CC BY
50
^***^>—Аграрный вестник Урала №9 (101), 2011 г. —
Агрономия
ВЛИЯНИЕ ПАРОЗАНИМАЮЩИХ КУЛЬТУР, СЕВООБОРОТА И ФОНА ПИТАНИЯ НА БАЛАНС ГУМУСА И ТРАНСФОРМАЦИЮ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЕ ПРЕДУРАЛЬЯ
Л
И. Д. СОСНИНА, 614532, Пермский край,
о Пермский р-он, с. Лобаново,
кандидат сельскохозяйственных наук ул^Культуры, д. 12; старший научный сотрудник, Пермский научно-исследовательский тел. 8 (342) 297-62-40;
институт сельского хозяйства Россельхозакадемии e-mail: pniish@rambler.ru
Положительная рецензия представлена С. Л. Елисеевым, доктором сельскохозяйственных наук, заведующим кафедрой растениеводства Пермской государственной сельскохозяйственной академии.
Основную долю пахотных земель Предуралья составляют дерново-подзолистые почвы, характеризующиеся низким естественным плодородием. Проблема воспроизводства плодородия этих почв в настоящее время является особенно актуальной. При недостатке традиционных органических удобрений пашни (вносится 1—1,5 т/га) для окультуривания данных почв необходимо изыскивать альтернативные малозатратные приемы.
В свое время Д. Н. Прянишников отмечал, что при отсутствии источников пополнения органического вещества или их недостатке необходимо шире использовать биологические возможности возделываемых культур, особенно бобовых, солому и сидераты. Исследования, проведенные в различных регионах страны, подтверждают, что биологизация земледелия является основным приемом повышения урожайности культур, продуктивности пашни, сохранения и воспроизводства плодородия почв [1—5].
Цель и методика исследований.
Цель исследований — изучить влияние парозанимающих культур, севооборота и фона питания на содержание и трансформацию органического вещества, продуктивность дерново-подзолистой почвы в условиях Предуралья.
Исследования проводили в длительном стационарном опыте ГНУ Пермский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии в пяти семипольных севооборотах, различающихся паровыми полями (табл. 1), с чередованием культур: пар — озимая рожь—яровая пшеница + клевер — клевер 1 г. п. — клевер 2 г. п. — ячмень — овес + клевер или донник, в двух шестипольных севооборотах с чередованием культур: пар сидеральный — озимая пшеница — яровая пшеница — вика с овсом на зерно — ячмень — овес и при бессменном посеве ячменя.
В опыте испытывали два фона питания: без удобрений и К60РК60 под зерновые культуры. Органические удобрения (навоз) вносили в чистом пару контрольного севооборота фоном с насыщенностью 6 т/га пашни.
Почва опытного участка дерново-мелкоподзолистая, тяжелосуглинистая, окультуренная рН 5,0—5,3 ед., с со-
держанием гумуса 2 % (по Тюрину), подвижных форм фосфора — 174 мг/кг и обменного калия — 158 мг/кг (по Кирсанову). Баланс гумуса рассчитали по методу Лыкова. Фракционно-групповой состав гумуса определяли по схеме Тюрина в модификации Пономаревой и Плотниковой.
Результаты исследований.
Давно известно, что нарушение закона плодосмена ведет к снижению продуктивности пашни и плодородия почвы. Экспериментальные данные 35-летнего бессменного возделывания ячменя в нашем опыте подтверждают, что длительное возделывание культуры на одном поле не способствует сохранению плодородия почвы. Получен отрицательный баланс гумуса (табл. 1), обусловленный ежегодным поступлением в почву незначительного количества (1,09 т/га) пожнивно-корневых остатков, богатых клетчаткой и бедных азотом, замедляющих минерализацию органического вещества. Содержание гумуса снизилось на 22 % от исходного. При бессменном возделывании ячменя получена самая низкая продуктивность пашни в опыте. Ухудшилось качество гумуса, снизилось содержание гумино-вых кислот и повысилось содержание фульвокислот. Соотношение Сгк : Сфк без внесения удобрений составило 0,69. Тип гумусообразования гуматно-фуль-ватный. Внесение полного минерального удобрения под ячмень способствовало повышению содержания гуминовых кислот, расширив соотношение Сгк : Сфк до 0,79.
Севообороты, различающиеся видами паровых полей, характеризовались различным объемом накопления биомассы, тесно связанной с содержанием гумуса и его качеством. Коэффициент корреляции равен 0,93 на неудобренном фоне и г = 0,85 на фоне КРК.
Севооборот с чистым паром при традиционном способе окультуривания характеризовался наибольшим объемом накопления органического вещества за ротацию, где, согласно балансу гумуса, синтез органического вещества преобладал над его минерализацией. В связи с этим содержание гумуса в пахотном слое почвы увеличилось на 0,36 % к исходному, а продуктивность паш-
Таблица1
Влияние севооборота и минерального питания на накопление органического вещества
и гумуса в пахотном слое почвы
Вариант Продуктивно сть пашни тыс. к. ед./га Поступление органического вещества за ротацию, т Содержание гумуса в пахотном слое почвы, % Баланс гумуса, кг/га в год (+/-)
О NPK О NPK О NPK О NPK
Ячмень, бессменный посев 1,46 3,66 1,09 3,34 1,54 1,69 -373 -53
Чистый пар + навоз 2,68 3,02 40,9 46,6 2,36 2,51 459 522
Занятый пар, клевер 1 г. п. 3,05 3,44 30,8 35,8 2,19 2,61 237 139
Сидеральный пар, клевер 1 г. п. 3,00 3,50 39,1 40,3 2,42 2,52 308 273
Занятый пар, донник 2,89 3,54 30,8 37,2 2,13 2,40 213 345
Сидеральный пар, донник 3,00 3,56 38,7 42,5 2,32 2,39 218 195
Сидеральный пар, овес 2,58 4,02 20,2 26,5 1,80 1,96 -254 -54
Сидеральный пар, узкол. люпин 2,44 3,85 23,6 27,2 1,77 1,89 -168 -31
в
www. m-avu. narod. ru
^****£>~Аграрньш вестник Урала №9 (101), 2011 г.
Агрономия ф
Таблица 2
Влияние вида пара, парозанимающих культур и фона питания на фракционно-групповой состав гумуса
дерново-подзолистой почвы, % углерода к массе почвы
Вариант Фон питания Гуминовые кислоты Фульвокислоты Сгк : Сфк
ГК-1 ГК-2 ГК-3 Сумма 1а 1 2 3 Сумма
Ячмень бессменный, посев О 0,03 0,05 0,05 0,13 0,02 0,01 0,10 0,06 0,19 0,69
№К 0,04 0,06 0,06 0,16 0,02 0,01 0,10 0,07 0,20 0,79
Чистый пар + навоз О 0,10 0,21 0,17 0,49 0,05 0,11 0,10 0,20 0,46 1,06
№К 0,10 0,22 0,20 0,52 0,06 0,12 0,14 0,16 0,48 1,08
Занятый пар клевер, 1 г. п. О 0,09 0,16 0,17 0,42 0,06 0,10 0,10 0,24 0,50 0,84
№К 0,09 0,15 0,18 0,42 0,06 0,09 0,10 0,23 0,48 0,88
Сидеральный пар, клевер 1 г. п. О 0,09 0,15 0,12 0,35 0,06 0,06 0,13 0,15 0,41 0,87
№К 0,09 0,15 0,21 0,45 0,05 0,07 0,12 0,22 0,47 0,95
Сидеральный пар, донник О 0,06 0,16 0,16 0,38 0,07 0,06 0,13 0,18 0,48 0,78
№К 0,09 0,13 0,13 0,34 0,06 0,08 0,14 0,18 0,45 0,77
Сидеральный пар, овес О 0,09 0,09 0,09 0,27 0,05 0,05 0,10 0,20 0,41 0,67
№К 0,06 0,13 0,11 0,31 0,06 0,09 0,09 0,20 0,44 0,71
ни составила 2,68 тыс. к. ед./га. При сочетании внесения органических и минеральных удобрений в севообороте гумусированность почвы повысилась на 0,51 % к исходному, а продуктивность пашни увеличилась на 13 %.
Трансформация органического вещества проходила в направлении повышения качественного состава гумуса. Внесение навоза способствовало повышению содержания углерода гуминовых кислот до 0,49 % к массе почвы, фульвокислот — до 0,45 %. Преобладание гу-миновых кислот над фульвокислотами предопределило тип гумусобразования как фульватно-гуматный с соотношением Сгк : Сфк, равным 1,06 (табл. 2). Внесение органических и минеральных удобрений в севообороте обеспечило накопление гуминовых кислот, расширило соотношение Сгк : Сфк до 1,08, сохранив фульватно-гуматный тип гумусообразования. Улучшение качества гумуса шло за счет накопления гуминовых кислот первой фракции, ценной в агрономическом отношении, которая, аккумулируя в своем составе азот, обеспечивает питание растений и эффективное плодородие. Компоненты второй фракции, тесно связанные с минеральной частью почвы, являются показателями ее потенциального плодородия.
Включение многолетних трав (клевера и донника в занятых или сидеральных парах семипольных севооборотов), увеличивая долю бобовых культур в структуре севооборота, способствовало накоплению органического вещества и питательных веществ в них в количестве, равном севообороту с органической и органоминеральной системой удобрения, обеспечило положительный баланс гумуса, его сохранение и расширенное воспроизводство. Это способствовало повышению продуктивности пашни в сравнении с контрольным севооборотом на 6,7-13,8 % без внесения удобрений и на 13,9-17,9 % по фону КРК. Продуктивность ячменя в севообороте была в 2-2,5 раза выше, чем при бессменном его возделывании.
Трансформация органического веществ растительных остатков с высоким биологическим потенциалом многолетних бобовых культур, как и при внесении навоза, проходила при высоком уровне накопления гу-миновых компонентов и фульвокислот, но с преобладанием последних. Соотношение Сгк : Сфк в севообороте с клеверным занятым паром составило 0,84 без внесения удобрений и 0,88 по фону КРК. Запашка всей биомассы клевера способствовала расширению данного
соотношения, а в сочетании с КРК обеспечивала соотношение, близкое к уравновешенному 0,95. Севооборот с сидеральным донниковым паром способствовал сохранению стабильного уровня содержания гуминовых кислот второй фракции и концентрации фульвокислот, сохраняя тем самым тип гумусообразования гуматно-фульфатный.
В севооборотах с однолетними зернобобовыми культурами, несмотря на запашку викоовсяной смеси и люпина в паровых полях, выявлены потери гумуса, израсходованного на создание урожая. Снижение составило 0,3-0,75 % без внесения минеральных удобрений и 0,20-0,26 % по фону КРК.
Отсутствие многолетних трав в структуре шестипольных севооборотов ухудшило качественный состав гумуса. Уменьшилась концентрация гуминовых кислот, при сохранении содержания фульвокислот, то есть снизилось эффективное плодородие почвы. Это способствовало сужению соотношения Сгк : Сфк до 0,67 без внесения удобрений и до 0,71 по фону КРК. Высокую продуктивность пашни в севооборотах (3,85-4,02 тыс. к. ед./га), как и в бессменном посеве ячменя, обеспечило внесение полного минерального удобрения под зерновые культуры.
Выводы.
1. Бессменный посев ячменя, отсутствие многолетних бобовых культур в структуре шестипольных севооборотов дестабилизирует процесс гумусообразования. Это ведет к снижению параметров эффективного и потенциального плодородия почвы, для обеспечения высокой продуктивности пашни в севообороте требуется внесение минеральных удобрений под культуры в дозах N... Р,ПК,П.
60 30 60
2. Севообороты с органической и органоминеральной системой удобрения, как традиционный и оптимальный способ окультуривания дерново-подзолистых почв Предуралья, обеспечивают не только сохранение, но и воспроизводство гумуса, улучшение его качественного состава в направлении повышения концентрации гуминовых кислот первой и второй фракции и продуктивности пашни до 2,68-3,0 тыс. к. ед./га.
3. Замена чистых паров на занятые и сидеральные (клеверные или донниковые) в семипольных севооборотах, как и органическая и органо-минеральная система питания, способствует повышению эффективного и
потенциального плодородия почвы, обеспечивая продуктивность пашни на уровне 3,05-3,56 тыс. к. ед./га. Литература
1. Бугаевский В. К., Романенко А. А., Кильдюшин В. М., Солдатенко А. Г. Севообороты — основной прием реформирования агроэкосистем // Земледелие. 2005. № 4. С. 4-5.
2. Козлова Л. М., Пожалова Е. Ф. Роль севооборота в сохранении почвенного плодородия при разработке адаптивно-ландшафтных систем земледелия // Сохранение плодородия земель сельскохозяйственного назначения как национального достояния Пермского края : сборник научных статей и передовой опыт сельскохозяйственных предприятий. Пермь : ОТ и ДО, 2008. С. 32-40.
3. Лыков А. М. Органическое вещество пахотных почв Нечерноземья. М., 2004. 635 с.
4. Постников П. А. Севооборот — основа сохранения плодородия // Земледелие. 2002. № 6. 16 с.
5. Прянишников Д. Н. Об удобрении полей и севооборотах. Избранные статьи. М., 1962. 259 с.
www.m-avu.narod.ru 9
