CC BY
30
УДК 631.445.4:631.8:631.43:631.416/.417
Свойства орошаемого чернозема обыкновенного карбонатного при биологизации приемов воспроизводства плодородия
Т.П. ЛИФАНЕНКОВА, кандидат сельскохозяйственных наук Р.В. БИЖОЕВ
Кабардино-Балкарский НИИ сельского хозяйства E-mail: [email protected]
На основе многолетних исследований приведен анализ изменения основных показателей чернозема обыкновенного карбонатного при орошении под культурами зернотравянопропашного севооборота в зависимости от биологизации приемов воспроизводства плодородия.
Ключевые слова: органические удобрения, сидераты, солома, агрегатный состав, плотность почвы.
Равнинные и предгорные районы центральной части Северного Кавказа обладают большими возможностями для увеличения производства сельскохозяйственной продукции, так как располагают достаточно плодородными землями, теплым климатом, интенсивной солнечной инсоляцией и достаточными водными ресурсами для обводнения и орошения. Негативное влияние периодической засушливости климата на урожай сельскохозяйственных культур здесь успешно решается посредством хорошо развитого орошения.
Черноземы карбонатные занимают в регионе S247 тыс. га орошаемых земель, или 33 % всей пашни. В Кабардино-Балкарской Республике из 322 тыс. га пашни 127,S тыс. га орошаемых земель, из них более SO % занимают карбонатные черноземы. Сравнение материалов почвен-но-агрохимического обследования земель республики показало, что содержание гумуса в них к 1960-197O гг. по сравнению с 1921-1930 гг. уменьшилось на 20-40 % [1]. По сч материалам очередного агрохими-о ческого обследования, проведенного в 2006 г., на 220 тыс. га пашни содержание гумуса за 40 лет наблюдений уменьшилось на 0,6 % и со-s ставило в среднем 3,6 % [2]. Уве-ф личилась площадь пашни с очень ф низким содержанием подвижного
5 фосфора - до 97 тыс. га, с очень
ф
и
24
низким и низким содержанием обменного калия - до 23 тыс. га. Основные причины снижения плодородия почвы заключаются в сокращении применения минеральных и органических удобрений из-за отсутствия материально-технических средств и высоких затрат на внесе-ние.Так, за 1S последних лет в республике внесение минеральных удобрений под зерновые культуры сократилось с 120 до 1S,9 кг д.в. на 1 га. Если в 90-е годы прошлого столетия вносили 4,0-4,3 т/га органики при потребности 8-10 т/га, то на январь 2006 г. этот показатель составил только 0,9 т/га, а к настоящему времени - лишь 0,S2 т/га.
Поэтому чрезвычайно важна для конкретных условий на орошаемых землях разработка систем удобрения в севооборотах, способных восполнить или сохранить достигнутый уровень гумуса в почве, не снижая при этом продуктивность культур. Многочисленными научными исследованиями доказано, что совместное применение органических и минеральных удобрений более эффективно, чем раздельное. В качестве альтернативных агротехнических приемов актуальное значение приобретают такие малозатратные и менее энергоемкие способы пополнения органического вещества почвы, как использование сидератов и измельченной соломы зерновых культур на месте их произрастания. При этом биологические технологии не требуют полного отказа от минеральных удобрений, а предусматривают сочетание биологических ресурсов, в частности органических удобрений и растительных остатков, с агрохимическими средствами.
В стационарном многофакторном опыте, заложенном в 1979-1980 гг. на основе 10-польного зернотравянопропашного севооборота (люцерна 1 г.п. - люцерна 2 г.п. - озимая пшеница, кукуруза на зерно - кукуруза на зерно - озимая пшеница -подсолнечник - озимая пшеница -кукуруза на зерно - озимая пшеница) изучали влияние биологизиро-
ванных приемов возделывания культур на свойства чернозема обыкновенного карбонатного. Исследовали разные варианты органических удобрений: навоз, 10 т/га; сидераты; солома зерновых культур; навоз + сидераты + солома. Схема опыта включала следующие варианты минеральных удобрений: 1 - без удобрений, 2 - рекомендуемые для зоны нормы NPK (под озимую пшеницу и кукурузу - N90P120K60, под подсолнечник
- N60P90K90, под лЮЦерну - N30P60K40); 3
- 1/2 от рекомендуемой нормы NPK; 4 - 1/3 от рекомендуемой нормы NPK.
Солому озимой пшеницы измельчали при уборке самоходным комбайном Сампо, оборудованным измельчителем, листостебельную массу кукурузы - во время уборки кукурузоуборочным комбайном Хер-сонец 200. Измельченную массу перед запашкой дважды дисковали тяжелыми дисками для лучшего перемешивания с почвой. В среднем на 1 га почвы с 4-4,S т измельченной и запаханной соломы поступало 3S-40 кг азота, 1S-18 - фосфора и 4S-S0 -калия, с 7-9 т листостебельной массы кукурузы - соответственно 48-S6, 22-2S и 96-108 кг. Навоз вносили дважды за ротацию севооборота под кукурузу.
В качестве сидерата высевали яровой рапс или горчицу белую после уборки озимой пшеницы, которые ко времени запахивания (конец октября) образовывали высокий урожай биологической массы - в среднем 32,2-33,6 т/га вместе с корневыми остатками, или 7,6-8,1 т/га сухого вещества. При запашке биомассы си-дерата в почву поступало в среднем 130-140 кг/га азота, S0-S3 - фосфора и 170-180 - калия.
Почва опытного участка - чернозем обыкновенный карбонатный тяжелосуглинистый среднемощный, в пахотном слое которого исходное содержание гумуса составляло 3,23,3 %, подвижного фосфора - 1,92,4, обменного калия - 30,0-3S,0, легкогидролизуемого азота - 4,2-S,0 мг/100 г почвы; сумма поглощенных оснований - 28 мг-экв, Н - 0,8 мг-
' г '
экв. на 100 г почвы; рН 7,1; плотность сложения - 1,23 г/см3. Уровень почвенной влажности в опыте поддерживался не ниже 7S-80 % НВ с помощью вегетационных поливов. В зависимости от конкретных погодных условий поливная норма изменялась от 4S0 до 600 м3 на 1 га.
Материалы, полученные в стационарном опыте, свидетельствуют, что
leiäiöTäeä.p65 24 24.07.2012, 20:59
I. Изменение агрофизических свойств чернозема обыкновенного карбонатного в зависимости от удобрений (в среднем за 2000-2005 гг.)
Вариант Слой почвы, см Удельная масса почвы, г/см 3 Перед закладкой опыта, 1979 г. Озимая пшеница Кукуруза Люцерна 2 г.п.
0-20 2,58 1,26/51,2 1,22/53,1 1,28/50,4 1,31/49,2
Без удобрений 20-40 2,60 1,30/50,0 1,23/52,7 1,31/49,6 1,33/48,8
40-60 2,62 1,29/50,8 1,25/52,3 1,33/49,4 1,31/50,0
Навоз, 10 т/га 0-20 2,57 1,26/51,0 1,21/53,1 1,30/49,6 1,32/48,6
с ЫРК 20-40 2,60 1,30/50,0 1,23/52,7 1,31/49,6 1,34/48,5
40-60 2,63 1,28/51,9 1,24/52,7 1,32/50,0 1,31/50,2
Примечание. В числителе - объемная масса почвы, г/см3, в знаменателе - порозность, %.
почва опытного участка по средней скорости впитывания за первый час характеризовалась средней водопроницаемостью (2,26-2,50 мм/мин). Скорость фильтрации - 0,85-1,15 мм/ мин в зависимости от возделываемой культуры (по методу Астапова-Долгова). Максимальная гигроскопичность почвы (по Митчерлиху) в слое 0-20 см составляла 7,23-7,70 %, в слое 20-40 см - 7,88 %, в слое 80100 см - 6,65-7,16 %.
О сложении почвы судили по ее объемной массе (определяли буром Качинского) и порозности (скважности). Объемная масса орошаемой почвы в большей степени зависела от возделываемой культуры, чем от
удобрений ^ < р^) (табл. 1). т^
в слое 0-20 см под озимой пшеницей ко времени ее полной спелости она составляла по годам исследований 1,17-1,26 г/см3, под кукурузой -1,27-1,33 г/см3 (НСР05=0,028 г/см3). Скважность зависела не только от объемной массы почвы, но и от ее
механического состава и структуры, степени пронизанности корнями растений, ходами червей и землеро-ев. В среднем за 2000-2005 гг. под озимой пшеницей она составляла 52,5-53,1 %, под кукурузой - 49,650,8 %, под люцерной - 48,5-50,2 %.
Удельную массу твердой фазы почвы определяли пикнометричес-ким методом. Она зависела, прежде всего, от минералогического состава почвы и содержания в ней органического вещества и изменялась от 2,57-2,58 г/см3 в пахотном горизонте до 2,60-2,63 г/см3 в нижележащих слоях (см. табл. 1).
В свою очередь, метеорологические условия вегетационного периода, определяя режим орошения возделываемой культуры, оказывали влияние на плотность сложения почвы. так, благоприятные погодные условия в 2002 г. (ГТК 1,28) позволили обойтись без вегетационных поливов подсолнечника, и плотность сложения почвы ко времени созре-
вания культуры составила 1,21-1,23 г/см3. В засушливом 2003 г. (ГтК 0,88) после вегетационного полива к уборке подсолнечника плотность пахотного слоя была 1,30-1,32 г/см3.
Важные показатели структуры почвы - агрегатный состав и водопроч-ность. Сухой рассев почвы для определения агрегатного состава и отбор фракций почвы для определения водопрочности проводили методом Н.И. Саввинова. Установлено, что содержание агрономически ценных (> 1 мм) агрегатов почвы изменялось в зависимости от возделываемой культуры, глубины слоя и удобрений. Под люцерной 2 г.п. их количество в разных слоях почвы составляло 91,293,8 %, под озимой пшеницей - 86,589,6 %, под кукурузой - 85,3-87,0 %, под подсолнечником - 81,3-88,4 % (НСР05 для культур - 1,0 %) (табл. 2). Изучаемые системы удобрения не изменяли существенно ее агрегатный состав, но увеличивали водопроч-ность структуры чернозема обыкно-
2. Структурно-агрегатный состав чернозема обыкновенного карбонатного под культурами орошаемого севооборота в зависимости от удобрений (в среднем за 2006-2007 гг.)
Вариант Слой почвы, см Содержание агрегатов, мм Сумма частиц > 1 мм Коэффициент водоустойчивости
> 5 5-3 3-1 1-0,25 < 0,25
Озимая пшеница
Без удобрений 0-20 30,9 21,3 35,2 10,8 1,8 87,4 0,73
20-40 35,9 20,1 33,6 8,4 2,0 89,6 0,77
ЫРК 0-20 32,6 23,6 31,8 8,4 3,6 88,0 0,73
20-40 31,5 22,3 33,2 10,6 2,4 87,0 0,79
Навоз,2102 т/га 0-20 32,0 20,1 34,4 11,5 2,0 86,5 0,75
с ЫРК 20-40 28,3 24,6 35,3 9,2 2,6 88,2 0,77
Кукуруза
Без2 удобрений 0-20 36,9 18,0 31,6 9,2 4,3 86,5 0,72
20-40 41,0 18,3 27,7 9,2 3,8 87,0 0,73
ЫРК 0-20 39,8 17,4 29,7 9,8 3,3 86,9 0,72
20-40 39,4 17,5 28,4 11,6 3,1 85,3 0,75
Навоз,2102 т/га 0-20 37,9 18,4 30,6 9,8 3,3 86,9 0,74
с ЫРК 20-40 39,1 17,6 29,0 11,1 3,2 85,7 0,77
Люцерна 2 г.п.
Без2 удобрений 0-20 47,4 17,2 26,7 6,9 1,8 91,3 0,76
20-40 54,4 15,2 21,6 6,3 2,5 91,2 0,76
ЫРК 0-20 50,1 18,0 24,1 6,2 1,6 92,2 0,79
20-40 50,0 16,2 26,5 5,7 1,6 92,7 0,80
Навоз,2102 т/га 0-20 49,0 17,2 27,6 5,0 1,2 93,8 0,82
с ЫРК 20-40 52,5 14,3 25,8 4,9 2,5 92,6 0,81
2S
венного карбонатного и, следовательно, коэффициент водоустойчивости. Заметные улучшения свойств почвы отмечены при использовании навоза совместно с минеральными удобрениями, особенно при возделывании люцерны. Агрегаты почвы после люцерны 2 г. п. отличались большей устойчивостью против размывающего действия воды, чем почва после озимой пшеницы, кукурузы и подсолнечника.
Систематическое удобрение возделываемых культур улучшило пищевой режим почвы, повысило ее обеспеченность подвижным фосфором, обменным калием и нитратным азотом по профилю 0-60 см. В пахотном слое неудобренной почвы содержание нитратного азота уменьшилось на 1S,6-22,7 %, подвижного фосфора - на 6,S-24,6 % и обменного калия - на 1,6-6,8 %.
Использование различных систем удобрения повлияло на содержание гумуса в пахотном слое почвы. Так, с 1979 по 200S гг. в варианте без удобрений количество гумуса уменьшилось с 3,33 до 2,68 %, т. е. на 19,S %. При внесении рекомендованной нормы NPK потери гумуса составили 11,0 %, при нормах 1/2 и 1/3 NPK - соответственно 13,2 и 14,9 %. Применение всех видов органических удобрений без минеральных снизило потери и способствовало сохранению содержания гумуса на уровне исходной величины с тенденцией к уменьшению при внесении 10 т/га навоза на 1,S %, использовании сидератов - на 3,7 %, соломы -на 3,9 % [3].
Внесение рекомендуемых норм минеральных удобрений на фоне сидератов, соломы и навоза обеспечило положительный баланс гумуса и достоверно увеличило его содержание на S,1-9,6 %. За те же годы наибольшее накопление органического вещества в почве дало сочетание навоза с соломой, сидератами и минеральными удобрениями: увеличение составило 14,4 %, тогда как без минеральных удобрений - 4,8 %.
На основе результатов исследований можно утверждать, что систематическое применение рекомендует- мых норм минеральных удобрений 8 под возделываемые культуры в со-(о четании с органическими удобрени-z ями - навозом, сидератами, соломой ф и листостебельной массой кукурузы q - обеспечивает в орошаемых усло-
4 виях воспроизводство плодородия
5 чернозема обыкновенного карбонат-§ ного и стабильные высокую урожай-п
26
ность и качество культур десятиполь-ного зернотравянопропашного севооборота. Применение рациональных норм минеральных удобрений (1/2 и 1/3 от рекомендуемой нормы) в комплексе с органическими удобрениями сохраняет плодородие почвы, о чем свидетельствует улучшение ее агрофизических и агрохимических показателей.
Литература
1. Керефов К.Н., Фиапшев Б.Х. Почвы степной зоны Кабардино-Балкарской АССР. - Нальчик, 1966. - С. 36-57.
2. Бесланеев С.М., Хамуков В.Б. Совершенствование агрохимической службы в Кабардино-Балкарии. - Нальчик, 2008. - С. 49-47.
3. Лифаненкова Т.П., Бижоев Р.В. Биологические приемы воспроизводства плодородия орошаемого чернозема степной зоны Центрального Предкавказья/ Состояние и перспективы агрохимических исследований в Географической сети опытов с удобрениями: матер. междунар. научно-метод. конфер. учреждений Геосети России и стран СНГ (10-11 июня 2010 г.). - Москва, 2010. - С. 99-102.
Статья поступила в редакцию 10.06.2012
Characteristics of irrigated carbonate common chernozem soil while biologization of fertility reproduction devices
T.P. Lifanenkova, R.V. Bizhoev
There has been carried out the analysis of principle indicators changes applied to carbonate common chernozem soil, irrigated for cultures of grain-grass-tilled crop rotation depending on biologization of fertility reproduction devices. The results are drawn from many-years' experiments.
Keywords: organic fertilizers, siderates, straw, unit-type composition, soil density.
УДК 633.31 /.37:S76.8.09S.38
Повышение продуктивности зернобобовых культур при их взаимодействии с полезной ризосферной микрофлорой
Н.В. ПАРАХИН, академик РАСХН С.Н. ПЕТРОВА, доктор сельскохозяйственных наук Ю.В. КУЗМИЧЕВА, кандидат сельскохозяйственных наук Ю.В. МОИСЕЕНКО Орловский государственный аграрный университет E-mail: pnv@orei. ru
Дана оценка хозяйственной эффективности создания растительно-микробных симбиозов в посевах зернобобовых культур. Выявлены наиболее эффективные группы полезной ризосферной микрофлоры для сои, люпина узколистного и гороха посевного.
Ключевые слова: зернобобовые культуры, растительно-микробные системы, продуктивность, белок.
Зернобобовые культуры, благодаря уникальной способности фиксировать азот атмосферы в симбиозе с клубеньковыми бактериями, играют особую роль в земледелии и растениеводстве [1-3]. Однако бактерии рода Rhizobium - не единственные колонизаторы корней растений. Бобовые вступают во взаимодействия с различными группами полезных ризосферных микроорганизмов (ризобии, бациллы, псевдомонады, микоризные грибы), образуя так называемый би- и мультипартитный симбиоз. Благодаря достижениям науки сельское хозяйство получило препараты микробного происхождения, позволяющие не только повышать урожайность бобовых культур, но и получать высококачественную экологически безопасную продукцию с минимальными экономическими затратами.
Целью наших исследований стало выявление наиболее эффективной группы симбиотических микроорганизмов для определенного вида зернобобовых культур. Эксперименты
