CC BY
25УРОЖАЙНОСТЬ КУЛЬТУР И ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ В ЗАВИСИМОСТИ
ОТ ЕЁ ОБРАБОТКИ И УДОБРЕНИЯ
Н.С. Матюк, В.Д. Полин, Е.Д. Абражкина, РГАУ-МСХА, В.А. Шевченко, Осама Зоде, МГАУ
Статья посвящается 80-летию со дня рождения чл.-корр. ВАСХНИЛБ.А. Доспехова
Проблема сохранения плодородия дерново-подзолистых почв при снижении уровня обеспечения сельскохозяйственного производства удобрениями частично решается при замедлении темпов минерализации растительных остатков и побочной продукции, оставляемой на полях после уборки полевых культур за счет применения ресурсосберегающих систем обработки почвы [1-3].
Исследования по изучению отдельных звеньев адаптивно-ландшафтных систем земледелия на агрохимические свойства дерново-подзолистых среднесуглинистых почв при возделывании полевых культур в зернопропашном севообороте проводили в 1999-2004 гг. на опытном поле РГАУ - МСХА в Московской области. Почва опытного участка - дерново-подзолистая среднесуглинистая. Известкование проводили в 1969 и 1986 гг. по полной гидролитической кислотности, после чего рН составлял 6,2-6,6. По степени окультуренности почва относится к группе освоенных дерново-подзолистых почв. Трехфакторный полевой стационарный опыт заложен в 1969 г. методом расщепленных делянок при рендоминизиро-ванном размещении вариантов в трехкратной повторности. Культуры зернопропашного севооборота чередовали во времени: горохо-овсяная смесь (1999 г.), озимая пшеница (2000 г.), ячмень (2001 г.), картофель (2002 г.), ячмень (2003 г.), овес (2004 г.). Системы обработки почвы разной степени интенсивности (отвальная на глубину 20-22см, минимальная ресурсосберегающая, интенсивная глубокая) проводили на семи фонах удобрения: 1) без удобрений; 2) МРК (ежегодно в среднем за 6 лет К60 Р60 К60); 3) 2МРК (ежегодно в среднем за 6 лет N[25 Р65 К110); 4) 2МРК+ солома (с) (ежегодно в среднем за 6 лет Р65 К110+ 5,2 т/га соломы); 5) 2ОТК+ навоз (н) (ежегодно в среднем за 6 лет Р65 К110+ 15 т/га навоза); 7) контроль по РК (ежегодно ^25, без РК).
Наши исследования показали, что существенное влияние на содержание гумуса и элементов питания оказывает способ и глубина заделки органических и минеральных удобрений, определяющие их позиционную доступность. При вспашке внесенные на поверхность удобрения относительно равномерно распределяются в пахотном слое. Увеличение глубины вспашки до 28-30 см сопровождается смещением их основного количества (около 50%) в нижнюю часть пахотного слоя. Мелкие и поверхностные обработки без оборота или с час-
38
тичным оборачиванием пласта приводили к аккумуляции удобрений (более 90%) в слое 0-12 см. Наиболее равномерно они распределились при использовании для обработки орудий роторного типа. При двух- и трехъярусной обработке более 50% удобрений заделывалось в слой 20-40 см и лишь 510% - в слой 0-10 см. Все это оказало заметное влияние на накопление гумуса и элементов питания, а также их распределение по слоям корнеобитаемой зоны (табл. 1).
1. Содержание гумуса (т/га) в 0-30 см слое почвы в 2004 г. по
сравнению с исходным при разных системах обработки почвы и
удобрений в среднем за год (С-солома, Н-навоз)
Система т,
Исходное
1969 г.
Б/у
2NPK
2NPK+C 2NPK+H
обработки
почвы Отвальная Минимальная Интенсивная
Внесение удобрений при разной глубине и способах их заделки обусловило различные темпы гумусонакопления в зер-нопропашном севообороте. Наиболее высокие темпы этого процесса наблюдались при минимальной обработке, что связано со снижением скорости минерализации растительных остатков, соломы и навоза по сравнению со вспашкой. При глубокой обработке вовлекаются в пахотный слой обедненные подпахотные горизонты (А2В).
Способы и глубина обработки определяли не только общие запасы гумуса в верхней части профиля почвы, но и его распределение по горизонтам корнеобитаемого слоя (табл.2). Наиболее высокое содержание гумуса в слое 0-10 см в среднем по всем системам удобрений отмечено при минимальной обработке.
Важным показателем окультуренности дерново-подзолистой почвы является уровень обеспеченности ее подвижными фосфатами и обменным калием. Применение в течение 35 лет разных по способу, интенсивности и глубине систем обработки в сочетании с разными формами и дозами минеральных и органических удобрений привело к дифференциации слоя почвы 0-30 см по этим показателям.
Заделка минеральных и органических удобрениями в слой 0-12 см дисковыми орудиями с последующим предпосевным
Плодородие №1*2008
фрезерованием на глубину 6-8 см привело за 35 лет к увеличению содержания подвижного фосфора в слое 0-10см за ротацию севооборота в 1,8 раза по сравнению с контролем. Однако в 20-30см слое при минимальной обработке содержание фосфора меньше, чем при отвальной обработке (табл. 3).
2.Влияние обработки и удобрений на содержание гумуса (%)
Система обра- Слой По
ботки почвы почвы Б/у 2NPK 2NPK+C 2NPK+H обработке
1 1,56 1,85 2,03 2,21 1,91
Отвальная, 2 1,35 1,69 1,97 1,96 1,74
контроль 3 1,03 1,18 1,23 1,21 1,16
4 1,31 1,57 1,74 1,79 1,60
Минимальная, 1 1,87 1,84 2,06 3,04 2,15
2 1,47 1,60 2,10 2,76 1,98
ресурсосбере-
3 1,04 1,27 1,04 1,21 1,14
гающая 4 1,46 1,57 1,73 2,33 1,76
1 1,73 2,01 2,04 2,08 1,96
Интенсивная, 2 1,43 1,94 2,10 2,04 1,88
глубокая 3 1,38 1,75 1,85 1,72 1,68
4 1,51 1,90 2,00 1,95 1,84
1 1,72 1,83 2,04 2,44 -
В среднем 2 1,42 1,74 2,05 2,25 -
по удобрениям 3 1,15 1,40 1,37 1,38 -
4 1,43 1,66 1,82 2,02 -
При ежегодной вспашке на глубину 20-22 см и при сочетании периодической (2 раза за ротацию) трехъярусной вспашки на глубину 38-40 см с дискованием распределение подвижного фосфора по частям корнеобитаемого слоя было более выровненным. Преимущество в накоплении Р2О5 остается за минимальной обработкой и внесением минеральных удобрений в сочетании с навозом. При запашке соломы наиболее эффективной была ежегодная вспашка. В среднем по всем системам обработки при внесении минеральных удобрений за 35-лет содержание подвижного Р2О5 в дерново-подзолистой почве увеличилось в 6,6 раза, при сочетании с соломой - в 7,8 раза, а с навозом - в 9,0 раз.
3. Содержание Р2О5, мг/кг, в дерново-подзолистой почве при разных системах ее обработки и удобрения в среднем за ротацию севооборота в 1999-2004гг. по слоям почвы (1-0-10, 2-10-20, 3-20-30
см)
I \ и АЛп-
Система обработки почвы
Отвальная, контроль
Минимальная
Интенсивная, глубокая
В среднем
За ротацию севооборота (1999-2004 гг.) в вариантах без удобрений запасы подвижного фосфора к концу ротации снизились при всех изучаемых системах обработки, а при внесении удобрений возросли (табл. 4).
Культуры зернопропашного севооборота положительно отзываются на внесение калийных удобрений, несмотря на высокое содержание калия в почве. Это связано с тем, что основным источником калия для растений является обменный, или поглощенный. На неудобренной почве содержание обменного калия уменьшалось в среднем за ротацию на 32-39%, при внесении минеральных удобрений его содержание увеличивалось (табл. 5).
Обработка почвы разной степени интенсивности в вари-
Слой Ис- В
почвы ходное 1969 Б/у 2NPK 2NPK +C 2NPK +H среднем по обр-ке
1 28 43 190 220 269 180
2 26 37 194 240 289 190
3 24 38 167 200 270 169
1 30 60 362 390 460 318
2 27 46 172 190 212 155
3 30 52 86 96 106 85
1 34 53 227 250 290 205
2 32 44 154 180 213 148
3 31 41 135 170 205 138
1 31 52 260 287 340
2 28 42 173 203 238
3 28 44 129 155 194
Плодородие №1*2008
антах без удобрений не влияет на его накопление (табл. 6).
4. Содержание подвижного фосфора (мг/кг) под культурами зернопропашного севооборота в 0-30 см слое почвы при разных системах обработки (1-отвальная, 2-минимальная, 3-интенсивная) и удобрений за годы исследований
Система обработки почвы 1969 1999 2000 2001 2002 2003 2004
Исход- Од- Оз. Яч- Кар- Яч- Овес
ное нол.тр авы пшеница мень тофель мень
Без удобрений
1 26 31 31 69 44 31 30
2 29 50 53 75 55 41 43
3 32 47 35 65 43 34 35
2NPK
1 26 133 180 235 203 158 195
2 29 163 184 250 260 203 181
3 32 142 135 212 184 169 219
2NPK+солома
1 26 183 222 254 261 201 242
2 29 185 173 273 288 202 202
3 32 172 162 264 299 149 193
2NPK+HaB03
1 26 205 255 316 264 216 278
2 29 245 253 351 422 291 234
3 32 212 184 263 234 176 243
5. Содержание К2О (мг/кг) по слоям (1-0-10, 2-10-20, 3-20-30 см) дерново-подзолистой почвы при разных системах обработки и удобрений в среднем за ротацию 1999-2004 гг.
Система Слой Исход- Б/у 2№К 2ОТК+С 2ОТК+ В сред.
обработки почвы почвы ное, 1969 г. H по обр-ке
Отвальная, 1 105 59 193 265 259 220
контроль 2 95 63 196 270 280 226
3 95 60 184 210 228 194
Минималь- 1 103 74 298 520 542 384
ная 2 83 46 128 229 259 186
3 83 43 67 105 96 98
Интенсив- 1 98 66 224 259 266 228
ная, глубо- 2 94 64 159 183 206 176
кая 3 96 66 148 155 184 162
В среднем 1 102 66 238 348 356
по удобре- 2 91 58 161 227 248
ниям 3 91 56 133 157 169
6. Динамика содержания обменного калия (мг/кг) под культурами
зернопропашного севооборота в 0-30 см слое почвы при разных системах обработки (1-отвальная, 2-минимальная, 3-интенсивная) и удобрений за годы исследований
Ис- 1999 2000 2001 2002 2003 2004 ход- Однол. Оз. Яч- Кар- Яч- Овес ное, травы пше- мень тофель мень 1969г ница
Без удобрений
Система обработки почвы
90 96
90 96
90 96
90 96
56 55
47 44
60 53 2NPK
164 176
137 159
115 155 2№К+солома
222 241 215
198 225
185 188 2NPK+HaB03
265 239
264 217
186 197
62 57 66
172 143 136
249 180
257 260 190
71 75 73
243 216 200
296 341 281
329 394 305
92 59 87
232 215 281
308 273 265
337 305 334
48 45 50
158 118 146
178 188 170
229 181 204
При внесении удобрений содержание калия в почве увеличивалось, особенно при интенсивной обработке. Способы, глубина и периодичность различных приемов основной обработки оказали регулирующее воздействие не только на содержание обменного калия в корнеобитаемом слое, но и его распределение по слоям почвы.
39
Так, системы отвальной и интенсивной глубокой обработки обуславливали гомогенное распределение калия по пахотному слою, а минимальные привели к разной степени дифференциации по этому показателю.
Таким образом, применение в течение 35 лет разных систем механической обработки почвы и удобрений при периодическом известковании повышало уровень потенциального и эффективного плодородия дерново-подзолистой среднесуг-линистой почвы.
Литература
1. Алметов С.Н., Виноградов С.И. Эффективность различных способов обработки почвы на посевах зерновых культур.// Бюл. ВНИИ удобр. и агропочвовед. - 2001, №»115, с. 113. 2. Кулаковская Т.Н. Проблемы расширенного воспроизводства плодородия почв в условиях возрастающей интенсификации сельского хозяйства.// Вестник с.-х. науки. -1982. -№9, с.33-44. 3. Слесарев В.Н. Влияние сложения пахотного слоя на его плодородие и урожайность в зернопропашном севообороте.// Пути повышения урожайности зерновых культур в Западной Сибири. Омск, 1984, с.9-13.
40
Плодородие №1*2008
