в почве. Стабилизировать состав поглощающего комплекса можно при совместном внесении их с навозом на фоне вспашки.
Ключевые слова: удобрения, способы обработки, чернозем типичный, поглощенные катионы.
Плодородие черноземов типичных во многом определяется составом поглощающего комплекса, который насыщен в основном кальцием и магнием. Количество этих элементов зависит от содержания гумуса и гранулометрического состава почвы. Поглощенный водород, занимая небольшую долю, создает неблагоприятную среду для большинства полезных почвенных микроорганизмов и культурных растений [1, 2].
Длительное сельскохозяйственное использование черноземов приводит к изменению состава и величины поглощающего комплекса: снижается количество кальция и магния, увеличивается доля водорода [3]. Если в черноземе типичном мощном тяжелосуглинистом целинного заповедника «Ямская степь» (Губкинский район Белгородской области) количество кальция и магния в сумме составляет 37,5 ммоль на 100 г почвы, то в пахотном слое старопахотного участка, примыкающего к заповеднику, - 34,2 ммоль на 100 г [4]. ^ Пахотный вариант отличается также ® большим содержанием в черноземе поглощенного водорода. z Основными причинами подобных ф изменений в составе поглощающе-I го комплекса почвы, как правило, S считаются влияние минеральных ® удобрений, недостаточное внесение § мелиорантов, повышенный вынос п
14
кальция культурными растениями Поэтому возникает необходимость направленного регулирования состава почвенно-поглощающего комплекса.
Для того чтобы подобрать агротех-нологию, позволяющую не вызывать заметного увеличения доли поглощенного водорода в почве и снизить отрицательное действие минеральных удобрений, в 1990-2010 гг. на базе стационарного полевого опыта нашего института в зернопропашном севообороте (горох - озимая пшеница - сахарная свекла - ячмень -кукуруза на силос) были проведены исследования различных вариантов удобрения и основной обработки почвы.
Почва - чернозем типичный сред-немощный малогумусный тяжелосуглинистый на лессовидном суглинке. На момент закладки опыта в пахотном слое содержалось гумуса 4,7-S,6 %, подвижного фосфора и обменного калия (по Чирикову) - соответственно, 6,7-7,8 и 9,2-12,1 мг на 100 г почвы; гидролитическая кислотность составляла 2,9-4,1 ммоль на 100 г почвы, степень насыщенности основаниями - 90 %.
Схема внесения удобрений (фактор А) включала варианты раздельного и совместного применения навоза и минеральных удобрений в одинарных и двойных дозах. Так как минеральные удобрения вносили под все культуры, то одна их доза соответствовала средней насыщенности севооборота - 1Х63Р62К62 кг/га. Навоз вносили под сахарную свеклу один раз за ротацию севооборота, при одинарной дозе 8 т на 1 га севооборотной площади.
Удобрения вносили на фоне следующих способов основной обработки почвы (фактор В): отвальная вспашка на глубину 20-22 см под зерновые культуры и на 30-32 см -под сахарную свеклу, безотвальная обработка на ту же глубину и минимальная обработка дисковой бороной на 8-10 см под зерновые и 10-^ см - под сахарную свеклу.
Изучаемые элементы технологии возделывания культур привели к изменению коллоидного комплекса почвы. При этом более заметное влияние оказали удобрения, чем способы основной обработки почвы (табл. 1). Так, при внесении одинарных доз минеральных удобрений кислотность почвы в слоях 0-30 и 30-S0 см возросла по сравнению с исходными значениями соответственно в 1,3 и 2,4 раза, а по сравнению с контролем (без удобрений) - на 20 и 11 %. Кислотность увеличилась еще больше при внесении двойных доз минеральных удобрений: в пахотном слое - в 1,7 раза, в подпа-
1. Изменение гидролитической кислотности (Нг) почвы зернопропашного севооборота под влиянием удобрений и способов ее обработки (1990-2010 гг.)
Удобрения Слой почвы, см Нг, ммоль/100 г почвы по годам и отклонение (±) за 20 лет
навоз, т/га NPK, доза Вспашка Безотвальная Минимальная
1990|2010| ± 1990|2010 | ± 1990|2010| ±
16
НСР„
0-30 30-50 0-30 30-50 0-30 30-50 0-30 30-50 0-30 30-50 0-30 30-50 0-30 30-50 0-30 30-50 0-30 30-50 0-30 30-50
2,88
1.51 3,56 1,50 3,17 1,59 4,08 1,53 3,48 1,45
4.16
1.59 3,31
1.52 3,90
1.60
3.17 1,19
фактор фактор
3,46
3.10 4,07 3,52 4,91 4,13 3,60
3.11 3,88 3,31 4,88 3,49 3,04 2,75 3,66 3,28 3,75 3,10 А - 0, А - 0,
0,58 1,59 0,51 2,02 1,74 2,54 -0,48 1,58 0,40 1,86 0,72
1.90 -0,27 1,23 -0,24 1,68 0,58
1.91 41; фактор В 19; фактор В
3.37 1,46 3,49 1,45 2,80 1,10 3,81
1.38 4,36 2,14 4,24 1,87 3,18 1,58
3.33
1.34 3,26 1,03
3,91 3,43 4,56 3,62 5,68
3.90
3.91 3,32 4,60 4,21 5,89 4,11 3,47 2,95 3,99 3,04 4,59 3,15 0,96. 0,60.
0,54 1,97 1,07 2,17 2,88 2,80 0,10 1,94 0,24 2,07 1,65 2,24 0,29 1,37 0,66 1,70 1,33 2,12
3,72 1,37
3.46 1,68 3,65 1,33 3,89 1,75 3,83 1,71 4,05
1.47 3,30 1,69 3,12 1,42 2,91 1,25
3,99 3,41 5,03 3,90 5,97 3,81
3.89 3,27
3.90 3,29 5,39 3,34 3,37 2,80 4,19 2,95 4,46 2,84
0,27 2,04
1.57 2,22 2,32 2,48 0,00
1.52 0,07
1.58 1,34 1,87 0,07 1,11 1,07
1.53 1,55
1.59
1ёГаГвГаёа.р65 14 25.09.2012, 15:50
2. Изменение суммы поглощенных кальция и магния (в) почвы зернопропашного севооборота под влиянием удобрений и способов
обработки
Удобрения Слой почвы, см S, ммоль/100 г почвы по годам и отклонение ( ±) за 20 лет
навоз, т/га NPK, доза Вспашка Безотвальная Минимальная
1990|2010 + 1990 2010 + 1990 | 2010 +
0 0 0-30 25,9 25,0 -0,9 26,3 25,2 -1,1 26,8 25,1 -1,7
30-50 25,9 24,5 -1,3 26,9 24,8 -2,1 27,6 25,1 -2,6
1 0-30 27,1 25,8 -1,3 26,7 25,0 -1,7 27,2 25,1 -2,1
30-50 27,9 24,7 -3,2 26,8 24,2 -2,5 27,9 24,8 -3,1
2 0-30 26,7 24,4 -2,4 27,9 24,3 -3,7 26,9 24,1 -2,9
30-50 29,6 24,6 -4,9 28,1 24,7 -3,4 27,6 23,7 -3,9
40 0 0-30 25,9 25,9 0,0 27,2 26,9 -0,3 26,5 26,4 -0,1
30-50 27,1 26,0 -1,1 26,1 23,9 -2,2 27,4 25,4 -2,1
1 0-30 26,9 25,6 -1,3 25,8 24,9 -0,9 26,4 26,1 -0,2
30-50 27,5 24,4 -3,1 26,5 25,0 -1,5 27,2 24,7 -2,5
2 0-30 26,3 24,6 -1,8 26,6 23,9 -2,7 26,7 24,1 -2,6
30-50 28,2 25,0 -3,2 28,4 24,5 -3,9 27,6 25,4 -2,2
80 0 0-30 25,8 25,8 0,0 26,7 25,8 -1,0 26,8 26,6 -0,2
30-50 26,1 24,9 -1,2 26,6 25,1 -1,5 26,9 25,6 -1,3
1 0-30 26,2 26,4 0,2 26,2 24,7 -1,5 26,5 25,0 -1,5
30-50 26,2 24,8 -1,4 27,6 25,1 -2,5 26,6 24,5 -2,1
2 0-30 26,0 25,0 -1,0 26,8 25,0 -1,8 27,9 25,2 -2,8
30-50 26,4 24,7 -1,7 27,2 24,8 -2,3 26,8 24,2 -2,6
НСР05 0-30 фактор А - 0,6; фактор В - 1,4
30-50 фактор А - 1 ,5; фактор В - 2,2
хотном - в 2,7 раза, превысив контроль соответственно на 46 и 19 %.
Минимальная обработка при минеральной системе удобрения повышала кислотность пахотного слоя на 23 % по сравнению со вспашкой. Обработки создают в обрабатываемом слое очаги повышенной кислотности. По вспашке и безотвальной обработке почвы они располагались в слое 0-20 см, а по минимальной обработке - в слое 0-10 см.
При длительном внесении навоза в дозе 8 т/га кислотность в пахотном слое по вспашке снизилась в 1,2 раза, а в слое 30^0 см возросла в 2,1 раза. Наименьшие значения кислотности наблюдались при длительном внесении навоза в дозе 16 т/га. При этом в подпахотном слое кислотность почвы, как и при дозе 8 т/га, повысилась в 2,1 раза.
Внесение одной дозы минеральных удобрений на фоне 8 т/га навоза повысило кислотность пахотного слоя по вспашке и безотвальной обработке в среднем на ^ % по сравнению с контролем. При использовании двойных доз минеральных удобрений на фоне навоза кислотность пахотного слоя возросла в 1,3 раза, или на 42 % по сравнению с контролем. Кислотность подпахотного слоя при длительном внесении одинарных и двойных доз минеральных удобрений на фоне 8 т/га навоза в среднем повысилась в 2,1 раза. Навоз в дозе 16 т/га, в том числе и в сочетании с минеральными удобре-
ниями, создавал благоприятную почвенную кислотность.
За время проведения опыта минеральные удобрения в одинарных и особенно двойных дозах привели к интенсивной потере в почве оснований (табл. 2). Сумма поглощенных кальция и магния снизилась до 14 % в зависимости от дозы удобрений. При органической системе удобрения количество поглощенных оснований в пахотном слое почти не изменилось, тогда как в подпахотном слое достоверно снизилось. Совместное внесение минеральных и органических удобрений оптимизирует показатели суммы поглощенных оснований. Так, по вспашке при одинарных дозах минеральных удобрений на фоне 16 т/га навоза сумма поглощенных оснований в слое 030 см за длительный период не изменилась и была на 6 % выше, чем на контроле, а по безотвальной и минимальной обработке она уменьшилась на 6 %, т. е. достигала уровня контроля.
Совместное применение двойных доз минеральных и органических удобрений понизило сумму обменных катионов кальция и магния в пахотном и подпахотном слоях соответственно на 7 и 8 %. Следовательно, чтобы полностью снизить подкисляющее действие двойной дозы минеральных удобрений, двойной дозы навоза недостаточно.
Таким образом, минеральные удобрения в чистом виде, и особен-
но в двойной дозе, приводят к значительному насыщению почвенно-поглощающего комплекса почвы водородом, увеличивая кислотность в пахотном слое в 1,7 раза, а в подпахотном - в 2,7 раза по сравнению с исходными значениями. Минимальная обработка почвы при минеральной системе удобрения повышает кислотность пахотного слоя на 23 % по сравнению со вспашкой.
Органическая система удобрения стабилизирует кислотность пахотного слоя на исходном уровне. Совместное внесение минеральных и органических удобрений оптимизирует показатели суммы поглощенных оснований почвы. Усилить положительную роль навоза на коллоидный комплекс чернозема типичного можно отвальной вспашкой.
Литература
1. Муха Д.В., Картамышев Н.И. Агро-почвоведение. - М.: КолосС, 2004. -528 с.
2. Кирюшин В.И. Агрономическое почвоведение. - М.: КолосС, 2010. - 687 с.
3. Акулов П.Г. Воспроизводство плодородия и продуктивность черноземов.
- М.: Колос, 1992. - 223 с.
4. Уваров Г.И., В.Д. Соловиченко. Деградация и охрана почв Белгородской области. - Белгород: «Отчий край», 2010.
- 180 с.
5. Чуян Н.А., Брескина Г.М., Еремина Р.Ф. Влияние минеральных удобрений, извести и растительных остатков на плодородие почвы//3емледелие, 2009. -№ 3. - С. 22-23.
Статья поступила е редакцию
01.03.2011
Approaches to stabilization of colloid complex of typical chernozem
G.I. Uvarov, A.P. Karabutov, V.D. Solovichenko
It was established during a long-term experiment that mineral fertilizers increase the quantity of the absorbed hydrogen and " decrease the parts of calcium and magnesium in soil. It is possible to stabilize g the absorbing complex' composition with a <e help of a joint application of the mentioned s above elements with manure on the background of ploughing. Keywords: fertilizers, ways of treatment, 2 typical chernozem, absorbed cations.
■ P
IS
Iäiäieiäea.p65 15 25.09.2012, 15:50
