CC BY
21
УДК 631.445.25:633.11(470.32)
ВЛИЯНИЕ МЕЛИОРАТИВНОЙ СМЕСИ НА АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТЕМНО-СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ
НЕДБАЕВ ВН.,
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры почвоведения и общего земледелия имени профессора В.Д. Мухи, ФГБОУ Курская ГСХА.
МАЛЫШЕВА Е.В.,
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры почвоведения и общего земледелия имени профессора В.Д. Мухи, ФГБОУ Курская ГСХА.
БАЛАКИНА ТР.,
аспирант кафедры почвоведения и общего земледелия имени профессора В.Д. Мухи, ФГБОУ Курская ГСХА.
Реферат. Темно-серые лесные почвы активно используемые в интенсивном земледелии генетически имеют повышенную кислотность и низкую степень насыщенности кальцием и магнием. Снижение почвенной кислотности и повышение эффективного плодородия путем химической мелиорации является главным фактором, обеспечивающим эффективность всех технологических приемов возделывания сельскохозяйственных культур и улучшения качества их продукции. В коллоидном комплексе серой лесной почвы не происходит фиксации кальция и магния. Насыщенность пахотного слоя основаниями происходит частично путем миграции этих элементов из материнской породы и внесения известковых соединений в почву. Поэтому в условиях практически полного прекращения известкования почв в земледелии сложился отрицательный баланс кальция и магния, что привело к снижению продуктивности пашни. Интенсификация земледелия с применением высоких доз минеральных удобрений увеличивает кислотность почвенного раствора, и, как следствие, снижается доступность подвижных элементов питания, биологической активности почвы, ухудшаются физико-химические свойства почвы.
Ключевые слова: мелиоративная смесь, дефекат, известкование, урожайность, экономическая эффективность.
EFFECT OF RECLAMATION MIXTURE ON AGROCHEMICAL PROPERTIES OF DARK GRAY FOREST SOIL OF CENTRAL CHERNOZEM REGION AND PRODUCTIVITY OF WINTER WHEAT
NEDBAEV V.N.,
candidate of agricultural Sciences, associate Professor of the Department of soil science and General agriculture named after Professor V. D. Muha Kursk state agricultural Academy
MALYSHEVA E.V.,
candidate of agricultural Sciences, associate Professor of the Department of soil science and General agriculture named after Professor V. D. Muha Kursk state agricultural Academy.
BALAKINA T.R.,
post-graduate student of the Department of soil science and General agriculture named after Professor V. D. Mukha Kursk state agricultural Academy.
Essay. Dark gray forest soils actively used in intensive agriculture genetically have high acidity and low saturation with calcium and magnesium. Reduction of soil acidity and increase of effective fertility by chemical melioration is the main factor providing efficiency of all technological receptions of cultivation of agricultural crops and improvement of quality of their production. In the colloidal complex of gray forest soil, there is no fixation of calcium and magnesium. The saturation of the ara-
ble layer with bases occurs partly by migration of these elements from the parent rock and introduction of calcareous compounds into the soil. Therefore, in the conditions of almost complete cessation of liming of soils in agriculture, a negative balance of calcium and magnesium has developed, which led to a decrease in the productivity of arable land. Intensification of agriculture with the use of high doses of mineral fertilizers increases the acidity of the soil solution and as a consequence decreases the availability of mobile nutrients, biological activity of the soil, deteriorating physical and chemical properties of the soil.
Keywords: reclamation mixture, defecate, liming, productivity, economic efficiency.
Введение. Агрохимическая служба, главной задачей которой являлся мониторинг почв и проведение опытов с различными соотношениями удобрений (ОРСУ) была организована в 1964 г., а через пять лет была разработана программа известкования, позволившая за 20 лет создать положительный баланс кальция в зональных почвах и существенно уменьшить площади сильнокислых почв. За 30 последних лет, со времени закрытия государственной программы известкования в Курской области более половины пахотных угодий (65,4%) перешли в разряд средне- и сильнокислых. Более 500 тыс. га пашни требуют первоочередного известкования, при этом площади кислых почв ежегодно увеличиваются на 1,0-3,0 % [8, 12, 16].
Применение высокоэффективных известь-содержащих отходов промышленности позволяет в среднем на 40 % снизить затраты на химическую мелиорацию. Это обстоятельство заставляет искать дополнительные пути обогащения почв кальцием. Сократить дефицит кальцийсодержащих мелиорантов возможно благодаря использованию нетрадиционных известковых материалов из местных источников, таких как дефекат и фосфоритная мука [1, 4, 13, 14, 15].
Сущность химической мелиорации сводится в основном к нейтрализации почвенной кислотности, что вызывает целый ряд значительных изменений в почве.
Внесение извести, прежде всего, устраняет обменную и значительно снижает гидролитическую кислотность почвы. В настоящее время этот факт неоспоримо установлен и используется в качестве основного диагностического признака при характеристике мелиорирующего действия извести и определении необходимости повторного или поддерживающего известкования.
Академик Д.Н. Прянишников указывал, что «из всех сторон многообразного действия извести на почву наиболее важной является устранение избыточной кислотности, борьба с
которой и является обычно главным поводом к применению известкования» [12].
Замена обменно-поглощенных катионов водорода на катионы кальция в почвенном поглощающем комплексе (ППК) широко известный прием в практике мирового земледелия, и наука постоянно ищет пути его совершенствования и повышения эффективности. [2].
Одним из мелиорантов является дефекат -известьсодержащий отход свеклосахарного производства.
Для получения запланированного урожая озимой пшеницы на уровне 60-70 ц/га необходимо, в первую очередь, разработать состав химического мелиоранта и оптимальную норму органоминеральных удобрений и способов их внесения [8].
Состав химического мелиоранта составляет существенную часть себестоимости всей агротехнологии и как следствие - себестоимости конечной продукции - зерна. Также внесение химических мелиорантов существенно влияет на агрохимическую характеристику почвы и динамику подвижных форм азота, фосфора и калия, характеризующих эффективное плодородие почвы. Очевидно, что состав мелиоративной смеси состоящий из местного сырья позволяет решить эту проблему.
В Курской области в 2019 г. площадь сахарной свеклы составила 120 тыс. га. Восемь сахарных заводов успешно перерабатывают ежегодно до 5 млн. тонн корнеплодов сахарной свеклы. При этом ежегодно на сахарных заводах накапливается до 500 тыс. тонн орга-номинерального фильтрационного осадка -дефеката, из которого нами разработана мелиоративная смесь под озимую пшеницу.
Цель исследований. Изучить эффективность разработанной нами мелиоративной смеси совместно с минеральными и органическими удобрениями на элементы плодородия темно-серой лесной почвы и продуктивность озимой пшеницы.
Задачи исследований:
1. Выявить влияние мелиоративной смеси на агрохимические показатели темно-серой лесной оподзоленной почвы:
- содержание гумуса по генетическим горизонтам
- обменную и гидролитическую кислотности
- степень насыщенности почвы кальцием и магнием
- содержание и динамику доступных питательных веществ в период вегетации озимой пшеницы
2. Установить влияние мелиоративной смеси совместно с органическими, минеральными и органоминеральными удобрениями на урожайность и качество зерна озимой пшеницы.
3. Рассчитать эффективность мелиоративной смеси при возделывании озимой пшеницы на темно-серой лесной оподзоленной почве.
Материал и методика исследования. Исследования проводились в 2019 г. в многолетнем стационарном полевом опыте на темно-серой оподзоленные почве [6]. На опытном участке был выполнен почвенный разрез, морфологическое описание которого приведено ниже.
Строение профиля пахотной темно-серой лесной почвы опытного участка. Растительность на опытном участке отсутствовала в результате вспашки. Рельеф опытного участка равнинный, с присутствием микропонижений. Поверхность представлена слабопологим склоном-2-3о Степень эродированности - слабая.
А1(Н) - 0-25 см; Ап (Нпах)-0-23 см, пахотный, темно-серый со слабым буроватым оттенком, пороховидно-непрочно - зернисто-комковатый, слабо увлажнен, тяжелосуглинистый, присутствие пожнивных остатков, переход резкий по структуре.
А1А2(Не) - 23-29 см, гумусово-элювиальный, подпахотный, темно-серый, со слабым буроватым оттенком, с белесой присыпкой аморфного SiO2, среднеуплотнен, ореховидно-мелкокомковатый, среднесугли-
нистый, встречаются корни растений, слабо-увлажнен, переход постепенный по структуре и окраске.
А2В (ЕГ) - 39-86 см, элювиально-иллювиальный, буровато-серый, ореховато-призматический с обильной белесой присыпкой аморфного SiO2, тяжелосуглинистая, плотнее выше лежащего, наличие кротовины, редко корни растений, переход постепенный по окраске и структуре;
В(1) - 86-130 см, иллювиальный палево-бурый, ореховато-призмовидный, затеки коллоидного железа(Fe2O3) по граням структурных отдельностей, тяжелосуглинистый, свежий, плотный. Переход постепенный по окраске и структуре;
Вс(Р1) - 130-185 см, иллювиированная материнская порода(лессовидный суглинок) с бурыми затеками железа по трещинам, буровато-палевый, призмовидый, уплотнен, слабо-увлажнен, переход постепенный по окраске;
Ск(Рк) 185-205 см глубже, материнская карбонатная почвообразующая порода, светло-палевый лессовидный суглинок.
Характеристика основных физико-химических показателей изучаемой темно-серой лесной почвы до закладки опыта приведена в таблице 1.
Анализ данных свидетельствует о том, что величины обменной и гидролитической кислотности с глубиной уменьшаются, при этом наибольшая кислотность характеризуется для пахотного и подпахотного горизонтов.
Содержание щелочно-гидролизуемого азота вниз по почвенному профилю существенно снижается, за исключением пахотного и подпахотного горизонтов, так как в подпахотном горизонте количество азота больше, чем в пахотном на 2,8 мг/кг почвы.
Содержание подвижного фосфора в пахотном горизонте превышает его количество по сравнению с содержанием в подпахотном на 1,7 мг/100 г почвы. Максимальное содержание фосфора характерно для нижних горизонтов B(I) Ь BC(Pi) почвенного профиля.
Таблица 1 - Агрохимическая характеристика почвенного профиля опытного участка
Горизонт Глубина Гумус рН кс1 Нг Са Mg N /г мг/кг Р2О5 К2О
мг-экв/100 г почвы мг/100 г почвы
А1(Н) 0-23 3,4 4,2 5,37 13,0 4,3 126,0 10,7 9,2
А1А2(НЕ) 23-39 2,8 4,4 4,05 15,0 4,0 128,8 11,0 8,2
А2В(Е1) 39-86 1,7 4,6 2,46 18,5 6,5 67,2 11,5 11,5
В(1) 86-130 1,0 4,5 2,07 20,3 6,3 30,8 12,8 11,8
ВС(Р0 130-185 1,1 4,6 1,82 22,0 6,3 39,2 12,0 11,8
Ск(Рк) 185-205 0,84 7,1 0,23 18,0 4,3 28,0 8,8 9,8
Содержание обменного калия в пахотном горизонте превышало его количество в подпахотном на 1,0 мг/100 г почвы. По профилю, начиная с горизонта А2В(Е1) содержание калия увеличивалось до материнской породы, а в самой породе резко уменьшилось.
Озимая пшеница размещалась в полевом севообороте со следующим чередованием культур: 1. Чёрный пар 2. Озимая пшеница 3. Сахарная свекла 4. Соя 5. Ячмень.
Схема опыта:
1. Контроль
2. Дефекат 5 т/га + сульфат магния 0,1 т/га;
3. Навоз 60 т/га;
4. Ш0Р90К905 Навоз 60 т/га + дефекат 5 т/га + сульфат магния 0,1 т/га;
6. Ш0Р90К90 + дефекат 5 т/га + сульфат магния 0,5 т /га;
7. Навоз 30 т/га Ш5Р45К45 + дефекат 5 т/га +сульфат магния 0,1 т/га.
Объекты исследований. Так как почва опытного участка характеризуется недонасы-щенностью почвенно-поглощающего комплекса кальцием, то необходима его химическая мелиорация, для чего был выбран дефекат Рыльского сахарного завода и сульфат магния Буйского химического завода.
Для проведения химической мелиорации в опыте использовали два химических мелиоранта.
1. Дефекат САСОз+Са(ОН)2 Рыльского сахарного завода трехлетнего хранения. Известь, используемая для очистки свекловично-
го сока, выпадает в виде мельчайшего осадка углекислого кальция. После естественной сушки, при влажности 25-30 %, он превращается в легко рассыпающуюся массу, состоящую из мелких пористых агрегатов. Дефекат, получаемый выводом фильтрационного осадка технологическими водами, содержит в своем составе около 40-80 % карбонатов кальция и магния, 0,2-0,7 % азота, 0,5-0,7 % фосфора, 0,2-0,7 % калия и до 30 % органического вещества. Дефекат является высокоэффективным известковым удобрением.
2. Агрохимический анализ химического мелиоранта показывает, что дефекат представляет собой не только кальцийсодержащее соединение, но и практически органомине-ральное удобрение. В ЦентральноЧерноземной свеклосеющей зоне ежегодно на 16 сахарных заводах накапливается до 50 млн. тонн органоминерального фильтрационного осадка - дефеката. Этого количества достаточно для ежегодного известкования более 1 млн. га пашни.
3. Сульфат магния - М§БО47Н2О - это комплексный вид удобрения, содержащий в себе примерно13 % серы и 17 % магния. Магний является катализатором усвоения фосфора и кальция растениями, тем самым обеспечивая нужный приток полезных веществ ко всем органам. Повышенная кислотность препятствует усвоению магния растениями, поэтому его необходимо вносить совместно с известью.
Предложенная нами новая мелиоративная смесь СаСОЗ + MgSO4 вносилась с учетом уровня гидролитической кислотности и в соотношениях, характерных для серых лесных почв лесостепи (дефекат - 5 т/га + сернокислый магний - 0,5 т/га [3, 9]. Для эффективного использования подвижных питательных элементов на произвесткованной почве в предложенной нами мелиоративной смеси имеется небольшое количество компонента с кислой реакцией среды- сульфат магния.
Результаты исследования. Удобрения в опыте вносили осенью под вспашку вручную, использовали в опыте нитроаммофоску. Уборку урожая проводили сплошным методом вручную со всей учетной делянки. Урожайные данные при 100 % чистоте и 14 % влажности обрабатывались математическим методом дисперсионного анализа. Перед закладкой опыта были отобраны почвенные образцы по вариантам, в которых определялись два вида кислотности (обменная рНКС1 по-тенциометрическим методом и гидролитическая по методу Каппена), степени насыщенности почвы основаниями определяли комплек-сометрическим методом с трилоном Б, гумус по Тюрину [11].
Внесение мелиоративной смеси осенью
2018 г. уже через 8 месяцев снизило показатели гидролитической кислотности до 3,2 мг-экв /100 г почвы, а обменная кислотность увеличилась с 4,2 до 5,4. При внесении извести увеличивается количество микроорганизмов и повышается содержание доступного растениям азота.
Нельзя не отметить факт стабилизирующего влияния на физико-химические показатели почвы навоза на фоне мелиоративной смеси.
Таблица 2
2019 г.
На варианте с совместным действием навоза и мелиоративной смеси почва по кислотности была близкой к нейтральной - рНКС1 равнялась 6,4, Нг - 3,0 мг-экв/100 г почвы, S - 22,3 мг-экв/100 г почвы.
Положительное действие навоза и химических мелиорантов на гумусное состояние почв заключается в том, что кальций предотвращает вымывание гумуса в нижние слои почвы и создает благоприятные условия для разложения растительных остатков и их гумификацию, вследствие этого замедляются процессы минерализации. Происходит объединение частичек почвы в мелкие агрегаты, что улучшает ее агрофизические свойства и структуру.
Действие кальцийсодержащих соединений дефеката многогранно, что приводит к коренному улучшению почв подзолистого типа. Кальций активизирует полезную почвенную микрофлору, способствует образованию и закреплению гумуса в почве, улучшает ее агрофизические свойства, положительно влияет на физиологическое равновесие почвенного раствора и т. д. Высокая степень минерализации органического вещества не снижает скорости и емкости круговорота веществ и энергии в агроценозе [7].
Питательный режим темно-серой лесной почвы изучался в динамике по фазам развития озимой пшеницы. Отбор почвенных проб проводился в фазу кущения, колошения и в полную спелость с глубины 40 см, послойно через 20 см. В отобранных образцах определяли N КИ4+- колориметрическим методом с реактивом Несслера N-NO3-- потенциометрическим методом с помощью ионоселективного электрода, Р^5 и К^- по Чирикову [11].
- Агрохимические показатели темно-серой почвы по вариантам полевого опыта,
Горизонт рН кс1 Нг Са Mg
мг-экв/100 г почвы
1. Контроль (без удобрений) 4,2 5,4 13,0 4,3
2. Дефекат 5 т/га + +MgSO4 0,1 т/га 5,0 3,2 15,8 6,2
3. Навоз 60 т/г 4,8 4,0 13,4 4,5
4. N90P90K90 4,0 4,6 13,2 4,2
5. Навоз 60 т/га дефекат 5 т/га + сульфат магния 0,1 т/га; 6,4 3,2 16,0 6,3
6. №0Р90К90 + дефекат 5 т/га + сульфат магния 0,1 т/га; 5,0 3,4 15,5 6,0
7. Навоз 30 т/га Ш5Р45К45 + дефекат 5 т/га +сульфат магния 0,1 т/га 5,2 3,4 15,8 6,2
Таблица 3 - Динамика минерального азота по фазам развития озимой пшеницы
Варианты опыта Горизонт, см Запасы N-N0^, кг/га Запасы N-N^+4 кг/га Запас N ы N-N0^ Н 4 , кг/га
1* 2 3 1 2 3 1 2 3
1. Контроль (без удобрений) 0-20 5,8 5,0 5,4 6,2 8,3 7,2 12,0 13,3 12,6
20-40 6,0 3,8 5,6 5,7 8,5 7,0 11,7 12,3 12,6
0-40 11,8 8,8 11,0 11,9 16,8 14,2 23,7 25,6 25,2
2. Дефекат 5 т/га + М§Б04 0,1 т/га 0-20 6,2 5,3 6,4 7,4 7,8 7,5 13,6 13,1 13,9
20-40 6,3 4,5 7,0 7,3 7,5 7,0 13,6 12,0 14,0
0-40 12,5 9,8 13,4 14,7 15,3 14,5 27,2 25,1 27,9
3. Навоз 60 т/г 0-20 9,0 7,1 10,0 9,6 8,6 10,3 18,6 15,7 20,3
20-40 9,2 7,2 9,5 9,3 9,0 10,5 18,5 17,2 20,0
0-40 18,2 14,3 19,5 18,9 17,6 20,8 37,1 31,9 40,3
4. Ш0Р90К90 0-20 9,4 8,0 8,7 10,3 10,0 11,2 19,7 18,0 19,9
20-40 9,6 8,2 9,0 10,5 10,2 11,0 20,1 18,4 20,0
0-40 19,0 16,2 17,7 20,8 20,2 22,2 39,8 36,4 39,9
5. Навоз 60 т/га дефекат 5 т/га + М§Б04 0,1 т/га; 0-20 10,2 8,6 10,5 11,8 10,1 12,0 22,0 18,7 22,5
20-40 10,8 9,0 10,3 12,0 10,3 12,6 22,8 19,3 22,9
0-40 21,0 17,6 20,8 23,8 20,4 24,6 44,8 38,0 45 ,4
6. N^9^90+ дефекат 5т/га+ М§Б04 0,1 т/га; 0-20 11,7 9,2 11,2 12,0 9,5 10,4 23,7 18,7 21,6
20-40 10,6 9,3 11,5 10,1 9,2 10,8 20,7 18,5 22,3
0-40 22,3 18,5 22,7 22 ,1 18,7 21 ,2 44,4 37,2 43 ,9
7. Навоз 30 т/га ^5Р45К45 + дефекат 5 т/га + М§Б04 0,1 т/га; 0-20 11,2 9,0 10,5 9,8 9,3 9,2 21,0 18,3 19,7
20-40 10,8 8,7 11,0 10,7 9,0 10,0 21,5 17,7 21,0
0-40 22 ,8 17,7 21 ,5 20,5 18,3 19,2 43 ,3 36,0 40,7
1*- кущение; 2 - колошение; 3 - полная спелость
Азотное питание растений осуществляется аммонийной и нитратной формой, которые в сумме составляет минеральный азот. Как известно, №МН4 + в виде катиона аммония поглощаются ППК и предохраняется от вымывания в глубокие слои почвы. Нитратный азот в виде аниона N-N03- находится в почвенном растворе, легко мигрирует по профилю почвы и может вымываться за пределы почвенного профиля. В этой связи его накопления в почве маловероятно, однако из-за происходящей нитрификации его количество всегда обнаруживается в темно-серой лесной почве. Полученные результаты приведены в таблице 2.
Содержание подвижных форм азота в темно-серой лесной почве довольно нестабильное, оно зависит от характера возделываемых культур, а также от погодных условий вегетационного периода и доз вносимых удобрений. В начале весенней вегетации озимой пшеницы на контрольном варианте в слое почвы 40 см запасы нитратного азота составляли 11,8 кг/га. Внесение мелиоративной смеси снижает кислотность почвы, повышается нитрификационная способность почвы, и запасы нитратного азота повышаются на 0,7 кг/га. Применение под озимую
пшеницу минеральных и органических удобрений в оптимальной рекомендуемой дозе совместно с мелиоративной смесью повышает содержание нитратной формы азота, причем максимальные запасы его отмечаются на варианте с применением навоза и минеральных удобрений. Запасы N-N0;? в слое почвы 40 см составили 22,8 кг/га. К фазе колошения количество нитратного азота резко снизилось - это, вероятно связано с атмосферной и почвенной засухой, о чем свидетельствуют показатели климата за вегетационный период 2019 г., а также значительным потреблением нитратного азота веге-тирующими растениями. Неравномерное потребление растениями нитратного азота уменьшает разницу запасов между удобренными вариантами и контролем. К уборке озимой пшеницы, содержание N-N0? увеличивается, однако тенденция запасов по вариантам остается без изменений до конца вегетации культуры. Таким образом, наличие в почве нитратного азота весьма динамично и зависит не только от величины их накопления, но и от энергии потребления самим растением. Кроме того, нитраты не являются единственным источником азотного питания растения, так как растение использует
как нитратный, так и аммонийный азот. В наших исследованиях, накопление аммонийного азота в почве идёт в течение всего периода вегетации. В фазу кущения запасы №ЫИ4+, в пахотном слое почвы, составили на контроле 23,7 кг/га, при внесении удобрений, запасы повысились до 37,1-44,4 кг/га соответственно. Максимальное количество аммонийного азота озимая пшеница потребляет в фазу колошения на вариантах с химической мелиорацией. К концу вегетации озимой пшеницы запасы аммонийного азота по удобренным вариантам составили до 40,0-45,4 кг/га, причем, по мере потребления растениями аммонийного азота, разница между контролем и удобренными вариантами становится меньше.
Запасы подвижного фосфора на контрольном варианте в период весеннего кущения составляет в пахотном горизонте 107 мг/ 100 г почвы, а в подпахотном 73 мг/ 100 г почвы. Мелиоративная смесь не снижает содержание подвижных фосфатов, а иногда даже превышает его содержание на контроле.
Установлено, что максимальное количество доступных фосфатов по всем вариантам концентрируется в пахотном слое почвы, в подпахотном слое содержание усвояемых фосфатов снижается.
На удобренных вариантах без химической мелиорации содержание подвижного фосфора в фазу кущения в пахотном слое составляет 110-
130 мг/ 100 г почвы. На вариантах с химической мелиорацией содержание его составляет 148156 мг/ 100 г почвы. За период вегетации озимой пшеницы содержание усвояемых фосфатов снижается в связи с потреблением его растениями.
Содержание обменной формы калия, извлекаемой по Чирикову, в фазу весеннего кущения изменялось от 94 мг/кг почвы на контрольном варианте до 132 мг/кг почвы на варианте с внесением 90 кг.д.в. К20.
При внесении минеральных и органических удобрений совместно с дефекатом содержание обменного калия снижалось на 4,0-10, мг/кг почвы по сравнению с совместным применением минеральных и органических удобрений без мелиоранта. Скорее всего, это связано с тем, что при внесении дефеката нарушалось соотношение между калием и кальцием в сторону преобладания последнего, а калий и кальций являются антагонистами, поэтому доступность калия в произвесткованных почвах уменьшалась. К концу вегетации содержание обменного калия, определяемое как по Чирикову, на одних вариантах уменьшалось, а на других - увеличивалось, несмотря на потребление растениями. Это объясняется высокой динамичностью форм калия в почве (переходом необменных форм в обменные) в зависимости от почвенных (к концу вегетации происходило подкисление почвы) и гидротермических условий.
Таблица 4 - Динамика содержания подвижных форм фосфора и обменного калия по фазам развития озимой пшеницы, мг/кг почвы__
Варианты опыта Горизонт, см P2O5
1* 2 3 1 2 3
1.Контроль (без удобрений) 0-20 107 68 82 94 90 87
20-40 73 70 66 90 86 82
2. Дефекат 5 т/га + +MgSO4 0,5 т/га 0-20 105 70 85 90 73 75
20-40 70 72 80 84 80 80
3.Навоз 60 т/г 0-20 130 72 86 112 103 100
20-40 117 70 88 110 110 102
4. Ы90Р90К90 0-20 110 68 92 132 106 94
20-40 100 64 73 110 95 83
5. Навоз 60 т/га дефекат 5 т/га + MgSO4 0,5 т/га; 0-20 150 83 88 100 86 102
20-40 148 80 72
6. Ы90Р90К90 + дефекат 5 т/га + MgSO4 0,5 т/га; 0-20 156 87 102 108 98 100
20-40 120 90 100
7.Навоз 30 т/га Ы45Р45К45 + дефекат 5 т/га + MgSO4 0,5 т/га; 0-20 148 72 90 106 100 102
20-40 135 70 81 96
1* - кущение; 2 - колошение; 3 - полная спелость
Рисунок 2 - Общий вид мелкоделяночного опыта перед уборкой
Таблица 5 - Средний показатель влияния окультуривания на элементы структуры урожая озимой пшеницы, 2019 г.______
Варианты опыта Высота растения, см Кустистость, шт./м Длина колоса, см Количество зерен в колосе, шт. Масса 1000 зерен, гр
1. Контроль (без удобрений) 71,25 440 5,79 23 40,13
2. Дефекат 5 т/га + +MgSÜ4 0,5 т/га 74,38 413 6,33 27 42,17
З.Навоз 60 т/г 92,42 561 6,88 29 46,31
4. N90P90K90 87,54 540 6,88 30 44,67
5. Навоз 60 т/га дефекат 5 т/га + MgSÜ4 0,5 т/га; 86,51 558 7,25 33 44,80
6. N90P90K90 + дефекат 5 т/га + MgSÜ4 0,5 т/га; 83,24 572 6,79 31 43,06
7 .Навоз 30 т/га N45P45K45 + дефекат 5 т/га + MgSO4 0,5 т/га; 84,21 627 6,80 28 45,16
Структура урожая позволяет оценить за счет каких элементов происходит изменение урожайности любой сельскохозяйственной культуры.
В наших опытах анализ структуры урожая озимой пшеницы мы проводили по методике Госсортсети. С этой целью отбирались сноповые образцы в 4-х местах с общей площади 1 кв.м.
В основных образцах определяли следующие элементы: количество продуктивных стеб-
лей, высоту растений, длину колоса, число зерен и массу зерна в колосе, биологический урожай. Данные по структуре урожая приведены в таблице 5.
Как показывают данные таблицы, на контрольном варианте к уборке сформировалось 440 шт. на 1 м2 продуктивных стеблей. Стоит отметить, что на варианте с внесением химического мелиоранта без удобрений количество продуктивных стеблей к уборке сформировалось меньше, чем на контрольном варианте на
27 шт. на 1 м . Максимальное количество продуктивных стеблей - 627 шт. на 1 м2 сформировалось на варианте с органоминеральной системой удобрения и мелиративной смесью.
Анализ остальных показателей структуры урожая убедительно свидетельствуют о том, что на удобренных вариантах они не имеют существенных различий, но значительно выше, чем на контроле.
Эффективность возделывания озимой пшеницы определяется ее урожайностью и качеством зерна. Биологическая урожайность, которая определялась взвешиванием зерна с пробных снопов приведена в таблице 6.
На контрольном варианте, т.е за счет естественного плодородия почвы получена урожайность зерна озимой пшеницы 45,08 ц/га. При-
бавка урожая зерна озимой пшеницы от химической мелиорации составила 3,15 ц/га. Урожайность зерна от совместного действия навоза с мелиоративной смесью составила 85,1 ц/га. На варианте, где мелиоративная смесь внесена с минеральными и органическими удобрениями урожайность также равна 85,1 ц/га, а на варианте, где внесены только минеральные удобрения на фоне химической мелиорации 38,7 ц/га. Одинаковая прибавка в 38,7- 40,0 ц/га на этих вариантах однозначно говорит о равной эффективности этих вариантов. На удобренных вариантах без химической мелиорации урожайность составляет 22,6-23,8 ц/га, что достоверно свидетельствует о высокой эффективности мелиоративной смеси.
Таблица 6 - Влияние окультуривания темно-серой лесной почвы на продуктивность озимой пшеницы, 2019 г.
Варианты опыта Урожайность, ц/га Средняя, Прибавка,
I II III ц/га ц/га
1.Контроль (без удобрений) 43,82 43,53 47,89 45,1
2. Дефекат 5 т/га + +MgSÜ4 0,5 т/га 48,99 49,31 46,39 48,2 3, 1
З.Навоз 60 т/г 66,96 68,87 63,35 66,4 21,3
4. N90P90K90 68,63 66,65 62,82 66,0 20,9
5. Навоз 60 т/га дефекат 5 т/га + MgSÜ4 0,5 т/га; 87,19 85,88 82,13 85,1 40,0
6. N90P90K90 + дефекат 5 т/га + MgSÜ4 0,5 т/га; 84,93 85,61 80,92 83,8 38,7
7.Навоз 30 т/га N45P45K45 + дефекат 5 т/га + MgSO4 0,5 т/га; 88,66 84,47 82,00 85,1 40,0
НСР 05,ц/га 3,8
Таблица 7 - Влияние окультуривания темно-серой лесной почвы на качество зерна озимой пшеницы, 2019 г._
Варианты опыта Содержание клейковины, % Средняя, % Прибавка, %
I II III
1.Контроль (без удобрений) 14,16 18,18 21,99 18,11
2. Дефекат 5 т/га + MgSO4 0,5 т/га 15,60 21,17 23,35 20,04 1,93
3. Навоз 60 т/г 25,37 22,98 23,21 23,85 5,74
4. N90P90K90 25,47 26,44 16,00 22,64 4,53
5. Навоз 60 т/га дефекат 5 т/га + MgSÜ4 0,5 т/га; 23,05 26,34 17,69 22,36 4,25
6. N90P90K90 + дефекат 5 т/га + MgSÜ4 0,5 т/га; 27,00 15,00 25,00 22,33 4,22
7.Навоз 30 т/га N45P45K45 + дефекат 5 т/га + MgSÜ4 0,5 т/га; 26,39 20,11 22,75 23,08 4,97
Таблица 8 - Экономическая эффективность химической мелиорации в посевах озимой пшеницы, 2019 г.______
Варианты опыта Урожайность, ц/га Затраты, тыс. руб Стоимость продукции, тыс. руб Чистый доход, тыс. руб Уровень рентабельности, %
1. Контроль (без удобрений) 45,1 19300 36080 16780 86,9
2.Д ефекат 5 т/га + MgSO4 0,5 т/га 48,2 22500 43380 20880 92,8
3. Навоз 60 т/г 66,4 26800 59760 32960 123,0
4. Ы90Р90К90 66,0 24900 59400 34500 138,5
5. Навоз 60 т/га дефекат 5 т/га + MgSO4 0,5 т/га; 85,1 28800 76590 47790 166,0
6. К90Р90К90 + дефекат 5 т/га + MgSO4 0,5 т/га; 83,8 28100 75420 47320 168,0
7. Навоз 30 т/га Ы45Р45К45 + дефекат 5 т/га + MgSO4 0,5 т/га; 85,1 27350 76590 49240 180,0
Содержание клейковины на контрольном варианте составляет 18,11%. Мелиоративная смесь повышает содержание клейковины в зерне на 1,93 единицы. На удобренных вариантах увеличение содержания клейковины составляет 4,22-5,74 единицы, но существенной разницы по вариантам нет.
Расчеты экономической эффективности показывают, что при затратах на контрольном варианте 19,3 тыс. руб уровень рентабельности составил 86,9 %. Затраты на проведение химической мелиорации разработанной мелиоративной смесью составляют 26 тыс. руб/га. Учитывая действие мелиоративной смеси 8 лет, затраты на 1 год составляют 3200 руб/га, при уровне рентабельности 92,8 %. Рентабельность навоза на фоне мелиоративной смеси составляет 166 %, минеральных удобрений-168% и органоминеральных удобрений - 180,0 %.
Выводы. 1. Лабораторные и полевые исследования показали, что мелиоративная смесь (дефекат + сульфат магния) снижает гидролитическую кислотность до 3,2 мг-экв /100г почвы, а обменная кислотность увеличилась с 4,2 до 5,4. Совместное действие ор-ганоминеральных удобрений и мелиоративной смеси снижает кислотность - рНКС1 равнялась 6,4, Нг - 3,0 мг-экв/100 г почвы, S -22,3мг-экв/100 г почвы.
2. Мелиоративная смесь повышает запасы нитратного азота на 0,7 кг/га. Максимальные запасы его отмечаются на варианте с применением навоза и минеральных удобрений. Запасы N-N03 в слое почвы 40 см составили 22,8 кг/га. К фазе колошения количество нитратного азота резко снизилось - это, вероятно,
связано с атмосферной и почвенной засухой, о чем свидетельствуют показатели климата за вегетационный период 2019 г., а также значительным потреблением нитратного азота веге-тирующими растениями. Неравномерное потребление растениями нитратного азота уменьшает разницу запасов между удобренными вариантами и контролем. К уборке озимой пшеницы, содержание увеличивается, однако тенденция запасов по вариантам остается без изменений до конца вегетации культуры.
3. Накопление аммонийного азота в почве идёт в течение всего периода вегетации. В фазу кущения запасы ^ЫН4+, в пахотном слое почвы, составили на контроле 23,7 кг/га, при внесении удобрений, запасы повысились до 37,1-44,4 кг/га, соответственно. Максимальное количество аммонийного азота озимая пшеница потребляет в фазу колошения на вариантах с химической мелиорацией. К концу вегетации озимой пшеницы запасы аммонийного азота по удобренным вариантам составили до 40,0-45,4 кг/га, причем, по мере потребления растениями аммонийного азота, разница между контролем и удобренными вариантами становится меньше.
4. Внесение мелиоративной смеси снижает гидролитическую кислотность до 3,2 мг-экв /100 г почвы, а обменная кислотность увеличилась с 4,2 до 5,4. Совместное действие навоза и мелиоративной смеси снижает кислотность - рНКС1 равнялась 6,4, Нг - 3,0 мг-экв/100 г почвы, S - 22,3мг-экв/100 г почвы.
5. Максимальное количество доступных фосфатов по всем вариантам концентрируется в пахотном слое почвы. На удобренных ва-
риантах без химической мелиорации содержание подвижного фосфора в фазу кущения в пахотном слое составляет110-130 мг/ 100 г почвы. На вариантах с химической мелиорацией содержание его составляет 148-156 мг/ 100 г почвы. За период вегетации озимой пшеницы содержание усвояемых фосфатов снижается в связи с потреблением его растениями.
6. Содержание обменной формы калия, извлекаемой по Чирикову, в фазу весеннего кущения изменялось от 94 мг/кг почвы на контрольном варианте до 132 мг/кг почвы на варианте с внесением 90 кг.д.в. К20. При внесении минеральных и органических удобрений совместно с дефекатом содержание обменного калия снижалось на 4,0-10 мг/кг почвы по сравнению с совместным применением минеральных и органических удобрений без мелиоранта.
7. На контрольном варианте, т.е за счет естественного плодородия почвы получена
урожайность зерна озимой пшеницы 45,08 ц/га. Прибавка урожая зерна озимой пшеницы от химической мелиорации составила 3,15 ц/га. Урожайность зерна от совместного действия навоза с мелиоративной смесью составила 85,1 ц/га. На варианте, где мелиоративная смесь внесена с минеральными и органическими удобрениями урожайность, также равна 85,1 ц/га, а на варианте, где внесены только минеральные удобрения на фоне химической мелиорации 38,7 ц/га. Одинаковая прибавка в 38,7- 40,0 ц/га на этих вариантах однозначно говорит о равной эффективности этих вариантов. На удобренных вариантах без химической мелиорации урожайность составляет 22,6-23,8 ц/га, что достоверно свидетельствует о высокой эффективности мелиоративной смеси.
8. Рентабельность навоза на фоне мелиоративной смеси составляет 166 %, минеральных удобрений-168% и органоминеральных удобрений - 180,0 %.
Список использованных источников
1. Вопросы повышения эффективности химической мелиорации почв / Н.И. Аканова, О.В. Гладышева, И.А. Шильников, Н.А. Кирпичников // Вестник Адыгейского государственного университета. - 2018. - № 1 (212). - С. 78-84
2. Гедройц К.К. Известкование почвы и отношение между количествами обменного кальция и магния в почве. - М.: ГИЗ с.-х. литературы, 1955. - Т. 3. - С. 457-461.
3. Дефекат - перспективное удобрение мелиорант / В.Д. Муха, И.Я. Пигорев, А.Л. Ачкасов и др. // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2013. - № 3. - С. 47-49.
4. Доклад о состоянии и использовании земель сельскохозяйственного назначения. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2014. - 176 с.
5. Доспехов Б.А. Методика опытного дела. - М.: Колос, 1985. - 351 с.
6. Классификация и диагностика почв России. - 2004.
7. Муха В.Д. Естественно-антропогенная эволюция почв (общие закономерности и зональные особенности). - М.: КолосС, 2004. - 271 с.
8. Эффективность мелиоративной смеси на темно-серой лесной почве юго-западной Лесостепи России / В.Д. Муха, О.Н. Мирошниченко, В.Н. Недбаев, С.И. Худяков // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2014.- № 1. - С. 27-28.
9. Муха В.Д., Недбаев В.Н. Патент на изобретение № 2487106 «Способ химической мелиорации серых лесных почв» от 10.07.2013 г.
10. Недбаев В.Н., Малышева Е.В. Содержание гумуса в темно-серых лесных почвах и его трансформация в агроландшафтах Центрально-Черноземной зоны // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2018. - № 8. - С. 65-70.
11. Недбаев В.Н., Малышева Е.В. Агрохимия. Анализ растений, почв и удобрений.
12. Прянишников Д.Н. Агрохимия: Избр. соч., т. I. - М.: Колос, 1965.
13. Окультуривание зональных почв Черноземья отходами свеклосахарного производства / И.Я. Пигорев, Н.В. Беседин, В.Н. Недбаев, Е.В. Малышева // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2017. - № 1. - С. 27-28.
14. Цуриков А.Т. Дефицит кальция в почвах как лимитирующий фактор получения высоких урожаев в условиях ЦЧЗ // Эффективность применения удобрений и мелиорантов в почвах Центрально-Черноземной зоны. - Воронеж: ВСХИ, 1986. - С. 94-97.
15. Известкование как фактор урожайности и почвенного плодородия: монография / И.А. Шильников, В.Г. Сычёв, Н.А. Зеленов и др. - М.: ВНИИА, 2008. - 331 с.
16. Долгополова Н.В. Биологическая система земледелия и воспроизводство плодородия почвы в лесостепи Центрального Черноземья // Региональный вестник. - 2016. - № 2(3). - С. 2932.
List of sources used
1. Issues of increasing the effectiveness of chemical soil reclamation / N.I. Akanova, O.V. Gladysheva, I.A. Shilnikov, N.A. Kirpichnikov // Bulletin of the Adygea State University. - 2018 .-No. 1 (212). - S. 78-84
2. Gedroits K.K. Liming of the soil and the relationship between the amounts of exchangeable calcium and magnesium in the soil. - M .: GIZ S.-kh. literature, 1955. - T. 3. - S. 457-461.
3. Defecate - a promising fertilizer ameliorant / V.D. Fly, I.Ya. Pigorev, A.L. Achkasov et al. // Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy. - 2013. - No. 3. - S. 47-49.
4. Report on the status and use of agricultural land. - M.: Federal State Institution "Rosinformagroteh", 2014. - 176 p.
5. Armor B.A. The technique of experimental work. - M.: Kolos, 1985. - 351 p.
6. Classification and diagnostics of Russian soils. - 2004.
7. Fly V.D. Naturally-anthropogenic soil evolution (general patterns and zonal features). - M.: KolosS, 2004. - 271 p.
8. The effectiveness of the reclamation mixture on the dark gray forest soil of the southwestern Forest-steppe of Russia / V.D. Fly, O.N. Miroshnichenko, V.N. Nedbaev, S.I. Khudyakov // Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy. - 2014. - No. 1. - S. 27-28.
9. Fly V.D., Nedbaev V.N. Patent for invention No. 2487106 "Method for chemical reclamation of gray forest soils" dated 10.07.2013
10. Nedbaev V.N., Malysheva E.V. Humus content in dark gray forest soils and its transformation in agrolandscapes of the Central Black Earth Zone // Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy. - 2018. - No. 8. - S. 65-70.
11. Nedbaev V.N., Malysheva E.V. Agrochemistry. Analysis of plants, soils and fertilizers.
12. Pryanishnikov D.N. Agricultural chemistry: Fav. Op., vol. I. - M.: Kolos, 1965.
13. Cultivation of zonal soils of the Chernozem region with beet sugar production waste / I.Ya. Pigorev, N.V. Besedin, V.N. Nedbaev, E.V. Malysheva // Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy. - 2017. - No. 1. - S. 27-28.
14. Tsurikov A.T. Calcium deficiency in soils as a limiting factor in obtaining high yields under the conditions of central emergency // The effectiveness of the use of fertilizers and ameliorants in the soils of the Central Black Earth Zone. - Voro-nezh: All-Russian Agricultural Institute, 1986. - S. 9497.
15. Liming as a factor of productivity and soil fertility: monograph / I.A. Shilnikov, V.G. Sychev, N.A. Zelenov et al. - M.: VNIIIA, 2008. - 331 p.
16. Dolgopolova N.V. Biological system of agriculture and reproduction of soil fertility in the forest-steppe of the Central Black Earth Region // Regional Bulletin. - 2016. - No. 2 (3). - S. 29-32.
