CC BY
34
УДК 631.445.4: 634.11: 631.874 (471.326)
СПОСОБЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМНОЙ ПОЧВЫ В ЯБЛОНЕВОМ САДУ
12 3
Г.Н. Пугачев , к.с.-х.н., В.Л. Захаров , к.с.-х.н., Н.П. Юмашев , к.с.-х.н.
1 Мичуринский государственный аграрный университет Российский университет кооперации, Тамбовская обл., г. Мичуринск;
3ФГУГЦАС «Тамбовский», e-mail: [email protected]
Работа посвящена способам повышения плодородия лугово-черноземной почвы в яблоневом саду. Приводится эффективность мульчирования, известкования и дерново-перегнойной системы содержания.
Ключевые слова: яблоня, лугово-черноземная почва, мульчирование, известкование, дерново-перегнойная, клевер луговой.
WAYS OF MEADOW-CHERNOZEM SOIL FERTILITY RESTORATION INTO APPLE GARDEN
G.N. Pugachev, V.L. Zakharov, N.P. Yumashev
Work is devoted ways of increase offertility meadow - black earth soils apple agrocoenosis. Efficiency mulching, limings and sod-mulch maintenance systems is resulted.
Keywords: an apple-tree, meadow - black earth soil, mulching, liming, sod-mulch, a clover meadow.
Проблема деградации почвы во многом касается садоводства, поскольку длительная монокультура особенно негативно влияет на ее физические и химические свойства [1]. В результате снижается урожайность и качество плодов, а главное - затрудняется подготовка почвы после раскорчевки сада. В связи с этим необходима детальная оценка агротехнических приемов поддержания плодородия почвы при эксплуатации садов.
Изучение влияния мульчирования на элементы плодородия почвы проводили в интенсивном саду ВНИИ садоводства им. И.В. Мичурина посадки 1998 г. Почва участка - выщелоченная лугово-черноземная, слабогумусированная, тяжелосуглинистая на песке с псевдофибрами; содержание гумуса 4,8%; Р2О5 71,0 мг/кг; К2О 140,0 мг/кг; рНга 5,4; ^ 5,1 мг-экв/100 г. Опытные деревья посажены по схеме 4,5 х 2,0 м. Опыт заключался в мульчировании приствольных полос насаждений яблони древесными опилками и черной бумагой, в качестве контроля использовалось содержание приствольных полос под гербицидным паром. Повторность опыта четырехкратная, деревья размещены блоками (по 5 штук в блоке) размещение блоков в ряду систематическое. Расположение делянок однорядное последовательное. В качестве объектов исследования использованы сорта яблони Вишневое и Лобо.
Опыты с известкованием проводили в 2002-2005 гг. в ОПХ ВНИИС им. И.В. Мичурина. Яблоневый сад 1987 г. посадки. Схема размещения 5 х 3 м. Сорта: Лобо, Синап Орловский, Мелба и Мантет. Почва лугово -черноземная среднеоподзоленная тяжелосуглинистая с содержанием гумуса 3,9%; Р2О5 70,0 мг/кг; К2О 119,0 мг/кг; рН^ 5,0; ^ 6,75 мг-экв/100 г. Известкование проводили известью-пушонкой в дозах 2/3; 1,0; 1,5 и 2,0
Известкование изучалось также в учхозе-племзаводе «Комсомолец» на черноземе выщелоченном, с содержанием гумуса 5,75%; Р2О5 170,0 мг/кг; К2О 166,0 мг/кг; рЩа 5,2; ^ 8,0 мг-экв/100 г почвы; сорта Лобо и Жигулевское. В качестве известкового материала использовали дефекат с содержанием CaCO3 38%.
Дерново-перегнойная система поддерживалась в яб-
лоневом саду посадки 1987 г. в ОПХ ВНИИС с 1987 по 2005 г. Сорт Жигулевское. Схема размещения 6 х 4 м. Почва лугово-черноземная среднесуглинистая. Содержание почвы заключалось в двухлетнем залужении клевером луговым одной половины междурядья с использованием скошенной массы во второй, которая была под черным паром, в качестве сидерата или мульчирующего материала в зависимости от влагообеспеченности почвы во время скашивания. Если почва достаточно влажная для разложения органики, то скошенную зеленую массу клевера заделывали на глубину 20 см, в противном случае ее оставляли на поверхности. В почву ежегодно поступало 160 ц/га сухого вещества сидеральной массы. Через каждые два года содержание половин междурядий противоположно меняли: на месте черного пара сеяли клевер. Контроль - черный пар без клевера. Для сравнительной оценки изменения плодородия в саду использовали 16-летнюю залежь и целинный участок.
Динамику роста корневой системы изучали методом анализа «отдельных прядей», архитектонику - методом «среза» (Трунов, 1998). Влажность почвы определяли термостатно-весовым методом, азот легкогидролизуе-мый - по Тюрину, подвижный фосфор и обменный калий - по Чирикову, Нг - по Каппену, активность кальция - потенциометрическим методом, целлюлозолитиче-скую активность почвы (ЦАП) - аппликационным методом. Математическую обработку данных проводили методом дисперсионного анализа на ЭВМ.
Нами было отмечено положительное влияние мульчирования приствольных полос на активность корневой системы, доступность фосфора и кальция. Увеличение количества всасывающих корней в варианте с мульчированием обусловлено поддержанием влажности почвы на более высоком уровне по сравнению с контролем. Активность корневой системы сорта Лобо, содержащегося под гербицидным паром (контроль) в течение вегетации находилась на низком уровне (в пределах 4-13%), в то время как в варианте с мульчированием опилками в июне ростовая активность корней составляла 27,6%, а в момент максимальной засухи
(август) она находилась в пределах 13-18% в среднем по слоям корнеобитаемого горизонта. При использовании древесных опилок во время засухи не происходит перемещения основной массы всасывающих корней в более глубокий слой, как это отмечено на контроле. Это обусловлено тем, что при мульчировании в верхних слоях почвы иссушение проявляется не столь значительно. В засушливых условиях вегетационного периода нарушение водного баланса между поглощающими корнями и листьями приводит к угнетению закладки плодовых почек и корневых бугорков [2]. Поэтому поддержание влажности при мульчировании на более высоком уровне -одно из условий повышения урожайности по сравнению с содержанием приствольных полос под гербицидным паром.
После подмерзания в зимний период активность корневой системы при использовании мульчматериалов была значительно выше по сравнению с содержанием почвы под гербицидным паром, что проявилось во вторую половину вегетации. Это создает условия для накопления пластических веществ и предпосылку для увеличения урожайности в следующем году. Наряду с этим, мульчирование, оптимизируя водный режим почвы, повышает активность кальция, что улучшает физиологическое состояние яблони.
Анализ активности кальция в различных слоях кор-необитаемого горизонта показывает, что на протяжении всей вегетации (за редким исключением) концентрация кальция в почвенном растворе была выше в вариантах с мульчированием древесными опилками и черной бумагой по отношению к контролю. Нами отмечено, что активность кальция в слоях почвы 0-20 и 20-40 см в варианте с мульчированием опилками существенно не различалась на протяжении вегетации. В варианте без мульчирования (контроль) с середины июня до августа наблюдается превалирование активности кальция слоя 20-40 см над вышележащим. При использовании в качестве мульчирующего материала черной бумаги такая тенденция наблюдается с июля до конца августа. Мульчирование опилками создает большую поглощающую
поверхность корневой системы, располагающуюся как в слое 0-20см, так и в слое 20-40см, тогда как в контроле большая часть корней отмечена в слое 20-40см. При этом кальций в более доступной форме находится на протяжении всего корнеобитаемого слоя, что свидетельствует о преимуществе мульчирования опилками.
Повышение активности кальция и его содержания до уровня естественного плодородия, а также оптимизация обменной и гидролитической кислотности почвы достигается путем известкования (табл. 1). Так, содержание обменного кальция в почве без внесения извести составляло 18,31 мг-экв/100 г, при известковании в дозе 2/3 Нг - 22,10; 1,0 Нг -23,78; 1,5 Нг -25,03; 2,0 Нг - 26,53 мг-экв/100 г почвы. Активность кальция составила в указанных дозах соответственно 7,80; 8,33; 9,06; 9,58 мМ/л против 6,04 мМ/л в контроле. Кислотность почвы снизилась от слабокислой (рНКС1 5,14) на контроле до близкой к нейтральной при известковании, где величина рНКС1 повысилась с 5,52 в дозе 2/3 Нг до 6,09 в дозе 2,0 Нг. Гидролитическая кислотность снизилась в максимальных дозах почти в два раза: от 6,75 мг-экв/100 г (на контроле) до 3,37 и 3,13 (в дозах 1,5 и 2,0 Нг).
Анализ содержания основных макроэлементов в пахотном горизонте показывает, что известкование в дозах 1,5 и 2,0 Нг снижало количество легкогидролизуемого азота и подвижного фосфора (табл. 1). Последнее связано с переходом подвижных фосфатов в менее доступные формы при связывании с кальцием. Содержание обменного калия при внесении извести изменялось на несуществующие величины. Нами не обнаружено влияния известкования на гигроскопичность почвы и водопроч-ность агрегатов крупнее 0,25 мм (табл. 2).
Высокие дозы (1,5 и 2,0 Нг) повысили коэффициент структурности в 2,30 и 2,13 раза. Целлюлозолитическая активность почвы увеличилась в 1,6 раза в варианте 1,0 Нг, но высокие дозы (1,5 и 2,0 Нг) заметно снизили биологическую активность. Это объясняется угнетением почвенных грибов при подщелачивании почвы, поскольку известно, что известкование снижает их процент в комплексе целлюлозоразлагающей биоты [3].
1. Влияние известкования на агрохимические показатели почвы в горизонте А,
Показатель Варианты опыта
контроль 2/3 Нг 1,0 Нг 1,5 Нг 2,0 Нг
рНКС1 5,1 5,5 5,6 5,9 6,1
Нг, мг-экв/100 г 6,75 5,38 4,11 3,37 3,13
Кальций активный, мМ/л 6,04 7,80 8,33 9,06 9,58
Кальций обменный, мг-экв/100 г 18,31 22,10 23,78 25,03 26,53
Азот легкогидролизуемый, мг/100 г почвы 6,51 6,28 6,19 5,91 5,48
Фосфор подвижный, мг/100 г почвы 7,00 6,81 6,46 6,09 5,90
Калий обменный, мг/100 г почвы 11,88 11,97 12,01 12,41 12,72
2. Влияние известкования на физические свойства почвы и ЦАП в слое 0-40 см
Показатель
Вариант гигроскопическая коэффициент содержание водопрочных интенсивность
влажность, % структурности агрегатов > 0,25 мм, % разложения целлюлозы, %
Контроль 4,63 0,77 13,74 19,66
2/3 Нг 4,83 0,60 11,40 19,72
1,0 Нг 4,75 0,76 12,66 31,63
1,5 Нг 4,34 1,77 12,60 16,45
2,0 Нг 4,54 1,64 14,21 13,56
3. Водно-физические и химические показатели лугово-че
рноземной почвы
Вариант Глубина, Плотность, Коэффициент Водопрочность Нл.,, Mg Hr
см г/см3 структурности агрегатов > 0,25 мм, % мг/100 г мг-экв/100 г
Контроль 0-40 1,09 0,7 35,48 3,37 3,24 5,11
40-100 1,43 0,47 38,56 2,52 2,13 5,59
Дерново-перегнойная система 0-40 40-100 1,05 1,42 2,51 0,46 63,65 42,10 7,84 7,18 5,84 4,09 4,21 5,56
Целина 0-40 1,20 2,53 71,15 8,04 5,73 3,09
40-100 1,43 0,38 46,63 7,20 4,19 1,89
4. Интенсивность разложения клетчатки в лугово-черноземной почве, %
Год Слой, см Варианты
контроль целина использование клевера
заделка залужение
2003 0-100 52,49 53,61 92,71 91,84
2005 0-100 79,27 45,65 84,69 58,68
2005 0-100 90,06 73,10 95,10 58,90
При содержании междурядий яблоневого сада на лу-гово-черноземной почве в течение 16 лет под дерново-перегнойной системой некоторые показатели плодородия находились на уровне целины (табл. 3). Слой 0-40 см в окультуренном состоянии благодаря периодическим обработкам поддерживался в более рыхлом состоянии, чем на целине. Однако по содержанию мезоаг-регатов (0,25-10 мм) и водопрочных агрегатов (крупнее 0,25 мм), легкогидролизуемого азота, обменного магния и гидролитической кислотности почва в яблоневом аг-роценозе без использования клевера значительно уступает своему целинному аналогу. Использование клевера лугового в междурядьях сада с момента его закладки обеспечило поддержание плотности, оструктуренности, содержания азота и магния в метровом слое и гидролитической кислотности в слое 0-40 на уровне естественного плодородия. Содержание междурядий яблоневого агроценоза с использованием клевера, обеспечивая благоприятные водно-физические и химические показатели почвы, способствует увеличению ее целлюлозолитиче-ской активности (табл. 4).
Активность целлюлозоразлагающих микроорганизмов лугово-черноземной почвы при использовании клевера в качестве зеленого удобрения и мульчирующего материала значительно выше, чем на контроле и целине. В 2003 г. с количеством осадков за летний сезон 290,8 мм скорость расщепления клетчатки была одинаково интенсивной в мульчируемых (заделка) и залужаемых частях междурядья. Однако деструкция целлюлозы в залужаемой части междурядья в 2005 г. оказалась наи-
более низкой из всех вариантов. Это объясняется тем, что в сравнительно засушливом 2005 г., когда за летний сезон выпало 195,5 мм осадков, а вторая декада июля характеризовалась их отсутствием, влажность почвы была лимитирующим фактором. В этом году клевер, как и естественная луговая растительность, активно испаряя влагу, оказал иссушающее действие. Например, в третьей декаде июля влажность почвы в слое 0-40 см под ве-гетирующим клевером соответствовала целинной и составляла 16,6%, в то время как на контроле и мульчируемой части междурядья - 20,5%. Поддержание влажности здесь на более высоком уровне обусловлено мульчированием почвой (на контроле) и скошенной массой клевера.
Таким образом, для сохранения плодородия лугово-черноземной почвы в яблоневом саду рекомендуется способ содержания междурядий с применением клевера: в качестве органического удобрения во влажные годы и как мульчирующий материал - в сухие. Не рекомендуется проводить залужение клевером междурядий в засушливые годы. Кальцийсодержащие мелиоранты следует вносить в дозах, не превышающих 1,0 Нг. Мульчирование приствольных полос стимулирует в основном водный режим почвы и, как следствие, доступность и активность макроэлементов. Длительное содержание почвы под залежью восстанавливает ее плодородие, оптимизируя пищевой режим почвы, на основании чего нами предлагается использовать почвовосстановительную способность клевера лугового.
Литература
1. Седов Е.Н., Муравьев А.А., Серова З.М. Почвоутомление в насаждениях яблони // Вестник РАСХН, 2000, № 2. - С. 42-43.
2. Трунов И.А., Хаустович И.П. Водный режим плодовых и ягодных культур // Садоводство и виноградарство, 1998, № 1. - С. 7-10.
3. Дягтерева И.А., Ломако Е.И., Яппаров А.Х. Влияние различных доз извести на биологическую активность выщелоченного чернозема // Агрохимический вестник, 2003, № 4. - С. 24-26.
4. Мельникова Н.Н., Булавенко Л.В., Кудрин И.К. Формирование и функционирование бобово-ризобиального симбиоза и растений сои при интродукции штаммов родов Azotobacter и Bacillus // Прикладная биохимия и микробиология, 2002, Вып. 38, № 4. - С. 427-432.
