CC BY
51
АКТУАЛЬНАЯ ТЕМА (плодородие черноземов)
УДК 631.8:631.445.4
влияние длительного применения удобрений на физико-химические свойства чернозема выщелоченного
А.Х. Шеуджен, д.с.-х.н., М.А. Осипов, И.А. Лебедовский, к.с.-х.н., С.В. Есипенко
Кубанский государственный аграрный университет, e-mail: ivanagro@mail.ru
Исследования, проведенные по завершении трех ротаций одиннадцатипольного зерно-травяно-пропашного севооборота, показали отсутствие существенного негативного воздействия научно обоснованных систем удобрения сельскохозяйственных культур на физико-химические свойства чернозема выщелоченного Западного Предкавказья.
Ключевые слова: чернозем выщелоченный, физико-химические свойства, минеральные удобрения.
INFLUENCE OF THE PROLONGED APPLICATION OF THE MINERAL FERTILIZERS ON THE PHYSICAL CHEMISTRY PROPERTIES OF THE LEACHED CHERNOZEM A.Kh. Sheudzhen, M.A. Osipov, I.A. Lebedovskiy, S.V. Esipenko
The results of three rotations of grain-grassy-cultivated crop rotation did not determine the negative action of the application of a fertilizer on the physical chemistry properties of the chernozem of lixiviated Western Ciscaucasia.
The keywords: chernozem lixiviated, physical chemistry properties, the mineral fertilizers.
Физико-химические свойства почвы непосредственно действуют на агрохимические показатели и ее биологическую активность, обусловливают характер трансформации и эффективность удобрений, которые, в свою очередь, способствуют изменению ряда физико-химических процессов, происходящих в жидкой и твердой фазах почвы. Эти изменения могут иметь как положительный, так и отрицательный характер. Внесение органических удобрений, как правило, способствует увеличению емкости катионного обмена и суммы поглощенных катионов, снижению обменной и гидролитической кислотностей и возрастанию степени насыщенности почвы основаниями [1].
Применение минеральных удобрений приводит к под-кислению почвы, снижению емкости поглощения и содержания обменных катионов кальция и магния [2]. Это происходит, с одной стороны, из-за поглощения почвой катионов, входящих в состав удобрений и подкисления реакции почвенного раствора в результате вытеснения из поглощающего комплекса почвы ионов водорода и алюминия, с другой - из-за применения физиологических кислых удобрений. Вместе с тем отрицательные последствия применения минеральных удобрений часто переоцениваются. Характер действия минеральных удобрений на физико-химические свойства почвы зависит от при-родно-территориального комплекса, форм и норм вносимых удобрений и длительностью их применения [1].
Цель исследования - выявление изменений физико-химических свойств чернозема выщелоченного Западного Предкавказья за три ротации 11-польного зерно-травяно-пропашного севооборота под воздействием минеральных удобрений.
Исследования проводили на стационарном опыте кафедры агрохимии Кубанского госагроуниверситета, расположенном в учебном хозяйстве «Кубань». Почва опытного участка чернозем выщелоченный слабогу-мусный сверхмощный легкоглинистый на лессовидных тяжелых суглинках. Перед закладкой опыта (1981 г.) пахотный 0-20 см слой почвы характеризовался следующими физико-химическими показателями: рНН2О - 6,8; рНкс1 - 6,6; гидролитическая кислотность (Нг) - 1,73 мг-экв/100 г; сумма поглощенных оснований (8) - 42,5 мг-экв/100 г; емкость катионного обмена (Т) - 43,5 мг-экв/100 г; степень насыщенности почвы основаниями (V) - 96,0% [3, 4].
После завершения трех ротаций севооборота с неудобренных и ежегодно удобряемых вариантах отбирали почвенные образцы с глубины 0-20 и 21 -40 см в трехкратной повторности. Анализы проводили по общепринятым методикам.
Исследования показали, что систематическое внесение минеральных удобрений в севообороте не вызывает существенных изменений в физико-химических свойствах чернозема выщелоченного (таблица).
Влияние минеральных удобрений за три ротации 11-типольного севооборота _ на физико-химические свойства чернозема выщелоченного _
Вариант Слой рН Гидролитическая Поглощенные катионы Емкость катион- Степень насы-
почвы, кислотность (Нг) Са2+ Mg2+ сумма (S) ного обмена(Т) щенности осно-
см Н2О KCl мг-экв/100 г ваниями (V), %
Без удоб- 0-20 6,5 5,8 1,98 30,9 11,8 42,7 44,68 95,6
рений 21-40 6,6 5,9 1,96 31,7 10,2 41,9 43,86 95,5
NPK 0-20 6,3 5,4 2,10 29,6 10,7 40,3 42,40 95,0
21-40 6,4 5,5 2,12 29,8 10,0 39,8 41,92 94,9
Судя по результатам, реакция почвенного раствора чернозема выщелоченного после завершения трех ротаций 11-польного севооборота нейтральная - рНН2О в 0-20 см и 21-40 см слоях почвы равна 6,5 и 6,6; рНкс1 соответственно - 5,8 и 5,9. Применение минеральных удобрений на полях севооборота несколько подкисляет почву. Под их воздействием в 0-20 см слое почвы рНН2О снижается до 6,3, рНкс1 - до 5,4 единиц, в 21-40 см слое соответственно до 6,4 и 5,5 единиц. Подкисление почвы под воздействием минеральных удобрений связано с физиологической кислотностью применяемых под культуры севооборота азотных и калийных удобрений, а также необменным поглощением одновалентных катионов в сочетании с отсутствием условий для вымывания ионов водорода и кислотного остатка.
Сравнивая полученные данные с исходными значениями, следует отметить, что тенденция подкисления почвы имеет место не только под воздействием минеральных удобрений, но даже там, где их не вносили. В данном случае проявляется скрытое действие усиливающегося процесса минерализации гумуса. Высвобождающиеся при этом фульвокислоты имеют явно выраженную повышенную величину кислотности.
Гидролитическая кислотность почвы за три ротации севооборота в сравнении с исходной величиной несколько повысилась. По нашему мнению это произошло из-за выщелачивания почвы в результате значительного потребления кальция культурами севооборота, а также вымывания этого элемента из корнеобитаемого слоя фильтрационными водами в более глубокие горизонты почвы. Длительное применение минеральных удобрений по сравнению с неудобренным вариантом повысило гидролитическую кислотность всего лишь на 0,12 и 0,16 мг-экв/100 г соответственно в 0-20 и 21-40 см слоях почвы.
Произошли незначительные изменения и в почвенном поглощающем комплексе. После третьей ротации севооборота сумма поглощенных катионов в черноземе выщелоченном на неудобренном варианте возросла на 1,2 мг-экв/100 г в 0-20 см слое почвы, по сравнению с исходным значением. Это, по-видимому, связано с образованием коллоидов органической и органо-минеральной природы из поступающих в почву остатков агроценоза. Пахотный слой чернозема выщелоченного, как показали ранее проведенные исследования, обладает способностью удерживать коллоиды за счет содержания большого количества кальция, что препятствует диспергированию и вымыванию [1, 5]. Систематическое применение удобрений обусловило лишь незначительное уменьшение суммы по-
глощенных катионов как в 0-20 см, так и 21-40 см слоях почвы. Это происходит за счет снижения доли ионов кальция и магния в сумме поглощенных катионов. Обращает на себя внимание особенность трансформации этих катионов в пахотном и подпахотном слоях почвы. Содержание магния в 0-20 см слое почвы как в неудобренном, так и удобренном вариантах выше в слое 21 -40 см, кальция, наоборот, в подпахотном слое его количество несколько увеличивается по сравнению с пахотным.
Основная масса остатков агроценоза после уборки урожая культур севооборота остается в верхнем корне-обитаемом слое почвы, а с этим увеличивается и содержание здесь илистой фракции. Характерная особенность этих частиц - наличие большой удельной поверхности, которая определяет в значительной степени емкость ка-тионного обмена. Иначе говоря, в пахотном слое почвы имеет место биологическое накопление входящих в состав удобрений катионов.
За три ротации севооборота емкость катионного обмена в контроле практически не изменилась. На протяжении этого периода она оставалась довольно стабильной. Систематическое применение минеральных удобрений под культуры севооборота не привело к существенному уменьшению емкости катионного обмена в 020 см и в 21-40 см слоях почвы. Степень насыщенности основаниями не подверглась значительным изменениям, хотя наблюдается слабая тенденция ее уменьшения как на неудобренном, так и на систематически удобряемых полях севооборота. Степень насыщенности почвы основаниями на удобряемом варианте несколько ниже аналогичного показателя в контроле.
Таким образом, по завершении трех ротаций один-надцатипольного зерно-травяно-пропашного севооборота следует, что, благодаря высокой буферности чернозема выщелоченного, не наблюдается значительных изменений его физико-химических свойств. Внесение минеральных удобрений в научно-обоснованных нормах не приводит к существенному изменению физико-химических свойств почвы. В данном случае можно лишь констатировать тенденцию уменьшения значения этих показателей. Сложившееся мнение об отрицательных последствиях их применения в отношении физико-химических свойств почв сильно преувеличено. Научно обоснованная система удобрения служит неотъемлемым звеном высокой культуры земледелия и не служит фактором разрушения почв, обратное возможно лишь при бессистемном применении удобрений без учета природно-территориального комплекса.
Литература
1. Жукова Л.М. Влияние систематического применения удобрений на физико-химические свойства различных почв / Влияние длительного применения удобрений на плодородие почвы и продуктивность севооборотов. - М.: Колос, 1980. - С. 41-60.
2. Городний Н.Г. Влияние длительного применения удобрений на агрохимические свойства почвы и урожай культур конопляного севооборота / Влияние длительного применения удобрений на плодородие почвы и продуктивность севооборотов. Вып. 1 - М.: Изд-во МСХ СССР, 1960. - С. 86-125.
3. Будихер Т.Н. Изменение плодородия чернозема выщелоченного под влиянием длительного применения удобрений. Автореф. дисс. к.с.-х.н. - Краснодар, 1996. - 26 с.
4. Столяров А.И., Онищенко Л.М. Плодородие чернозема выщелоченного Кубани и продуктивность сельскохозяйственных культур / Энтузиасты аграрной науки. Тр. КубГАУ, 2003, Вып. 1. - С. 91-106.
5. Шильников И.А., Сычев В.Г., Шеуджен А.Х., Аканова Н.И., Бондарева Т.Н., Кизинек С.В. Потери элементов питания растений в агробиогеохимическом круговороте веществ и способы их минимизации. - М.: ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова, 2012. - 351 с.
