CC BY
42
ВЛИЯНИЕ СЕВООБОРОТОВ НА ФОСФОРНЫЙ РЕЖИМ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЫ ЗАУРАЛЬЯ
А. Н. МОИСЕЕВ, соискатель, Д. И. ЕРЁМИН,
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, 625003, г. Тюмень, ул. Республики, д. 7; Тюменская государственная сельскохозяйственная академия e-mail: [email protected]
Положительная рецензия представлена Л. Н. Скипиным, доктором сельскохозяйственных наук, профессором кафедры экологии Тюменского государственного архитектурно-строительного университета.
Черноземы, являясь самыми плодородными почвами, все же имеют недостатки, которые влияют на урожайность сельскохозяйственных культур. К ним относится низкая обеспеченность доступным для растений фосфором, что является генетической особенностью темноцветных почв Западной Сибири [1, 2]. Черноземы, сосредоточенные в лесостепной зоне Тюменской области, используются в пашне длительный период и подвергались неоднократному фосфоритованию в 60-е гг. прошлого столетия, что привело к существенному улучшению фосфорного режима [3]. В настоящее время урожай формируется за счет внесенной ранее фосфоритной муки и естественных запасов фосфора в почве. Причиной этого является неоправданно высокая рыночная стоимость фосфорных удобрений, совершенно неприемлемая для сельскохозяйственного товаропроизводителя. Длительное использование пашни без компенсационных мер по сохранению почвенного плодородия в условиях нарушения севооборотов приводит к истощению пашни. Научно-обоснованное чередование сельскохозяйственных культур позволяет рационально использовать любые формы фосфатов с различной степенью растворимости и усваиваемости, тем самым стабилизируя фосфорный режим пашни в целом.
Целью наших исследований было изучение фосфорного режима чернозема выщелоченного при использовании распространенных в Тюменской области севооборотов, что в будущем даст возможность повысить их продуктивность без увеличения доз фосфорных удобрений.
Условия проведения и методы исследований. Почва опытного поля — чернозем выщелоченный, маломощный, тяжелосуглинистый с типичными для Западной Сибири признаками и свойствами [4].
В опыте изучались распространенные севообороты в сельскохозяйственной зоне Тюменской области
(табл. 1). Учетная площадь опытного участка 3,92 га (450 х 87 м). Повторность в опыте трехкратная. В севооборотах высевались сорта, зарегистрированные в северной лесостепи Тюменской области с рекомендованными нормами высева для данной зоны.
Система основной обработки почвы в севооборотах дифференцированная, разноглубинная. Технологические операции по посеву, уходу и уборке общепринятые для лесостепной зоны Зауралья. Удобрения вносились из расчета NPK на планируемую урожайность яровой пшеницы 4,0 т/га, под остальные культуры вносились только азотные удобрения из расчета кг действующего вещества на гектар. В опыте использовались аммиачная селитра и аммофос. Образцы отбирались 10 мая и 5 сентября до глубины 30 см с шагом 10 см во всех полевых повторениях в четырехкратной повторности с последующим усреднением по пахотному (0-30 см) горизонту. Подвижный фосфор определялся по Чирикову (ГОСТ 26209-91), запасы рассчитывали с учетом фактической плотности сложения на момент отбора образца.
Результаты исследований.
Содержание подвижного фосфора в пахотном слое (0-30 см) перед началом парования составило 70 мг/кг почвы, что соответствовало 252 кг/га. После завершения парования (5 сентября) они достигли 292 кг/га, что на 16 % выше первоначальных значений (табл. 2). Данное увеличение обусловлено переходом ди- и трифосфатов в более доступные формы и отсутствием растительного компонента, активно потребляющего легкодоступный фосфор из почвы. Несмотря на используемые фосфорные удобрения под яровой пшеницей содержание и соответственно запасы доступных фосфатов в слое 0-30 см чернозема выщелоченного постепенно снижались и по завершению ротации достигли минимальных значений — 230 кг/га, что соответствовало низкой обеспеченности подвижным фосфором. Необходимо отметить, что макси-
Таблица 1 Схема опыта
Севооборот № 1 Севооборот № 2 Севооборот № 3 Севооборот № 4
Зернопаровой Зернотравяной Зернотравяной с занятым паром Травопольный
1. Пар ранний 1. Клевер с донником + однолетние травы 1. Однолетние травы, поукосно озимая рожь 1. Многолетние травы 1 г. п.
2. Пшеница 2. Клевер + донник, поукосно оз. рожь 2. Озимая рожь на зеленую массу 2. Многолетние травы 2 г. п.
3. Пшеница 3. Озимая рожь на зеленую массу 3. Пшеница 3. Многолетние травы 3 г. п.
4. Пшеница 4. Пшеница 4. Пшеница 4. Многолетние травы 4 г. п.
Аграрный вестник Урала № 2 (108), 2013 г. —
_Агрономия
Таблица 2
Запасы подвижного фосфора в слое 0-30 см чернозема выщелоченного по культурам севооборотов, кг/га, 2007-2009 гг.
Культура Дата отбора Изменение за период 10.05 по 05.09 НСР05
10 мая 5 сентября
Зернопаровой Расход за ротацию - 69 кг/га
Пар ранний 252 292 40 22
Пшеница 320 277 -43 30
Пшеница 288 248 -40 29
Пшеница 256 230 -26 26
Зернотравяной Расход за ротацию - 1 кг/га
Клевер с донником + однолетние травы 241 248 7 23
Клевер с донником, поукосно озимая рожь 256 263 7 20
Озимая рожь на зеленую массу 256 277 21 18
Пшеница 288 252 -36 20
Зернотравяной с занятым паром Расход за ротацию - 57 кг/га
Однолетние травы, поукосно озимая рожь 288 288 0 20
Озимая рожь на зеленую массу 295 299 4 24
Пшеница 295 259 -36 22
Пшеница 266 241 -25 22
Травопольный Накопление за ротацию + 36 кг/га
Мн. травы 1 года пользования (г. п.) 270 259 -11 17
Мн. травы 2 г. п. 259 245 -14 17
Мн. травы 3 г. п. 259 302 43 18
Мн. травы 4 г. п. 288 306 18 16
мальное снижение произошло под первой и второй пшеницей после раннего пара — 43 и 40 кг/га соответственно при НСР05 равном 29-30 кг/га. Накопленный в раннем пару подвижный фосфор, как показали наши расчеты, был израсходован уже первой яровой пшеницей, поэтому расход за ротацию складывался из выноса фосфатов второй и третьей культурой зерно-парового севооборота и составил 69 кг/га, что является максимальным среди изучаемых севооборотов.
Перед посевом смеси клевера с донником под покров однолетних трав запасы подвижных фосфатов к 10 мая составили 241 кг/га и за вегетационный период не изменились — в начале сентября они оставались на том же уровне при НСР05 равном 23 кг/га. Отсутствие какого-либо эффекта объясняется активным использованием малорастворимых фосфатов клевером и донником. Необходимо учитывать и способность овса усваивать трифосфаты, являющиеся практически недоступными для остальных зерновых культур [5]. Отсутствие накопления подвижного фосфора за счет высвобождения его из растительных остатков во втором поле зернотравяного севооборота, объясняется потреблением его озимой рожью, посеянной после уборки бобовых трав, которая 80 % необходимого ей фосфора поглощает еще до начала зимовки. Немаловажным фактором является и снижение биологической активности почвы в осенне-ве-сенний период.
После отрастания озимой ржи (третье поле зер-нотравяного севооборота), запасы подвижного фосфора в пахотном слое составили 256 кг/га, что соответствовало средней обеспеченности данным элементом питания. В конце вегетационного периода они достигли 277 кг/га, что на 21 кг больше первоначальных значений (НСР05 = 18 кг). Данное увеличение является результатом высвобождения фосфатов
из органического вещества почвы и отсутствием растительного компонента во второй половине лета.
Перед посевом яровой пшеницы, завершающей зернотравяной севооборот, содержание подвижного фосфора в слое 0-30 см составляло 80 мг/кг почвы. Запасы доступных для растений фосфатов были на уровне 288 кг/га, что соответствовало значениям второй после раннего пара яровой пшенице. По завершении вегетации пшеницы запасы подвижного фосфора уменьшились на 36 кг и достигли 252 кг/га, что привело к полному расходу доступных фосфатов, накопленных в предыдущих полях.
В первом и втором поле зернотравяного с занятым паром севооборота содержание подвижного фосфора соответствовало средней обеспеченности — запасы на уровне 288 и 295 кг/га соответственно. За вегетацию данный показатель не изменился — отклонения были в пределах ошибки опыта (НСР05 = 20-24 кг). Отсутствие увеличения запасов, доступных для растений фосфатов перед посевом яровой пшеницы (третье поле севооборота), указывает на неэффективность выращивания озимой ржи на зеленый корм для стабилизации фосфорного режима чернозема выщелоченного, по сравнению со смесью клевера и донника в сочетании с однолетними травами и озимой рожью.
За вегетацию первой пшеницы зернотравяного с занятым паром севооборота было израсходовано 36 кг подвижного фосфора, запасы которого уменьшились до 259 кг/га. Последующая зимовка не повлияла на фосфорный режим чернозема выщелоченного. Яровая пшеница, завершающая данный севооборот, израсходовала 25 кг фосфатов, при НСР05 равном 22 кг/га. Наличие двух полей с явным расходом подвижного фосфора в сумме 61 кг/га и накопление всего 4 кг во втором поле севооборота привело к дефициту данного элемента в количестве 57 кг/га.
Травопольный севооборот выделяется наличием положительного баланса фосфора. За ротацию было накоплено 36 кг данного элемента питания. Однако детальный анализ по годам показал, что в первые два года использования многолетних трав запасы подвижного фосфора не изменялись — отклонения были в пределах ошибки НСР05 равном 17 кг/га. Накопление произошло только в последующие года, где запасы доступных для растений фосфатов увеличились на 43 и 18 кг/га соответственно. Причем, необходимо отметить тот факт, что именно на третий год пользования многолетние травы накапливают максимальное количество фосфора, содержание которого достигло 84 мг/кг почвы и оставалось на этом уровне до конца ротации севооборота. Учитывая снижение запасов подвижного фосфора в первые годы использования многолетних трав с 270 до 245 кг/га и накопление в последующие года, общий баланс за ротацию составил 36 кг/га.
Выводы.
1. Ранний пар в условиях северной лесостепи позволяет накопить до 40 кг/га доступного для рас-
тений фосфора, что явно недостаточно для стабилизации чернозема выщелоченного. Расход за ротацию зернопарового севооборота составил 59 кг/га при внесении удобрений под яровую пшеницу до 50 кг д. в. фосфора на гектар.
3. Многолетние бобовые травы, используемые в зернотравяном севообороте, формируют урожай за счет естественных запасов фосфора и обеспечивают следующие за ними культуры доступным фосфором.
4. Зернотравяной с занятым паром севооборот, где используется горохо-овсяная смесь характеризуется ухудшением фосфорного режима чернозема выщелоченного. Расход фосфатов за ротацию составил 57 кг/га. Получение урожая 4,0 т/га яровой пшеницы в данном севообороте требует обязательного использования фосфорных удобрений в дозе 50-60 кг д. в./га
5. Улучшение фосфорного режима под многолетними травами происходит только после двух лет их произрастания. Ротация травопольного севооборота обеспечивает положительный баланс фосфора в количестве 36 кг/га.
Литература
1. Каретин Л. Н. Почвы Тюменской области. Новосибирск : Наука, 1990. 285 с.
2. Ерёмин Д. И., Карякина А. Г. Генетические особенности черноземов Тобол-Ишимского междуречья Зауральского плато : сб. науч. тр. Воронеж : ВГУ, 2004. С. 146-151.
3. Ерёмин Д. И., Абрамова С. В. Особенности фосфорного режима выщелоченного чернозема при длительном использовании под пашней : сб. науч. тр. РАСХН, Сиб. отд-ние, ГНУ НИИХ Северного Зауралья СО Россельхозакадемии. Тюмень, 2008. С. 42-46.
4. Ерёмин Д. И., Карякина А. Г. Морфогенетические особенности темноцветных почв восточной окраины зауральской лесостепи : сб. науч. тр. Тюмень : ТГСХА, 2003. С. 28-33.
5. Ермолаев О. Т. Фосфор : трансформация в почве, поглощение растениями. Тюмень : ТГСХА. 2007. 352 с.
