CC BY
20
РАБОТЫ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ
УДК 631.86+631.811 DOI: 10.24411/1029-2551-2020-10026
ВЛИЯНИЕ НАВОЗА, СИДЕРАТОВ И БИОДЕСТРУКТОРА НА СОДЕРЖАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ В ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМНОЙ ПОЧВЕ
А.В. Сафонов (научный руководитель - Е.Н. Кузин, д.с.-х.н.) Пензенский государственный аграрный университет, e-mail: av.safonov@list.ru
Проведена сравнительная оценка влияния навоза, сидератов и их сочетаний с биодеструктором стерни на содержание элементов питания в пахотном слое лугово-черноземной почвы. Исследованиями в 2017-2019 гг. установлено, что действие и последействие навоза, сидератов и их комплексное действие и последействие с биодеструктором стерни оказало положительное влияние на содержание щелочногидролизуемого азота, подвижного фосфора и подвижного калия. Сидеральные пары по эффективности влияния на содержание элементов питания незначительно уступали унавоженному пару. Более существенное влияние на изменение содержания элементов питания оказало комплексное действие и последействие навоза, редьки масличной и бобовых сидератов с биодеструктором стерни. Содержание щелочногидролизуемого азота на их фоне увеличивалось по отношению к контролю на 3,8-6,5 мг/кг почвы, подвижного фосфора на 1,8-5,2 мг/кг почвы, подвижного калия на 3,6-7,8 мг/кг почвы. Внесение в почву соломы озимой пшеницы повысило содержание элементов питания в агроценозе кукурузы.
Ключевые слова: лугово-черноземная почва, навоз, сидераты, биодеструктор стерни, щелоч-ногидролизуемый азот, фосфор, калий, озимая пшеница, кукуруза.
INFLUENCE OF MANURE, SIDERATE AND BIODESTRUCTOR ON THE NUTRIENTS CONTENT IN MEADOW-CHERNOZEM SOIL
A.V. Safonov (scientific supervisor - Dr.Sci. E.N. Kuzin)
Penza State Agrarian University, e-mail: av.safonov@list.ru
A comparative assessment of manure, siderates and their combinations with stubble biodestructor influence on the content of nutrients in the arable layer of meadow-chernozem soil is carried out. The authors point out during 2017-2019 that the effect and aftereffect of manure, siderates and their complex effect and aftereffect with stubble biodestructor have positively influenced on the content of alkaline-hydrolyzable nitrogen, mobile phosphorus and mobile potassium. Siderate vapor in terms of influence efficiency on the content of nutrients was slightly inferior to the dunged vapor. A more significant effect on the change in the content of nutrients was exerted by the complex effect and aftereffect of manure, oilseed radishes and bean siderates with stubble biodestructor. The content of alkaline-hydrolyzable nitrogen against their background increased in relation to the control by 3.8-6.5 mg/kg of soil, mobile phosphorus - by 1.8-5.2 mg/kg of soil, mobile potassium - by 3.6-7.8 mg/kg of soil. Adding winter wheat straw to the soil increased the content of nutrients in the maize agrocoenosis.
Keywords: meadow-black earth soil, manure, green manure, stubble biodestructor, alkaline-hydrolyzable nitrogen, phosphorus, potassium, winter wheat, maize.
Отчуждение из почвы определенного количества питательных веществ с урожаем не всегда компенсируется самой почвой. Если не возвращать в почву вынесенное с урожаем количество питательных веществ в виде удобрений, то наступает падение плодородия и снижение продуктивности агроценозов. В отдельных районах нашей страны среднегодовой вынос элементов питания превышает количество вносимых с удобрениями в 17 раз [1]. Улучшению показателей плодородия способствует внесение в почву в качестве источников органического веще-
ства и элементов питания навоза и соломы. Однако в настоящее время их вносят не более 1 т/га севооборотной пашни, при норме на бездефицитный баланс гумуса и элементов питания 9-10 т. Выход из создавшегося положения может обеспечить биологи-зация земледелия, которая предусматривает расширение посевов культур на зеленые удобрения. В сочетании с другими видами удобрений и биопрепаратами зеленые удобрения служат мощным средством повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур [2-11].
Цель исследований - сравнительная оценка влияния навоза, сидератов и их сочетаний с биодеструктором стерни на содержание элементов питания в пахотном слое лугово-черноземной почвы.
Объекты и методы. Исследования проводили в 2017-2019 гг. в паровом звене зернопаропро-пашного севооборота по схеме: 1. Чистый пар + навоз, 8 т/га (контроль); 2. Чистый пар + навоз, 8 т/га + биодеструктор стерни; 3. Редька масличная; 4. Горчица белая; 5. Кормовые бобы; 6. Люпин белый; 7. Редька масличная + биодеструктор стерни; 8. Горчица белая + биодеструктор стерни; 9. Кормовые бобы + биодеструктор стерни; 10. Люпин белый + биодеструктор стерни. Повторность опыта трехкратная, размещение вариантов рандомизированное. Заделку наземной массы сидератов проводили в период цветения. На вариантах с использованием биодеструктора стерни почву, навоз и зеленую массу измельченных сидеральных культур обрабатывали биопрепаратом из расчета 1 л/га. Рабочий раствор препарата готовили непосредственно перед обработкой. В рабочий раствор кроме биодеструктора добавляли аммиачную селитру из расчета 10 кг д.в/га. Норма расхода составляла 300 л/га. В контроле и на вариантах без использования биодеструктора почву обрабатывали раствором аммиачной селитры из расчета 10 кг/га д.в., при норме рабочего раствора 300 л/га.
В опыте использовали биодеструктор стерни (Биокомплекс БТУ), предназначенный для обработки стерни, других послеуборочных остатков и почвы. Состав биодеструктора стерни: грибы и бактерии, ускоряющие разложение пожнивных остатков, антагонисты патогенных микроорганизмов, фосфатомобилизующие почвенные бактерии; природные эндофитные и почвенные азотфикси-рующие бактерии (живые клетки Bacillus subtilis, Azotobacter, Enterobacter, Enterococcus и грибы Trichoderma lignorum, Trichoderma viride), продукты метаболизма - ферменты для разложения лигнина, пектидов и клетчатки, биофунгициды, витамины, фитогормоны, аминокислоты, полисахариды. Общее количество жизнеспособных клеток 2,5 x 109 КОЕ/см3. Производитель ЧП «БТУ-Цент» Украина, свидетельство о государственной регистрации: серия А № 03133, свидетельство о государственной регистрации в РФ № 196-19-72-1.
В 2018 г. после уборки озимой пшеницы измельченная солома была использована в качестве органического удобрения. Для снижения депрессивного действия соломы на последующую культуру в комплексе с соломой были внесены азотные удобрения из расчета 10 кг д.в/т соломы. В опыте возделывали озимую пшеницу Безенчукская 380 и кукурузу на зерно гибрид Ладожский 175 МВ.
Результаты. Азотный фон почв центральной части лесостепного Поволжья сложен и представ-
лен различными по составу и свойствам соединениями. В естественных ценозах он характеризуется высокими запасами общего азота, которые значительно снижаются при распашке и длительном использовании. Исследования показали, что количество щелочногидролизуемого азота в пахотном слое лугово-черноземной почвы зависело от форм органических удобрений и их сочетаний с биодеструктором стерни (табл. 1).
Перед закладкой опыта в 2017 г. содержание щелочногидролизуемого азота в пахотном слое лу-гово-черноземной почвы составляло 91,7-93,0 мг/кг почвы. После уборки озимой пшеницы в 2018 г. оно варьировало по вариантам от 102,6 до 108,8 мг/кг почвы, превышая исходные значения на 10,0 (горчица белая) - 16,9 мг/кг почвы (кормовые бобы + биодеструктор стерни). В почве, где в качестве сидеральных культур использовали редьку масличную и горчицу белую, содержание щелочногидро-лизуемого азота было на уровне контроля. Тенденция по увеличению содержания щелочногидроли-зуемого азота в пахотном слое была отмечена на вариантах с бобовыми сидератами. Содержание щелочногидролизуемого азота на их фоне было выше исходного на 13,1-13,4 мг/кг почвы и выше контроля на 2,1-2,4 мг/кг почвы. Обработка почвы и навоза перед его запашкой биодеструктором стерни увеличивала содержание щелочногидроли-зуемого азота по отношению к исходному на 15,9 мг/кг почвы и по отношению к контролю на 4,9 мг/кг почвы. На вариантах с комплексным использованием сидератов и биодеструктора содержание щелочногидролизуемого азота возрастало по отношению к исходному на 13,2-16,9 мг/кг почвы. Достоверное увеличение содержания щелочногидро-лизуемого азота по отношению к контролю в данном случае обеспечивали редька масличная, кормовые бобы, люпин белый в комплексе с биодеструктором стерни.
После уборки кукурузы в 2019 г. содержание щелочногидролизуемого азота в контроле превышало исходное значение на 13,9 мг/кг почвы. Последействие навоза в комплексе с биодеструктором стерни увеличивало его содержание по отношению к исходному на 20,3 мг/кг почвы, а по отношению к контролю на 6,4 мг/кг почвы. На фоне последействия капустных сидератов оно оставалось на уровне контроля. Бобовые сидераты достоверно повышали содержание щелочногидролизуемого азота по отношению к контролю на 2,8 мг/кг почвы. На фоне комплексного последействия сидера-тов с биодеструктором стерни максимальное содержание щелочногидролизуемого азота было зафиксировано на вариантах с бобовыми сидератами, на фоне их последействия оно превышало исходные значения на 20,2-20,4 мг/кг, а контроль на 6,36,5 мг/кг. Увеличение
2. Содержание подвижного фосфора, мг/кг почвы
1. Содержание щелочногидролизуемого азота, мг/кг почвы
Вариант Исходное Озимая пшеница, 2018 г. Кукуруза, 2019 г.
содержание, азот отклонение азот отклонение
2017 г. от исходного от исходного
Пар чистый
Навоз, 8 т/га (контроль) 92,8 103,8 11,0 106,7 13,9
Навоз, 8 т/га + биодеструктор стерни 91,9 107,8 15,9 112,2 20,3
Пар сидеральный
Редька масличная 93,0 103,9 10,9 106,7 13,7
Горчица белая 92,6 102,6 10,0 105,2 12,6
Кормовые бобы 92,4 105,5 13,1 109,1 16,7
Люпин белый 92,9 106,3 13,4 109,6 16,7
Редька масличная + биодеструктор стерни 93,0 107,8 14,8 112,1 19,1
Горчица белая + биодеструктор стерни 92,0 105,2 13,2 109,5 17,5
Кормовые бобы + биодеструктор стерни 91,7 108,6 16,9 122,1 20,4
Люпин белый + биодеструктор стерни 92,0 108,8 16,8 122,2 20,2
НСР05 2,5 2,1
Вариант Исходное Озимая пшеница, 2018 г. Кукуруза, 2019 г.
содержание, фосфор отклонение фосфор отклонение
2017 г. от исходного от исходного
Пар чистый
Навоз, 8 т/га (контроль) 71,3 82,1 10,8 84,2 12,9
Навоз, 8 т/га + биодеструктор стерни 72,1 86,4 14,3 90,2 18,1
Пар сидеральный
Редька масличная 71,6 80,5 8,9 83,3 11,7
Горчица белая 72,2 80,2 8,0 82,8 10,6
Кормовые бобы 71,8 81,3 9,5 84,2 12,4
Люпин белый 71,5 81,2 9,7 83,8 12,3
Редька масличная + биодеструктор стерни 72,0 84,9 12,6 89,2 17,2
Горчица белая + биодеструктор стерни 71,9 82,9 11,0 87,4 15,5
Кормовые бобы + биодеструктор стерни 72,3 85,3 13,0 90,2 17,9
Люпин белый + биодеструктор стерни 72,4 85,4 13,0 90,2 17,8
НСР05 2,3 2,4
содержания щелочногидролизуемого азота в 2019 г. по отношению к 2018 г. связано с процессами дальнейшего его образования из навоза и органической массы сидератов, а также за счет поступления в почву азота с соломой озимой пшеницы.
Сидеральные культуры способствуют мобилизации из генетических горизонтов почвы фосфора, калия, кальция и других элементов и вовлечение их в биологический круговорот. Бобовые и капустные сидераты, благодаря развитой корневой системе, усваивают элементы питания из труднодоступных соединений и при запашке обогащают пахотный слой подвижными их формами, способствуя обеспечению элементами питания последующие культуры севооборота [9].
После уборки озимой пшеницы в 2018 г., размещенной по унавоженному пару содержание подвижного фосфора было выше исходного значения на 10,8 мг/кг почвы, а после уборки кукурузы в 2019 г. на 12,9 мг/кг почвы. Комплексное действие навоза с биодеструктором стерни повышало содержание подвижного фосфора на 14,3 мг/кг поч-
вы, а их последействие на 18,1 мг/кг почвы. Увеличение по отношению к контролю было достоверным и в 2018 г. составляло 3,5 мг/кг почвы, в 2019 г. - 5,2 мг/кг почвы. На фоне прямого действия и последействия сидеральных культур содержание подвижного фосфора было ниже контроля в 2018 г. на 1,1-2,8 мг/кг почвы, в 2019 г. на 0,5-2,3 мг/кг почвы, причем достоверное снижение по отношению к контроль ному варианту в первом и во втором случае было отмечено на вариантах с горчицей белой. Комплексное последействие сидеральных культур с биодеструктором стерни увеличивало содержание подвижного фосфора по отношению к исходным значениям в 2018 г. на 11,0-13,0 мг/кг почвы, в 2019 г. на 15,5-17,9 мг/кг почвы. Увеличение по отношению к контролю в 2018 г. было недостоверным и варьировало в интервале от 0,2 до 2,2 мг/кг почвы. В 2019 г. комплексное последействие сидератов с биодеструктором стерни достоверно увеличивало содержание подвижного фосфора по отношению к контролю на 2,6-5,0 мг/кг почвы (табл. 2).
3. Содержание подвижного калия, мг/кг почвы
Вариант Исходное содержание, 2017 г. Озимая пшеница, 2018 г. Куку руза, 2019 г.
калий отклонение от исходного калий отклонение от исходного
Пар чистый
Навоз, 8 т/га (контроль) 130,6 140,8 10,2 143,8 13,2
Навоз, 8 т/га + биодеструктор стерни 131,0 145,1 15,1 151,9 20,9
Пар сидеральный
Редька масличная 129,8 138,8 9,0 142,2 12,4
Горчица белая 130,2 138,3 8,1 141,7 11,5
Кормовые бобы 130,8 140,7 9,9 144,1 13,3
Люпин белый 130,0 140,0 10,0 144,4 13,4
Редька масличная + биодеструктор стерни 131,3 143,1 13,8 151,1 19,8
Горчица белая + биодеструктор стерни 130,6 142,6 12,0 149,0 18,4
Кормовые бобы + биодеструктор стерни 130,4 145,0 14,6 151,4 21,0
Люпин белый + биодеструктор стерни 130,4 144,8 14,4 151,3 20,9
НСР05 2,6 2,7
Перед закладкой опыта в 2017 г. содержание подвижного калия в пахотном слое лугово-черноземной почвы изменялось в интервале от 129,8 до 131,3 мг/кг почвы. После уборки озимой пшеницы, размещенной по унавоженному пару (контроль), в 2018 г. содержание подвижного калия составляло 140,8 мг/кг почвы, в 2019 г. после уборки кукурузы 143,8 мг/кг почвы, превышая исходное значение в первом случае на 10,2 мг/кг почвы, во втором на 13,2 мг/кг почвы. Навоз в комплексе с биодеструктором стерни повышал содержание подвижного калия по отношению к исходному в 2018 г. на 15,1 мг/кг почвы, в 2019 г. на 20,9 мг/кг почвы. Увеличение по отношению к контрольному варианту было достоверным и составляло 4,37,7 мг/кг почвы. На фоне действия и последействия капустных и бобовых сидератов содержание подвижного калия после уборки озимой пшеницы и после уборки кукурузы несущественно отличалось от контрольного варианта. Комплексное использование си-дератов с биодеструктором стерни повышало содер-
жание подвижного калия по отношению к исходным значениям после уборки озимой пшеницы на 12,014,6 мг/кг почвы, после уборки кукурузы на 18,4-21,0 мг/кг почвы. Увеличение содержания подвижного калия в пахотном слое лугово-черноземной почвы в 2019 г. по отношению к 2018 г. связано с дополнительным его поступлением за счет соломы озимой пшеницы (табл. 3).
Таким образом, действие и последействие навоза, сидератов и их сочетаний с биодеструктором стерни оказало положительное влияние на содержание в почве щелочногидролизуемого азота, подвижного фосфора и подвижного калия. Сиде-ральные пары по эффективности влияния на содержание элементов питания в лугово-чернозем-ной почве не уступали унавоженному пару. Более существенное влияние на изменение содержания элементов питания оказало комплексное действие и последействие навоза, редьки масличной и бобовых сидератов с биодеструктором стерни.
Литература
1. Арефьев А.Н., Кузина Е.Е., Кузин Е.Н., Власова Т.А., Зуев В.В., Панасов М.Н. Эффективность использования клиноптилолита для повышения плодородия черноземных почв // Аграрный научный журнал, 2017, № 8. - С. 3-7.
2. Арефьев А.Н., Кузин Е.Н., Кузина Е.Е. Влияние осадков сточных вод и их сочетаний с цеолитом на продуктивность сельскохозяйственных культур // Нива Поволжья, 2018, № 1(46). - С. 2-8.
3. Артемьев В.М., Спиридонова Л.А. Баланс питательных веществ в земледелии Волгоградской области // Агрохимический вестник, 2000, № 5. - С. 2-3.
4. Воробейков Г.А., Лебедев В.Н. Продуктивность горчицы белой при инокулировании семян ассоциативными бактериальными штаммами // Кормопроизводство, 2007, № 1. - С. 24-25.
5. Зволинский В.П., Тютюма Н.В. Применение бактериальных удобрений в аридных условиях Северного Прика-спия // Плодородие, 2005, № 6. - С. 18-19.
6. Кузина Е.Е., Арефьев А.Н., Кузин Е.Н. Последействие диатомита и его сочетаний с навозом на плодородие чернозема выщелоченного и урожайность моркови // Нива Поволжья, 2019, № 3(52). - С. 111-116.
7. Куликова А.Х., Яшин Е.А., Яшин А.Е. Влияние соломы и сидерата на баланс элементов питания в черноземе типичном Среднего Поволжья // Вестник УГСХА, 2019, № 2 (46). - С. 79-84.
8. Колсанов Г.В., Куликова А.Х., Хвостов Н.В., Землянов И.Н. Соломистая система удобрений на черноземе лесостепи Поволжья // Вестник УГСХА, 2010, № 1. - С. 26-35.
9. Лебедева Т.Б. Зеленое удобрение в земледелии правобережной лесостепи Среднего Поволжья. - Пенза: РИО ПГСХА, 2007. - 172 с.
10. Лысенко Ю.Н. Новый способ бессменного возделывания картофеля // Картофель и овощи, 2004, № 3. - С. 9-10.
11. Персикова Т.Ф., Сергеева И.И. Применение регуляторов роста и бакпрепаратов на посевах ячменя и гороха // Плодородие, 2006, № 1. - С. 19-20.
