CC BY
53
Н а у ч и о - т е х н и ч е с к и й Н.М. Tiiiiikob,
OIO.L'IcrCHb к а л д| едат сел ь с к о \ о {я i i сп jo л и м \ 11 ау к Вссроссппского нау 1шо-исслело1кпельск'ого
iiiici in у га масличных культур ВНИИ МаСЛИЧНЫХ КУЛЬТУр
20U.V Mi.li]. I (] 2Х)
ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ В ЗЕРНОПРОПАШНОМ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОМ СЕВООБОРОТЕ НА ПЛОДОРОДИЕ ВЫЩЕЛОЧЕННОГО ЧЕРНОЗЕМА И ПРОДУКТИВНОСТЬ ПОДСОЛНЕЧНИКА
УДК 633.N54.78:63 1.5
Многолетние исследования ВНИИМК и других научных организаций страны показали, что в краткосрочных полевых опытах на всех подтипах чернозема оптимальной нормой удобрения является N-ш-боРбо и только па легких по гранулометрическому составу и с низким содержанием калия почвах целесообразно применение К-4М-0П (З.С. Кувнка, 1940; В.К. Иванов, 1947; Б.К. Игнатьев, 1968; Ю.Г. Карцев, 10.Л. Синицын, Б.К. Игнатьев и др., 1975 и др.).
С 1965 г. эффективность применения удобрении под подсолнечник изучалась по ВНИИМКе в зерпопропашпом севообороте с масличными культурами на фоне различного насыщения севооборо та удобрениями (стационарный опыт).
Изучали нормы внесения удобрений под подсолнечник от N10P20 до NonP^oKsn при различном составе удобрения.
Полученные результаты исследований представлены в данной работе. В разное время в исследованиях принимали участие Игнатьев Б.К., Агаркова Н.Т., Лука Iпев А.И., Павленко В.А. и Енкнна О.В.
Известно, что „хтитедыюе применение удобрений оказывает существенное влияние на свойс тва почвы, изменяя в ней содержание общих запасов и подвижных форм питательных веществ (В.Д. Папников, В.Г. Мииеев, 1977).
Эффективность удобрений во многом определяется применяемой системой удобрения в севообороте, учетом их последействия, а правильно учесть суммарный эффект от прямого действия и последействия можно на основании результатов исследований в длительных стационарных опытах.
Азотный режим почвы. Формы азота в выщелоченном черноземе Краснодарского края впервые определил Шмук A.A. (1951). В последующих исследованиях Простакова П.Е. (1964), Редькина Н.Е. (1964), Симакина А.И. (1964), Буряки-ной Р.Ф. (1975) выявлены закономерности содержания и динамики минеральных форм азо та в почвах края в зависимости от влияния разных факторов.
Однако данных об особенностях азотного режима выщелоченного чернозема под посевами подсолнечника при .длительном применении удобрений в севообороте недостаточно. Насыщение севооборота удобрениями неизбежно должно оказать заметное действие на показатели плодородия почвы.
Поэтому в наших исследованиях проведено изучение влияния насыщения севооборота удобрениями на азотный режим почвы в посевах подсолнечника: содержание общего, нитратного и аммонийного азота.
Известно, что основная масса почвенного азота представлена органическими соединениями, образовавшимися в результате разложения в почве растительных и животных органических веществ, и находится в прямой зависимости от содержания в ней гумуса. По данным Симакина А.И. (1969), в верхних горизонтах выщелочен-
43
пых черноземов содержи тся 0,25-0,35 0 о общего азота, а отношение углерода к азо-ту н гумусе равно 9-12. Это, как отмечал Ближний Е.С. (1958), указывает на обеднение ¿потом гумуса выщелоченного чернозема.
Наши исследования показали, что ;гштелыюе применение удобрений в севообороте влияет на содержание и распространение общего азота под подсолнечником по почвенному профилю (табл. 1).
Таблица /. Содержание общего азота в выщелоченном черноземе под подсолнечником
при длительном применении удобрений в севообороте
__*__Краснодар, ВНННМК. 1965-1984 гг.
Внесено с удобрениями за ротацию Слон Содержание общего азота, %
1 к'рную нторую фетыо Всего ча 3 почвы. 1-я 2-я 3-я
(1 905- (1973- (1981- ротации см ротация ротация ротация
1 9(,Х 11.) 1 976 п .) 1984 гг.)
Ьеч удобрении контроль 0-20 0,192 0,203 0,195
2 1 -40 0,188 0,182 0,178
41-60 0.185 0,181 0,160
0-00 0,188 0.189 0,178
ХмРгиКи N | лиРиюКи \46иР420Кби 0-20 не опред. 0.209 0,210
21-40 то же 0,202 0,202
41-60 то же 0,189 0,173
0-60 то же 0,200 0.195
N 20 г/1 а \siHpisnk I м 20 г/га 0-20 0.191 0,207 0,223
21-40 0.186 0.184 0.201
Ч :1НО ¡а + напоча - : 1 -Ы) 0.181 0.168 0,167
N | "иГипКо N ^иРллуК. си и-оо 0,186 0,186 0,197
Х^Р.шКи N 4<)1>1Э40оЬС и N (■>?(.) РыюК 120 N10911?! ГпК.120 0-20 0,202 0,218 0.223
21-40 0,197 0,195 0,184
41-60 0,182 0.181 0,166
0-60 0.194 0,198 0.191
N миРи.Лч7о \'4*м|{>4,>пК N "4и1 "^оК. 0-20 0.205 0,220 0,232
21-40 0,203 0.197 0.192
41-60 0.193 0,190 0.163
0-60 0,200 0.202 0,196
С глубиной количество общего азота снижается. Как показывают данные табл. 1, для увеличения запасов общего азота более благоприятные условия создаются при внесении удобрений. За 8 лет исследований (в среднем по четырем полям с 1965-1968 по 1973-1976 гг.) при внесении за ротацию от ЫчбоР-соКо до Ы-9пРк9пК5-п содержание общего азота в верхнем слое (0-20 см) увеличилось на 150-160 мг на 1 кг почвы. Одновременно отмечено уменьшение его количества в нижних горизонтах почвы (2 1 -60 см).
За период с 1973-1976 по 1981-1984 гг. происходит дальнейшее уменьшение содержания общего азо та в нижних горизонтах почвы, особенно в слое 41-60 см.
В контрольном варианте в слое 41-60 см количество азота уменьшилось на 210 мг/кг почвы, при внесении удобрений — на 150-270 мг/кг.
'За 16 лет в слое 0-20 см содержание общего азота увеличилось при всех нормах внесения удобрений на 210-270 мг/кг почвы, причем при нормах внесения в среднем па I га севооборотной площади от Ы-юР-^Ю до ИюбРпзКв: количество общего азота по всем\ горизонт} изученного профиля почвы (0-60 см) было практически одинаковым и составляло 0,191-0,197 0 о, что па 130-190 мг/кг выше, чем в почве без применения> до б реиий.
Как известно, азотное питание растений осуществляется главным образом в нитратной и аммонийной формах. Показателем наиболее усвояемой формы азота обычно считают нитратную форму. Количество нитратного азота претерпевает в
почве значительные колебания, так как оно зависит от интенсивности протекания многих процессов, связанных с превращением азота: нитрификации, денитрифика-]uni, связывании атмосферного азота, использованием его растениями и микроорганизмами, промыванием по почвенном) профилю, вымыванием за пределы кориеобитаемого слоя почвы и др. Поэтому содержание нитратного азота обычно характеризует запасы усвояемых форм,
В наших опытах содержание нитратного и аммонийного азота весной перед севом подсолнечника изменялось в довольно широких пределах. В табл. 2 приведены данные на примере вариантов без внесения удобрений за все годы исследований и внесении за 16 лет N1090P1170K120, или в среднем на 1 га севооборотной площади N9iP9*Kin, содержания минерального азота.
Таблица 2. Содержание форм минерального азота весной по профилю почвы
в зависимости от удобрения (мг/кг) _______*_Краснодар, ВНИИМК, 1965-1984 гг.
С лон почвы, ем Внесено с удобрениями за 16 лет
Без удобрении — контроль NIÜ9OPipuK.i:i)
N-NO3 N-NH-i всего N-NO3 N-NIÏ4 всего
0-20 6.9 12.8 19.7 14.3 18,9 33,2
21-40 8.6 16.8 25.4 13.8 15,2 29,0
41-60 7.4 15.8 14,5 12,9 27,4
61-80 —т ? / , г 16.7 24.4 18,3 11,4 29,7
81-100 10.6 13.6 24.2 25.8 13,2 39,0
101-120 9,2 12,4 21.6 32,5 15,9 48,4
121-140 8,2 15,3 23.5 21.3 11.0
141-160 6.7 15.3 22.0 20,9 13.8 34,7
161-180 5,8 13,6 19.4 1 1 :>,:> 11,8 25,1
181-200 6.2 10,8 17.0 11,7 10,1 21,8
0-100 8,2 15.1 23,4 17,3 14,3 31,6
101-200 7.2 13.5 20,7 19.9 12,5 32.4
0-200 7.7 14.3 22.0 18.6 13,4 32.0
В контрольном варианте минерального азота больше всего было в горизонте 21-160 см, а при внесении в севообороте удобрений - в горизонте 81-160 см. В первом случае в слое 0-100 см этих форм азота несколько больше (на 11,8-13,9 %), чем в слое 101-200 см. При внесении же удобрений отмечено увеличение в слое 101-200 см нитратного азота на 15.0 % и минерального на 2,5 °п, в го время как аммонийного в первом метре почвенного профиля было больше на 14,4 чем во втором.
В целом при внесении удобрений содержание нитратного азота было выше, чем в контрольном варианте, в горизонте 0-100 см в 2,1 раза, в 101-200 см - в 2,8 раза и во всем слое 0-200 см - в 2,4 раза, а минерального в 1,4; 1,6 и 1,5 раза соответственно. В го же время при внесении удобрений аммонийного азота отмечено меньше, чем в контроле, на 5,6-8,0 %.
Если в контроле аммонийного азота по профилю почвы было в 1,8-1,9 раза больше, чем нитратного, то при внесении удобрений, наоборот, количество нитратной формы азота превышало количество аммонийной формы в 1,2-1,6 раза, за исключением горизонта 0-40 см, где аммонийного азота содержалось больше, чем нитратного, на 10,1-35,0 °о.
Более низкое содержание весной аммонийного азота при внесении удобрений было отмечено под озимой пшеницей, сахарной свеклой, соей, кукурузно-соевой смесью (А.И. Симакин, 1969; В.А. Павленко, О.В. Енкина, Н.М. Тишков, 1982).
Микробиологические исследования покачали, что под влиянием удобрений активизируется микробиологическая деятельность, происходит быстрая нитрификация аммонийного азота, которая не прекращается даже зимой (О.В. Енкина, 1974; В.А. Павленко, О.В. Енкина, Н.М. Тишков, 1982). Часть его фиксируется почвой (до 30 0 о) и является недоступной для растений, а другая часть (до 50 %) может им-мобилнзовыва ться микроорганизмами (А.И. Симакин, 1969; Агрономическая микробиология, 1976).
Полученные данные свидетельствуют, что вносимые в севообороте удобрения способствуют заметному обогащению почвы минеральным азотом. Накопление /ш три того ¿погп к нее не в гор то те почвы 61-160 см свидетельствует, что в осен-ие-знмннй и ранне-весенний периоды нитраты перемещаются в нижнюю часть почвенного профиля, по не вымываются за пределы корнеобитаемого слоя подсолнечника.
В конце вегетации подсолнечника содержание нитратного азота уменьшается как в неудобренной, так и в удобренной почве по всем изученным горизонтам (табл. 3).
'Гаи. ища х Изменения в содержании нитратного азота в почве
под подсолнечником (мг/кг) __Краснодар, ВНИИМК, 1965-1984 гг.
(\ioii почвы, ем Внесено с удобрениями за 16 лет
Без удобрении - кон троль Nl090Pll70Kl20
перед севом при созревании перед севом при созревании
0-20 6.9 5.5 14,3 6.4
21-40 8.6 5,9 13,8 4,6
41-60 7.4 5.4 14,5 3,9
61-80 7.7 4.0 18,3
81-100 10.6 л -л j), j 25.8 6.3
101-120 9.2 2.7 32.5 4.5
121-140 8.2 3.1 21,3 4.0
141-160 6.7 3.1 20,9 5,0
161-180 5.8 ЗЛ 1 ^ ^ 1 6,5
181-200 6.2 2.4 11.7 5.4
0-100 8.2 4.8 17.3 5.3
101-200 7.2 2.9 19,9 5,1
0-200 7.7 3.8 18,6 5,2
За вегетационный период подсолнечника в варианте без применения удобрений содержание нитратного азота к созреванию снизилось в слое 0-100 см на 41,5° о, 15 слое 101 -200 см — на 59,7 0 о, а во всем двухметровом слое — на 50,6 0 о. Наиболее значительное уменьшение количества нитратов произошло в горизонте 61-160 см и составило о т 48,1 до 70,7 %. Отмечено также их относительное накопление в слое 0-60 ем.
При внесении удобрений снижение содержания нитратов к концу вегетации достигло в слое 0-100 см 69,4 °о, в слое 101-200 см - 74,4 °о и в слое 0-200 см -
72,0 V Наименьшее количество нитратов обнаружено в горизонте 41-160 см, где их было всего о т 13,8 до 29,0 ° о от весеннего содержания.
В целом можно констатировать, что при внесении удобрений снижение содержания нитратов было в 1,6-1,9 раза выше, чем в контрольном варианте.
Таким образом, подсолнечник интенсивно потребляет нитратный азот из все-то двухметрового слоя почвы, причем неудобренные растения используют его
относительно больше из слоя 0-100 см, а удобренные - из слоя 101-200 см. Зона максимального потребления нитратов располагается до глубины 160 см.
Фосфорный ре эк: им почвы. В растение фосфор поступает в основном в виде солей ортофосфорной кислоты, обладающих низкой подвижностью в почве. Основное количество этого элемента закрепляется в месте внесения. Благодаря слабой миграции в почве его потери в выщелоченном черноземе практически отсутствуют (П.А. Бузинов, В.П. Суетов, 1966; А.И. Симакин, 1969).
Для характеристики фосфорного режима при длительном применении удобрений в севообороте в почве под подсолнечником определяли содержание общего и подвижного фосфора, а также степень подвижности фосфатов.
Результаты определения количества общего фосфора в слое 0-60 см представлены в табл. 4.
Таблица 4. Влияние длительного применения удобрений в севообороте на содержание
общего фосфора в почве под подсолнечником (%)
_ Краснодар, ВНИИМК, 1965-1984 гг.
Внесено с удобрениями Слон почвы, см
за 16 лег на 1 га севооборотной площади 0-20 21 -40 41-60 0-60
11 сходное содержа! nie (в ср. за 1964-1967 гг.) 0,190 0.184 0,174 0.183
Без удобрении — контроль 0,195 0.183 0,169 0,182
N >9l)P^4l)K(Mt N37P34K4 0.211 0,190 0,178 0,193
20 г/га навоза + N ^2<)P<öoKI:O 1.2 т навоза + NasPjiKs 0.216 0.201 0.177 0,198
N !ö9üPiruKi:o N6sP~3Ks 0,216 0.200 0,188 0,201
N i::i)Pi38oK.98o Ыт9Р$бКб! 0,219 0.194 0.182 0,198
За 16 лет даже в контрольном варианте содержание общего фосфора в изучаемом слое почвы практически не изменилось. В то же время от применения разных норм удобрений количество общего фосфора увеличилось в пахотном слое на 210-290 мг/кг почвы, в слое 21-40 см — на 100-170 мг, в слое 41-60 см - на 40-140 мг и во всем слое 0-60 см — на 100-170 мг/кг почвы.
Длительное применение удобрений (16 лет) способствовало накоплению в почве подвижных фосфатов (по Чирикову) под подсолнечником. В табл. 5 представлены полученные данные.
«г
Таи.иша г>. Содержание подвижных фосфатов в почве под подсолнечником в
зависимости от норм внесения удобрений (мг/кг почвы)
__Краснодар. ВНИИМК. 1965-1984 гг.
Внесено с удобрениями Слои почвы, см
за 16 лет на 1 га севооборотной площади 0-20 21-40 41-60 0-60
11 сходи ое со дер ж а i nie (в ср. за 1964-1967 гг.) 177.0 161.0 141,0 159,7
Без удобрении — контроль 206.0 177.0 149.0 177.3
N >9U Р^4(1 К(н! N3-P34K4 247.0 187.0 164.0 199.3
20 г/та навоза + N ~:oP<öi)bvi:ii 1.2 г навоза + N45P41K* 239.0 173.0 142,0 184.7
N 1090Р11 ] 2t) N(>sP\>Kx 245,0 204.0 154,0 201.0
N 127i)Pl3X0bv9SU N^PMKM 258.0 193.0 151,0 200,7
Наиболее значительные изменения отмечены в слое 0-20 см. За 16 лет опыта от внесения удобрении содержание фосфатов повысилось здесь на 62,0-81,0 мг/кг почвы, пли на 35,0-45,8 %, в то время как в слое 21-40 см их количество выросло на 12,0-43,0 мг/кг (7,4-26,7 °о) и в слое почвы 41-60 см - на 1,0-25,0 мг/кг, или на 0,7-17,7 V
Даже без внесения удобрений произошло увеличение содержания подвижных фосфатов в слое 0-40 см на 9,9-16,4 °о, что объясняется, по-видимому, как мобилизующим фосфаты почвы влиянием самого севооборота, так и высвобождением фосфора вследствие разложения остающихся после уборки растительных и корневых остатков и природных гумусовых веществ.
Длительное применение минеральных удобрений оказало существенное влияние и па степень подвижности фосфатов, определенных методом Замятиной и Карпинского (табл. 6).
Таблица 6. Степень подвижности фосфатов в почве под подсолнечником (мг/л)
Краснодар, ВНИИМК, 1965-1984 гг
Внесено с удобрениями Слои почвы, ем
за 16 .ici па 1 га севооборотной площади 0-20 21 -40 41-60 0-60
Без уд об pi лшн — контроль 0,066 0,046 0.036 0,049
N vM!pMi>Kau) N.^P.uK-i 0.086 0,048 0,032 0,055
20 г/га навоза + N -:oP<ôuKi:o 1.2 т навоза +• N45P41K8 0,100 0,081 0.050 0,077
N nwoPt гоКi:i» Ыб^Р-зК* 0,079 0.049 0.042 0,057
0.103 0,068 0.034 0,068
При внесении удобрений степень подвижности фосфатов выросла во всем слое 0-60 см на 12,2-57,1 °о. Особенно большие различия отмечены в верхнем горизонте почвы (0-20 см). В зависимости от насыщения севооборота удобрениями этот показатель вырос на 19,7-56,1 (\>. В слое 21-40 см наиболее сильно степень подвижности фосфатов выросла при внесении органомннералъного (на 76,1° о) и полного минерального удобрения (на 47,8 %). В самом нижнем горизонте (41-60 см) подвижность фосфатов увеличилась только при применении органоминеральной
системы удобрения (на 38,9 %).
Таким образом, основные изменения в содержании подвижных фосфатов и степени их подвижности под влиянием длительного применения удобрений происходят в верхнем слое почвы.
Калийный режим почвы. В связи с длительным применением удобрений в севообороте содержание обменного калия (по Масловой) под подсолнечником весной характеризовалось следующими показателями (табл. 7).
За 16 лег содержание обменного калия в изученном горизонте почвы (0-60 см) уменьшилось в контроле на 24,4 мг/кг (8,6 °о), а при внесении удобрений на 20,0-28,0 мг/кг, или на 7,1-9,9 °о. Наиболее значительно снизилось количество этой формы калия в почве в слое 41-60 см — на 37,0-45,0 мг/кг, или на 12,9-15,7 %. Несколько меньшие изменения отмечены в слое 21-40 см (на 7,0-11,4 %) и минимальные — в пахотном слое. При внесении навоза с умеренными дозами азотно-фосфорного удобрения и повышенных норм азотно-фосфорного удобрения содержание обменного калия в слое 0-20 см сохранилось практически на уровне исходных запасов, а
при ежегодном внесении в расчете на 1 га севооборотной площади ЫтуРкбКб! его количество даже немного выросло (на 4,0 мг/кг, или на 1,4 %).
У V/ б л и и а 7. Вл шише длител ьного пр изменения у добр ений
па содержание обменного калия (мг/кг почвы)
Краснодар, ВНИИМК, 1965-1984 гг.
Внесено с удобрениями Слои ПОЧВ],г см
за 16 лег на 1 та севооборотной площади 0-20 21 -40 41-60 0-60
ГIеход]юе содержаI ше (в ср. за 1964-1967 гг.) 289.0 272,0 287,0 282.7
Без удобрении — контроль 277.0 250,0 248.0 258,3
Ы>90Р>4иКб0 N 37Р34К4 273.0 241.0 250.0 254.7
20 г/та навоза + N ~:оР(оиК|2!1 1.2 т навоза + N45 Р-н К« 282.0 244.0 243.0 256.3
N ! и90Р1 Го К| 20 283.0 245.0 250,0 259.3
N ¡ГоР|3<ХоК9Х() ЬЬЛ^бКы 293.0 253.0 242.0 262.7
Несмотря на снижение содержания обменного калия за 16 лет изучения, под подсолнечником его количество остается высоким. Это может быть связано со способностью выщелоченного чернозема, характеризующегося высоким содержанием глинистой и илистой фракций, при определенных условиях фиксировать необменно значительное количество калия, а затем запасы обменио поглощенного кашля восстанавливаются за счет необменных форм, на что указывают Симакин А.И. (1969), Любарская Л.С. (1970) и другие.
Способностью выщелоченного чернозема восстанавливать в значительном количестве обменные формы калия к весне и объясняется, вероятно, отсутствие существенного положи тельного эффекта о т внесения калийных удобрений под подсолнечник.
Физико-химические свойства почвы. Физико-химические свойства почвы (виды кислотности, сумма обменных оснований, степень насыщенности основаниями) оказывают значительное влияние на питательный режим почв, их биологическую активность, характер превращений внесенных удобрений.
Дли тельное применение удобрений вызывает определенные изменения физико-химических свойств выщелоченного чернозема (табл. 8).
Применение удобрений оказало заметное влияние на рНсол в почве под подсолнечником. Так, в верхнем слое (0-20 см) отмечено их максимальное подкисляющее действие и рН снизилась на 1,3-1,4 единицы, или на 21,0-22,6 % в сравнении с
исходными данными. Даже без внесения в течение 16 лет удобрений рНсол снизилась с 6,2 до 5,2. Отмечается подкисление почвы и в более глубоких горизонтах (21-40 и 41-60 см), но в меньшей степени.
Отмечается значительное увеличение гидролитической кислотности (Нг) при внесении повышенных и высоких норм минеральных удобрений, особенно в верхнем слое почвы. Если в слое 0-20 см без внесения удобрений гидролитическая кислотность возросла за 16 лет на 14,3 °о, то при насыщении севооборот а до Ы-зРмКо) в среднем на 1 га севооборот ной площади она выросла на 52,4 °<>, в слое 21-40 см -па 25,0 о н в слое 41-60 см — на 55,0 0 о.
Повышение кислотности почвы связано, по-видимому, с увеличением количества грибов в почве (В.А. Павленко, О.В. Енкина, Н.М. Тишков, 1982), а также с необменпым поглощением одновалентных катионов и физиологической кнелот-
3Злкач080
49
носило применяемых в опыте минеральных удобрений в сочетании с отсутствием условий для вымывания водорода и кислотного остатка (Л.И. Жукова, 1980).
Таблица 8. Влияние длительного применения удобрений на физико-химические
свойства выщелоченного чернозема под подсолнечником _ Краснодар, ВНИИМК, 1965-1984 гг.
В несен о с удобрениями г'л *••* Слои почвы, см р И СОЛ Нг 8 V, °0
за 16 ле1 на 1 га севооборотной площади мг-экв. на 100 г почвы
Исходные данные (в ср. за 1964-1967 гг.) 0-20 6,2 4,2 32,9 88,6
21-40 6,2 3,6 90,3
41-60 6,2 2,0 35,1 94,6
0-60 6,2 33,9 91,2
Контроль — без удобрении 0-20 5,2 4.8 27,3 85,0
21-40 с *» 3.6 29.0 89,0
41 -60 5,6 2,8 30,9 91,7
0-60 5.4 3,7 29,1 88,6
N ^оР^оКш) ЫзТ^Кд 0-20 4,9 5,5 27.3 83,2
21-40 5,2 4.2 29.9 4 Г- ЛГ* Г*- со 1 1 1 1 1
41 -60 5,4 3,0 31.1 91.2
0-60 5,2 4,2 29.4 87,4
20 т/га навоза + N |:о 1.2 т навоза + N4^41 К* 0-20 4,9 5,8 26.6 82,1
21 -40 5,3 4,3 29,3 87,2
41-60 5,6 3,4 30.5 90.0
0-60 5.3 4.5 28.8 86,4
N им) 1*1 ] -нК.1:и 0-20 4.9 5.5 27.7 83,4
21 -40 5.3 4.4 29.0 86.8
41-60 5.6 3.2 31.2 90.7
0-60 5.3 4.4 29,3 87,0
N 1П)Рг>Х0К9Х0 ]\Ь.)Р8бКм 0-20 4.8 6,4 26,8 80.7
21 -40 5.2 4,5 29.6 86.8
41-60 5,2 3.1 31,2 91.0
0-60 5.1 4.7 29.2 86,2
С ростом гидролитической кислотности произошло уменьшение количества обменных оснований (Б) и степени насыщенности (V) ими почвы. В сравнении с исходными показателями, сумма обменных оснований уменьшилась как в неудоб-репной, так и в удобренной почве. К концу 3-й ротации этот показатель снизился в слое 0-20 см па 15,8-19,1 %, в слое 21-40 см - на 11,0-13,7 °о, в слое 41-60 см - на 1 1,1-13,1 °<>, а во всем горизонте 0-60 см - на 13,3-15,0 %. Существенных различий между вариантами опыта выявлено не было.
С повышением гидролитической кислотности и уменьшением количества обменных оснований к концу 3-й ротации снизилась и степень насыщенности почвы основаниями. Так, в слое 0-20 см она уменьшилась на 3,6-7,9 ° о, в слое 21-40 см - на 1,3-3,5 °о, в слое 41-60 см — на 2,9-4,6 °о и в горизонте 0-60 см - на 2,6-5,0 V В наибольшей степени этот показатель изменился при внесении в севообороте повышенных и высоких норм минеральных удобрений.
Таким образом, длительное применение удобрений в севообороте вызвало изменение физико-химических свойств выщелоченного чернозема в сторону под-кпслеппя и уменьшения суммы обменных оснований и степени насыщенности осио-
нациями почвы. Это свидетельствует о вымывании кальция и частично магния за пределы корнеобнтаемого слоя почвы, на что указывает и Коробской Н.Ф. (1995).
Содержание гумуса. Длительное применение удобрений приводит к интенсификации микробиологических процессов под всеми культурами севооборота (В.А. Павленко, Н.М. Тишков, О.В. Енкина, 1996), При этом важной особенностью воздействия удобрений является активизация процессов, связанных с минерализации азота и углеродсодежащнх органических веществ (гумуса, растительных остатков и др.). Было отмечено, что действие удобрений проявляется не только в пахотном, но и в более глубоких слоях почвенного профиля.
Известно, что наряду с процессом минерализации гумуса идет процесс гумификации. Баланс гумуса 15 почве зависит от количества и качества поступающих
Д * » ш'
рас ти тельных остатков, а также от уровня биологической активности почвы.
За 16 лет стационарного опыта в почвах под подсолнечником отмечается уменьшение содержания гумуса (табл. 9).
Таблица 9. Влияние длительного применения удобрений на содержание гумуса
в почве под подсолнечником (%) _______ Краснодар, ВНИИМК, 1965-1984 гг.
Внесено с удобрениямн Слон почвы, см
за 16 лет на 1 га севооборотной площади 0-20 21-40 41-60 0-60
Исходное содержа! ше (в ср. за 1964-1967 гг.) 4,07 3,95 3,71 3,91
Без удобрении - контроль 3.63 3.44 3.26 3.44
N vJoP^liKm) N.r P.uK4 3.69 3.44 3,21 3,44
20 г/га навоза + N-:OP65.»Ki:O 1.2 г навоза + N45P41K* j.6 1 3,38 3.16 3.40
N i:"t)Pi.>xuKjxo N^)PS(.KM 3.66 3.45 3.19 -s t л J,'4 j
Неудобренная почва потеряла гумуса в слое 0-20 см 0,44 °о, в слое 21-40 см -0,51 °о, в слое 41-60 см - 0,45 °о, а в горизонте 0-60 см - 0,47 %.
При внесении удобрений снижение содержания гумуса было несколько меньше в пахо тном слое почвы, практически на уровне контроля в слое 21-40 см и меньше в слое 41-60 см. Во всем горизонте 0-60 см минерализация гумуса протекала одинаково интенсивно как при внесении удобрений, так и без их применения. Ежегодные потери гумуса составили от 0,028 0о в слое 0-20 см до 0,032 °о в слое 21-40 см, или о т 530 кг/га в пахо тном слое до 1690 кг/га в горизонте 0-60 см.
Плодородие почвы зависит, как известно, не только от общего количества гумуса, но и от его группового и фракционного состава. Так как направленность изменения содержания гумуса в почве под подсолнечником была примерно одинаковой, то для более глубокого понимания характера этого процесса нами в 1983-1984 гг. были отобраны почвенные образцы до глубины 100 см в вариантах с разными нормами внесения удобрении для определения группового состава гумуса. Средние данные за 2 года представлены в табл. 10. Они свидетельствуют, что в результате дш тельиого применения удобрений 1рупповой состав гумуса изменяется не только в верхних слоях (0-60 см), но и в более глубоких горизонтах.
Если без внесения удобрений отношение гумнновых кисло т (ГК) к фульвокис-лотам (ФК) было по всему профилю больше единицы (1,1-1,7), то при внесении их отмечено снижение этого показателя при использовании невысоких норм (NrP.-uK-i) до 0,5-0,8. При внесении навоза в сочетании с минеральными удобрениями (1,2 т/га навоза + N-^P-mKh) преобладают гуминовые кислоты в слое 21-60 см
(1,4-1,5), а при внесении повышенных норм (ЫтэРвбКбО — в слое 0-40 см. Преобладание фульвокислот отмечается при внесении удобрений с горизонта 41-60 см и ниже, за исключением варианта с применением органомипералыюй системы удобрения. С увеличением нормы удобрения резко снижается содержание гуминовых кислот в горизонте 41-60 см в сравнении с слоем 0-40 см, а количество фу;гьвокислот, наоборот, возрастает.
Таблица 10. Групповой состав гумуса в почве под подсолнечником ___ Краснодар, ВНИИМК, 1965-1984 гг.
Внесено с удобрениями Слои почвы, ем (36 шин углерод. 0 0 Углерод, % от общего Сгк Сфк Углерод, извлекаемый 0,1 н. ЫаОН, % от общего
за 16 лег на 1 га севооборотной площади гумн-повые кислоты (ГК) фульБОКИ слоты (ФК) пегнд-ролп-зуемып остаток
Без удобрении — контроль 0-20 2,69 27.0 20.4 52.6 1.3 21.6
21-40 2,17 21.9 18,2 57,9 1.2 15,6
41-60 1,74 21,0 18,7 60,4 1,1 17,2
61-80 1,59 23.0 17,8 61,9 1.2 16,5
81-100 1 .то 27.4 15.2 57,9 1,7 17,2
N S01)PS41»K(4> N3-P.V1K4 0-20 2.79 15.5 20.7 63,9 0.7 20,9
21-40 2.35 16.2 20.0 63.8 0.8 18.8
41-60 2.1 1 13.0 20.9 66.2 0,6 13,4
61-80 1.73 12.8 22.1 65.2 0,6 14,2
81-100 1.43 10,9 20.3 68,8 0,5 15,0
20 1/1 а навоза t- N "roPdviK. I:D ! .2 г навоза + N4*1*41 Ks 0-20 2,80 18.1 24,1 57,9 0,8 20,5
21-40 2.35 24.8 16,8 58,5 1,5 17.1
41 -60 2.03 23,0 15.9 61,1 1,4 15,1
61-80 1.66 10.0 17,9 72.0 0,6 14.3
81-100 1.27 1 1.0 18.9 70.1 0,6 16,9
N i г'сРг^оК-чхо N-оРхьКм 0-20 2.61 26.0 23.5 50,5 1.1 24,1
21-40 2.31 ■а ^ 19.9 58.0 1,1 14.9
41-60 1.91 13.8 22,0 64.3 0,6 16.2
61-80 1.67 11.4 24.1 64,6 0,5 15.9
81-100 1.31 6.3 27.3 66,4 0,2 16,5
О гом, что минеральные удобрения способствуют накоплению фульвокислот свидетельствуют и данные Шевцовой Л.К. (1972).
Содержание негидролнзуемого остатка, как правило, уве.тичивается к нижней части изученного почвенного профиля независимо от того, вносились удобрения или пет. Наиболее высокое количество этой фракции отмечается в горизонте 41-100 см.
Количество фракции гумусовых веществ, извлекаемых 0,1 и. ЫаОН, которая характеризует наиболее молодую в химическом отношении и подвижную часть гумусовых веществ, уменьшается с глубины ниже 40 см. Так, если в слое 0-40 см ее количество было 18,6-19,8 °о, то в горизонте 41-100 см — 14,2-17,0 0 о. В сравнении с неудобренной почвой при применении удобрении количество этой фракции было выше слое 0-40 см на 0,2-1,2 °о, но в слое 41-100 см - ниже на 0,8-2,8 0 о. Если сравнить пот показатель под подсолнечником с данными, полученными под кукуруз-ио-соевой смесью, то наблюдаются различия. Если под кукурузно-соевой смесыо при внесении удобрений происходило увеличение этой фракции гумуса по всему 52
профишо почвы (В.А. Павленко, Н.М. Тишков, О.В. Енкина, 1996), то под подсолнечником — только в верхнем слое. Это говорит о различном влиянии корневых систем возделываемых культур на процессы гумификации.
Многие исследователи высказывают мнение, что изменения в составе гумуса почв при длительном применении удобрений проявляются главным образом в изменении более подвижных органических веществ почвы, находящихся на ранних стадиях гумификации. Наши данные по групповому составу гумуса подтверждают эту точку зрения.
Хотя полученные результаты не являются достаточно полными, но по ним можно судить о том, что под влиянием удобрений идет изменение не только количества, но и качественных показа телей гумуса. Это в сврю очередь свидетельствует о необходимости строгого контроля за этими важнейшими показателями почвенного плодородия.
Микробиологическая активность почвы Исследования, проведенные в стационарном опыте Енкиной О.В., характеризуют изменения в уровне биологической активности почвы под подсолнечником к концу 3-й ротации в зависимости от норм удобрений (табл. 11).
Таблица 11. Динамика биологической активности почвы под подсолнечником
(слой 0-20 см)
_Краснодар. ВНИНМК. 1965-1984 гг.
Внесено на 1 га севооборотной площади
Показатели Ротация без удобрений —
контроль N 37Р34К4 N 79РубЬСб 1
1 зл, 1 47.8 62,0
Пакюрнп. млн.л т 21,0 28,9 28,1
3 15,9 21,0 18,9
1 459 524 539
Актином ицеты, тыс./г 7 1118 1348 1490
3 376 393 364
1 25,6 32,3 27,8
Грибы, тыс./га 2 27,6 31,1 28,8
л 52.0 42,9 49,8
Н верификационная 1 30,4 36,1 ОС
способность почвы, 35,4 54,8 41,6
N-N03, мг/кг Л 30,7 ОО 56,3
Содержание свобод- 1 295 348 366
ных аминокислот, 2 314 388 430
ед. опт. плотности л 338 508 429
1 35,4 32,6 34,8
Разложение ч 27,8 36,8 ш 3:о
клетчатки.% 24,0 31,8 З^ 7
Интенсивность 1 не определяли не определяли не определяли
"дыхания" почвы. 1,15 1.15 1,57
СО? мг/кг/ч л л 1,08 1,23 1,09
Самым характерным является снижение биогенности почвы за счет уменьшения численности бактерий. Количество грибов при этом возрастает, что, по-видимому, связано с подкислением почвы. Отмечается усиление интенсивности процессов, связанных с трансформацией азота. Однако общая биологическая активность не возрастает, и даже замедляется.
Водный режим почвы. Одним из важнейших и определяющих факторов роста и развития растений является влага. От влагообеспеченности зависит их нормальная жизнедеятельность и продуктивность.
Вода является основным растворителем минеральных веществ, играет ведущую роль в энергетических преобразованиях, происходящих в растениях (И.Н. Листопадов, И.М. Шапошникова, 1984). Практически единственным источником воды для растений подсолнечника служит почва. Почвенную влагу обычно подразделяют при использовании растениями на продуктивную, т.е. доступную растениям, и непродуктивную, использовать которую растение не может.
Одним из эффективных приемов, которые позволяют влиять на водный режим растений, является рациональное применение удобрений (К.А. Тимирязев, 1 "57; Н.С. Пети но в, 1966).
В наших исследованиях в стационарном опыте данные об использовании растениями подсолнечника продуктивной влаги почвы в слое 0-200 см на примере вариантов без внесения удобрений (контроль) и средних норм минеральных удобрений (N53P54K7 на 1 га севооборотной площади за 16 лет) в 3-й ротации представлены в табл. 12.
Таблица 12. Запасы продуктивной влаги и ее расход под подсолнечником
Краснодар, ВНИИМК, ср. за 1981-1984 гг.
/ Л ( л он почвы, ем 4 Запасы продуктивной влаги, мм Расход влаги, % к исходному запасу
Весной Осенью
без у'добренпП N53P54K- без удобрений N53P54K- без удобрений N53P54K7
0-20 31.2 29,3 17,0 16,1 45,5 45,1
21-40 34,0 31,2 21,7 20,1 36,2 35,6
41-60 32.2 29,6 20,0 18,8 37,9 36,5
61-80 32.6 29.6 15,8 14,6 51.5 50,7
81-100 27,6 27,3 11,8 13,7 57,2 49,8
101-120 26.9 24,7 9,6 9.4 64,3 61,9
121-140 26.6 24.2 8,1 7.2 69.5 70,2
141-160 24.3 21.4 7.9 4,6 67,5 78,5
161-180 1 о О J ОС 21,7 6,3 3,9 ' 73,5 82,0
181-200 22,6 19,1 4,3 2,8 ' 81,0 85,3
0-60 97,4 90,1 58,7 55,0 39,7 39,0
0-100 157,6 147,0 86,3 83,3 45,2
101-200 124,2 111,1 36,2 27,9 70.9 74,9
0-200 281,8 258.1 122,5 111,2 56,5 56,9
Запасы продуктивной влаги в почве (0-200 см) контрольного варианта были выше, чем при внесении удобрений в севообороте, весной на 23,7 мм (9,2 %) и осенью - на 11,3 мм (10,2 °о). Полученные данные показывают, что из неудобренной почвы растения подсолнечника использовали влагу по слоям более равномерно, чем из удобренной. Особенно заметны эти различия в слое почвы 141-200 см.
В целом из слоя 0-200 см растения израсходовали 56,5-56,9 ° о запасов продуктивной влаги. Удобренные растения несколько меньше расходовали воду из первого метра (на 1,9 %), но более интенсивно из второго (на 4,0 %).
Вл необеспеченность растений зависит не только от количества выпадающих осадков, но и от величины физического испарения ее с поверхности (И.Н. Листопадов, И.М. Шапошникова, 1984). С улучшением состояния растений, с ростом их массы, покрывающей почву, изменяется фитоклимат, особенно нижних ярусов листьев, снижается температура и повышается влажность воздуха, что увеличивает
траиспирацию и позволяет получать больше органического вещества на единицу поглощенной воды. Меньше остается ее на испарение с поверхности почвы. Это значит, что одинаковые запасы и суммарные расходы влаги не означают равнозначности потребления ее на образование продукции.
Лучшее использование влаги достигается при внесении удобрений. Тимирязев К.А. (1957) отмечал, что к числу внешних факторов, при помощи которых можно понизить непроизводительную трату воды растением, относится прежде всего применение удобрений.
Наши расчеты водного баланса под подсолнечником за 1981-1984 гг. в слое почвы 0-200 см показали, что удобренные растения более продуктивно используют почвенную влагу, чем неудобренные. Об этом свидетельствует их более низкий ко-эффициент водопотребления, составивший 84,8 % от контроля (табл. 13).
Таблица 13. Баланс влаги в почве под подсолнечником
Краснодар, ВНИИМК, ср за 1981-1984 гг.
Внесено с удобрениями на 1 га севооборот-нон площади Запасы продуктивной влаги, м3/га Сумма осадков за вегетационный период, м-7га Суммарный расход воды растениями, м3/га Урожайность семян, т/га Коэффициент водопотребления, м 3/т
весной осенью
Без удобрении -контроль 2318 1225 2135 3728 2,67 1396,3
N 53 Р54 К" 2579 1112 2135 3602 3,04 1184,9
Весной запасы продуктивной влаги в почве при внесении в севообороте в среднем ЫззРз^К- были на 239 м3/га меньше и составили 91,5 % к контролю. Это связано с гем, что удобренные растения предшествующих культур потребит! бо.тъше почвенной влаги, чем неудобренные. К концу вегетации подсолнечника в почве под удобренными растениями остаточные запасы продуктивной влаги составили 90,8 °о по отношению к контролю. Суммарный расход воды удобренными растениями за вегетационный период оказался на 126 м3/га меньше, чем неудобренными, а коэффициент водопотребления снизился на 211,4 м3/га, или на 15,2 °о. Это еще раз подтверждает широко известное положение, что удобрения способствуют более продуктивному использованию почвенных запасов влаги и осадков вегетационного периода сельскохозяйственными культурами.
Содержание и вынос элементов питания. Внесенные удобрения, улучшая условия питания подсолнечника, способствуют более полному и интенсивному посгуп-
' ц/ * * «■
ленто в растения азота, фосфора и калия и формированию более высокого урожая.
О влиянии удобрений на содержание азота, фосфора и калия в семенах и вегетативной массе растений подсолнечника можно судить по данным табл. 14.
Таблица 14. Влияние удобрений на содержание элементов питания в семенах и
вегетативной массе подсолнечника (в %)
Краснодар, ВНИИМК ср. за 1981-1984 гг.
Внесено с удобрениями В семенах В вегетативной массе
за 16 лет на 1 га севооборотной площади N Р2О5 К2О N Р2О5 К2О
Без удобр« гний - контроль 2,48 1,19 1,00 0,77 0,25 3.25
N S9oP.540bC.60 Ы37Р34К4 2,51 1.21 1.06 0,76 0,24 3,18
20 т/га навоза + N 720Рб50К_120 1,2 т навоза + Ы45Р41К8 — ** 1.20 1,06 0,81 0,27 3,26
N 12~оРшоК98о Ы^РзбК*! 2.57 1.21 1,11 0,81 0,25 3,48
Содержание азота, фосфора и калия как в семенах, так и в вегетативной массе удобренных растений было или равным неудобренным, или незначительно превышало при внесении невысоких норм удобрений в севообороте и под подсолнечник непосредственно. И только при увеличении нормы удобрений до N79P86K6] на 1 га севооборотной площади отмечается более высокое содержание калия — в семенах на 4,7-11,1 ° о и в вегетативной массе растений на 6,7-9,4 % (в относительных величинах). Наименьшие различия выявлены в содержании фосфора.
При внесении удобрений увеличивался вынос с урожаем питательных элементов, однако существенных различий между нормами удобрений выявлено не было (табл. 15).
Таблица 15. Вынос и расход элементов питания подсолнечника
Внесено с удобрениями Общий вынос, кг/га Расход на 1 т семян, кг
за 16 лет на 1 га севооборотной площади N Р2О5 К2О N Р2О5 К2О
Вез удобрении — контроль 113,1 46,4 226,3 42,6 17,5 84,8
N 59uPs-ioK.61) N37P34K4 130,0 53,3 2.62,3 43,2 17,8 86,3
20 т/га навоза + N ^:оРб>оК со 1,2 т навоза + N45P41KS 132,8 54,2 259,4 44,3 18.2 85,6
N 12 "и Р1 3X0 bv9X0 N^P^bUi 138.9 55.2 298.8 46,5 18,6 99,1
Наиболее высокий вынос элементов питания при ежегодном внесении полного минерального удобрения. Разноудобренные растения выносили больше, чем неудобренные, азота на 16,9-25,8 кг/га (14,9-22,8 %), фосфора на 6,9-8,8 кг/га (14,9-19,0 \.) и к,1.шя на 36,0-72,5 ki/га (15,9-32,0 °„). Увеличение нормы удобрения в севообороте с N.rP;uK-i до NHPsóKói способствовало увеличению выноса азота на 8,9 кг/га (6,8 °о), фосфора на 1,9 кг/га (3,6 0 о) и калия на 36,5 кг/га (13,9 %).
Следует отметить, что вынос элементов питания урожаем семян и вегетативной массой подсолнечника довольно значительно варьировал по годам исследований в связи со складывающимися погодными условиями. Более значительный вынос питательных элементов удобренными растениями связан главным образом с их более высоким биологическим урожаем и в меньшей степени с содержанием элементов питания.
Неудобренные растения подсолнечника на образование 1 тонны семян расходовали 42,6 кг азота, 17,5 кг фосфора и 84,8 кг калия. При внесении в севообороте невысоких норм минеральных (NrP.-uKa) и сочетание минеральных с органическими (1,2 г навоза + N43P41K8) удобрениями расход азота увеличился на 1,4-4,0 %, фосфора на 1,7-4,0 % и калия на 0,9-1,8 %. При увеличении норм удобрений до Ы7цР8бКб1, в сравнении с контролем, увеличивался расход азота на 9,2 %, фосфора на 6,3 ° о и калия на 16,9 %. Особенно резко увеличился расход калия при ежегодном внесении полного минерального удобрения, главным образом за счет более высокого выноса этого элемента вегетативной массой подсолнечника.
Урожайность и качество урожая подсолнечника. Внесенные удобрения, оказывая многостороннее и весьма существенное влияние на плодородие почвы, положительно действовали и на урожайность подсолнечника.
В 3-й ротации севооборота (1981-1984 гг.) при внесении удобрений урожайность семян подсолнечника выросла на 0,29-0,43 т/га (табл. 16).
Подсолнечник, при систематическом внесении удобрений в севообороте в среднем на 1 га севооборотной площади от N37P34K4 до N79P86K61, слабо реагировал на внесение удобрения непосредственно под него в дозах от N20P30 до N80P120K80
[[ очень хорошо использовал последействие удобрений, внесенных под предшествующие культуры и в первую очередь под озимую пшеницу. Последействие N1 ?п- 1«оРоо-12п по эффективности не уступало прямому действию удобрений. Так, средняя прибавка урожая подсолнечника от последействия удобрений (0,37 т/га) была даже выше на 0,01 т/га, чем при прямом внесении туков (0,36 т/га). Полученные 4-летние данные свидетельствуют, что при достаточно высоком содержании подвижного фосфора (24,0 мг/100 г и выше по Чирикову), степени подвижности фосфатов 0,080-0,100 мг/л и содержании обменного калия 27,0-29,0 мг/100 г почвы (см. табл. 5-1), которые создаются длительным применением удобрений в севообороте, дополнительное внесение под подсолнечник минеральных удобрений под основную обработку почвы агрономически неэффективно, экономически убыточно. Это необходимо учитыва ть при разработке системы удобрения в севооборо те.
Таблица 16. Влияние удобрений на урожайность семян подсолнечника
Краснодар, ВНИИМК, ср. за 1981-1984 гг.
Внесено с удобрениями Урожайность семян, т/га Прибавка урожая, т/га
за 16 лет в том числе под подсолнечник в 3-й ротации 1981 г. 1982 г. ♦ 1983 г. 1984 г. сред-i iee
* Без удобрении — контроль 71 2.93 2.37 2,66 2.67 0
N ^оРчоКби NjoPdii 2,82 3.39 2.75 j. 1 J 3.02 0,35
20 т/га наноча + N^:оРб5иК. последействие N i:oP9n 3.09 3.49 2.94 3.06 0,39
NxioPwoKisu N 80 Pi 20 2.88 3,60 2.65 3.06 3.05 0,38
NMOOPMHIKU последействие N шР|2о 3,13 3.57 2.63 3,05 3,10 0.43
N kwdPi roKi:i) N20P30 2,76 3.61 2.72 3,05 3.04 0,37
N 1шР""9оЫш последействие N ]5oP9u 2.91 3,26 2.59 3,07 2,96 0.29
N 12*"oPl3SoK-9Ni) N «uP120K.su 2,86 JOO 2.67 3.02 3,02 0.35
HCP,i> 0,23 0.25 0.18 0.10 0.18
Анализ применения удобрении за 2 и 3-ю ротации севооборота, созданный \ровеиь фосфорного и калийного питания в пахотном слое почвы и полученная урожайность подсолнечника в среднем за эти ротации показали, что повышение нормы удобрений с Ы^Р-^Ко до КпбРтКз: не приводило к существенному росту урожайности (табл. 17).
Таблшт 17. Урожайность подсолнечника в зависимости от норм внесения удобрений
и показателей почвенного плодородия
__Краснодар, ВНИИМК, ср. за 1973-1976, 1981-1984 гг.
Урожайность семян, г/га Внесено с удобрениями за 8 лег в среднем на 1 та севооборотной площади Показатели плодородия почвы
содержание ПОДВИЖНЫХ ' фосфатов. мг/100 г подвижность фосфатов, мг/л содержание обменного калия. мг/100 г
2.66 NoPoKo 20.6 0.066 27.7
2.94 N49P45K5 24.7 0.086 27,3
2.98 2.5 1 навоза + NboPsiKiu 23.9 0.100 28.2
3.00 NsiP^Kio 24.5 0.079 28.3
2.99 N ЮбРп5Кз2 25.8 о,юз 29.3
HClVs 0.18
К третьей ротации, в сравнении с первой, ооншй уровень урожайности семян без внесения удобрений снизился с 2,74 до 2,67 г/га, а при внесении удобрений в разных нормах увеличился на 0,11 т/га при внесении N20P30, на 0,23 т/га - ЫдоРбо, на 0,16 т/га - Nsi>Pi:o и на 0,04 т/га - NsuPi2(>Kso (табл. 18). Существенный прирост урожая получен только при внесении NaoPóo и использовании последействия N i so Р12о, внесенных под предшествующую озимую пшеницу. Прибавка урожая cocí авила 0,23 и 0,20 г/га соответственно при уровне существенности 0,18 т/га.
Средняя урожайность семян при внесении удобрений в севообороте составила: в первой ротации 2,90 т/га (2,79-2,98 т/га), во второй - 2,92 т/га (2,86-2,96 т/га) и в третьей -- 3.04 т/га (2,96-3,10 т/га), что превышало урожайность в контроле на 0,16; 0,28 и 0,37 т/га соответственно.
Таким образом, при содержании подвижных фосфатов 24,0 мг/100 г и выше и подвижности их 0,090-0,100 мг/л, содержании обменного калия 27,0 мг/100 г почвы п выше удобрения непосредственно под подсолнечник вносить под зябь нецелесообразно. При таких уровнях обеспеченности почв фосфором и калием можно без дополнительных затрат на удобрения получа ть урожайность семян подсолнечника около 3,0 г/га, что составляет около 75-80 °о его потенциальной семенной продуктивности.
Tain и на /«V. Урожайность подсолнечника по ротациям севооборота в зависимости
от норм внесения удобрений __*_ Краснодар, ВНИИМК, 1965-1984 гг.
Внесено под подсолнечник в ротацию Урожайность семян в ротации, т/га
первую (1905-1968 гг.) вторую (1973-1976 гг.) третью (1981-3 984 гг.) первую (1965-1968 гг.) вторую (1973-1976 гг.) третью (1981-1984 гг.)
Ьеч у. лобренин — кон' [роль 2.74 2,64 2,67
N юР:<1 N3ÜP4U N-тРбО 2.79 2,86 3,02
N М)Р(Ч) N зоР(и) последействие N120Р90 2.92 2,89 3,06
NsoPiui) N30P90 NSOPI2Ü 2,89 2,94 3.05
N SoPsi) последействие N ixoPi2i) последействие N1S0P120 2.90 2,94 3.10
N-(,P|Jü NhoP^o N20P3Ü 2.93 2,95 3,04
NoiiPm) последействие NisoPdü последействие N l5üP9U 2.92 2.94 2.96
N -oPij.-.Ko.I N (.оР^иКб!) N «иPi 20K.so 2.98 2.96 3.02
HC1V 0.12 0.18 0,18
Полученные в стационарном опыте данные подтверждаются и другими исследованиями ВНИИМК (В.П. Суетов, 1980; А.И. Лукашев, Н.М. Тншков, A.A. Лука-шев, 1984).
При внесении удобрений улучшаются показатели структуры урожая подсолнечника. Так, /шаметр корзинки увеличился на 4,0-12,5 °о продуктивная площадь корзинки - на 9,0-29,3 °о и масса 1000 семян - на 3,9-6,5 ° о в зависимости от нормы внесения удобрений. Наибольшими диаметр корзинки и продуктивная площадь корзинки о тмечены при внесении под подсолнечник NgoPisoKso, а масса 1000 семян
— при N20P30 II NxoPl20.
Известно, что внесенные удобрения способствуют снижению масличности семян подсолнечника. И в наших исследованиях, на примере данных 3-й ротации севооборота, о тмечено снижение масличности от удобрений на 1,6-2,8 % (табл. 19).
Дозы удобрений Ы:оРзо и ЫаоРбо в равной мере снижали масличность семянок (па 2,1-2,2 0 о), увеличение нормы до ЫкоР^о и ЫноРпоКзо снизило масличность еще на 0,6-0,7 о. Кроме отмеченного прямого действия удобрений на снижение маслич-пости семянок, содержание жира уменьшилось также на 1,6-1,9 % при внесении под предшествующую озимую пшеницу N120-1 аоР9о-120.
Таблица 19. Влияние удобрений на масличность семян и сбор масла
Краснодар, ВНИИМК, 1981-1984 гг.
Внесено под подсолнечник Масличность семян, % Сбор масла, т/га,
1981 г. 1982 г. 1983 г. 1984 г. среднее 1981 г. 1982 г. 1983 г. 1984 г. среднее
Ьеч удобрении контроль 53,0 57.9 57,3 55,0 55,8 1,31 1,53 1,22 1,32 1,34
ЫдоРы) 50.4 56.0 54.5 53,6 53,6 1,28 1,71 1,35 1,51 1.46
последе«кл ипе N ¡20Р90 51.2 55.3 54.8 54,1 53.9 1.42 1.74 1.34 1.43 1.48
ЫхоР121) 51.1 54.0 54,1 52.6 53.0 1,32 1.75 1.29 1.45 1.45
последействие N1Х0Р120 52.3 54.9 56.5 53.2 54.2 1,47 1,76 1.33 1,46 1.50
N 20Р30 52,5 54.8 54.6 52.9 53,7 1,30 1.78 1.34 1,45 1.47
последействие N150Р90 51,0 54.2 54,3 53.2 1,34 1.59 1,26 1,47 1.42
МхиР12оКуп ¿1.5 54,1 54,3 52,2 53.0 1,32 1.72 1.30 1,42 1.44
НСРо* 1.0 0,07
Сбор масла, как производное урожайности семян и их маслнчности, при внесении удобрении непосредственно под подсолнечник или предшествующую подсолнечник} озимую пшеницу увеличивался в 3-й ротации на—0,08-0,16 т/га, или на 6.0-1 1,9 о. Причем, существенных различий от прямого действия удобрений или их последействия не было выявлено. Это доказывает, что при правильно построенной системе удобрения в севообороте, когда создаются оптимальные агрохимические параметры почвенного плодородия, дополнительное внесение минеральных удобрений под подсолнечник не всегда целесообразно, а с экономической точки зрения может быть и убыточным.
Внесенные в севообороте и под подсолнечник удобрения не оказали существенного влияния на содержание белка в семенах подсолнечника, но его сбор, за счет более высокой урожайности удобренных растений, увеличился в сре;щем за 3 года на 0,04-0,07 г/га, и;ш на 12,5-21,9 %, что может положительно сказаться па ценности подсолнечного жмыха или шрота (табл. 20).
Таблица 20. Содержание и сбор белка в зависимости от внесенных удобрений
Краснодар, ВНИИМК, 1982-1984 гг.
. _ Внесение под подсолнечник Содержание белка. % Сбор белка, т/га
1982 т. 1983 т. 1984 т. среднее 1982 г. 1983 г. 1984 г. среднее
Вез удобрении контроль 13.6 14,5 13.8 14,0 0.35 0.30 0,32 0,32
N 41) Р(>0 14.8 14.2 14.0 14.3 0,44 0,34 0,38 0,39
Последействие N120Р90 14.2 13.9 13.7 13,9 0,44 0.33 0.35 0,37
N:uP*> 14.3 14.1 14.0 14.1 0,45 0,34 0,38 0,39
Последействие NlS0P9ü 14.0 13,6 13,8 13,8 0,40 0,31 0,37 0,36
NsuPl2üKso 14.0 14.1 14.3 14,1 0,44 0,33 0,38 0,38
НС Pos 0,8 0,03
Таким образом, внесенные минеральные удобрения снижали масличность семян, не влияли на содержание белка, но за счет более высокой урожайности семян значительно увеличивали сборы масла и белка.
ВывоОы. 1. Ежегодное применение удобрений и использование послеуборочных остатков в зернопропашном севообороте с масличными культурами за 16 лет привело к обогащению пахотного слоя (0-20 см) выщелоченного чернозема под подсолнечником общим азотом на 210-270 мг/кг почвы и слоя 0-60 см па 130-100 мг/кг почвы.
2. При внесении удобрений содержание нитратного азота весной увеличилось в горизонте 0-100 см в 2,1 раза, 101-200 см — в 2,8 раза и в горизонте 0-200 см - в 2,4 раза, а суммы нитратного и аммонийного азота — в 1,4; 1,6 и 1,5 раза соответственно, в сравнении с неудобренным контролем. Количество аммонийного азота при внесении удобрений уменьшилось на 5,6-8,0 %.
К концу вегетации подсолнечника содержание нитратов достигло в слое 0-100 см - 69,4 °о, 101-200 см - 74,4 ü о и в слое 0-200 см - 72,0 °о от весеннего количества. Наименьшее количество нитратного азота обнаружено в слое 41-160 см, где его осталось всего от 13,8 до 29,0 °о от весенних запасов.
3. Нитратный азот интенсивно используется растениями подсолнечника из всего 2-метрового слоя почвы, но относительно больше он потребляется из слоя 0-100 см неудобренными, а из слоя 101-200 см - удобренными растениями. Зона максимального поглощения нитратов располагается до глубины 160 см.
4. Наиболее значительные изменения в содержании общего фосфора в почве при внесении удобрений произошли в верхнем слое. В горизонте 0-20 см его количество увеличилось па 210-290 мг/кг почвы, в 21-40 см — на 100-170, 41-60 см — на 40-1 40 и в слое 0-60 см - па 100-170 мг/кг почвы.
5. Oí внесения удобрении содержание подвижных фосфатов выросло в слое 0-20 см па 62,0-81,0 мг/кг почвы (35,0-45,8 %), в слое 21-40 см - на 12,0-43,0 (7,4-26,7 о), в слое 41-60 см - на 1,0-25,0 (0,7-17,7 %), а в слое 0-60 см - на 17,6-41,3 мг/кг почвы (1 1,0-25,9 " о), в сравнении с исходными данными (в ср. за 1964-1967 гг.).
6. Подвижность фосфатов при внесении удобрений возросла в целом в горизонте 0-60 см на 12,2-57,1 V Особенно большие различия отмечены в пахотном слое почвы (0-20 см). В зависимости от насыщения севооборота удобрениями тгот показатель вырос на 19,7-56,1 °<>. В слое 21-40 см количество подвижных фосфатов выросло только при внесении органоминеральиого (на 76,1 °п) и полного минерального (на 47,8 0 о) удобрений.
7. В сравнении с исходными данными (1964-1967 гг.) содержание обменного калия в слое.0-60 см уменьшилось в контроле на 24,4 мг/кг (8,6 ° о), а при внесении удобрений — от 20,0 до 28,0 мг/кг почвы (на 7,1-9,9 °о). Наиболее значительно количество обменного калия уменьшилось в слое 41-60 см — на 37,0-45,0 мг/кг, или на 12,9-15,7 °i). Внесение полного минерального удобрения (N-qPsóKói на 1 га севооборотной площади) способствовало незначительному накоплению этого элемента только в пахотном слое почвы (на 4,0 мг/кг, или на 1,4° о).
8. Дли тельное применение удобрений в севообороте вызвало изменение физико-химических свойств выщелоченного чернозема в сторону подкисления, уменьшения обменных оснований и степени насыщенности почв основаниями. В пахотном слое почвы рНсол снизилась с 6,2 до 4,8-4,9 ед. (на 21,0-22,6 °Ь), гидролитическая кислотность (Нг) увеличилась на 1,3-2,2 мг-экв. на 100 г почвы (на 31,0-52,4 о), сумма обменных оснований (S) уменьшилась на 5,2-6,3 мг-экв. на 100 г почвы (на 15,8-19,1 %), а степень насыщенности почвы основаниями снизилась на 5,2-7,9 "о в зависимости от насыщения севооборота удобрениями. Такая же закономер-
посП) в изменении физико-химических свойств почвы отмечается и в подпахотных
*
горизонтах, хотя и в меньшей степени. Это свидетельствует о перемещении кальция и магния за пределы изученного 60-сантиметрового слоя почвы.
9. За 16 лет исследований содержание гумуса, в зависимости от количества внесенных в севообороте удобрений, уменьшилось в пахотном слое на 0,38-0,44 0 о, в слое 21-40 см на 0,51-0,57 °о, в слое 41-60 см на 0,45-0,55 % и во всем горизонте 0-60 см на 0,47-0,51 %. В сравнении с неудобренным контролем, более интенсивная минерализация гумуса происходила в горизонте 41-60 см.
Длительное применение удобрений привело к изменению гуппового состава гумуса не только в пахотном слое почвы, но и по профилю до глубины 100 см. Если без внесения удобрений отношение гуминовых кислот (ГК) к фульвокислотам (ФК) было больше единицы, то при использовании минеральных удобрений в умеренных нормах оно составило 0,5-0,8, повышенных - было равным 1,1 только в слое 0-40 см, а при применении органоминеральной системы - было больше единицы в слое 21-60 см.
10. Применение удобрений в умеренных и повышенных нормах способствовало снижению численности бактерий, актиномицетов и интенсивности "дыхания" почвы, по увеличивало количество грибов, нитрификационную способность почвы, содержание свободных аминокислот и разложение клетчатки в пахотном слое. Общая б мол 01 пческая активность при этом замедляется.
N. При внесении удобрений запасы продуктивной влаги в 2-метровом слое почвы были ниже, чем в неудобренном контроле весной на 23,7 мм (9,2 %) и осенью - на I 1,3 мм (10,2 °о). Неудобренные растения более равномерно использовали влагу по всем}' профилю почвы, чем удобренные. Последние особенно интенсивно расходовали запасы почвенной влаги из слоя почвы 141-200 см (на 7,9 °о больше неудобренных растений), ч то свидетельствует о более глубоком развитии корневой системы при внесении удобрений.
Удобренные растения более рационально использовали влагу на формирование урожая семян. Коэффициент в о до потребления при внесении удобрений уменьшился на 21 1,4 м-Ут семян, или на 15,2 °о.
12. При внесении удобрений, за счет более высокой урожайности семян и вегетационной массы, увеличивался вынос с урожаем азота на 16,9-25,8 кг/га (14,9-22,8 %), фосфора на 6,9-8,8 (14,9-19,0 °о) ¡/калия на 33,1-72,5 кг/га (14,6-32,0 %), а расход их па формирование 1 тонны семян вырос: азота на 0,6-3,9 кг (1,4-9,2 °о), фосфора на 0,3-1,1 (1,7-6,3 °<>) и калия на 0,8-14,3 кг (0,9-16,9 °о) в зависимости от количества внесенных в севообороте удобрений.
Особенно сильно увеличился расход азота, фосфора и калия при ежегодном внесении полного минерального удобрения (в среднем Ы^РзбКб! на 1 га севооборотной площади), главным образом за счет более высокого выноса питательных веществ урожаем вегетативной массы растений.
13. При систематическом внесении удобрений в севообороте, в среднем на 1 га севооборотной площади от ЫгРздКа до Ы^РзбКы, подсолнечник слабо реагировал па непосредственное внесение под него доз от Ы:пРзо до.ЬЬоР^оКхо и очень хорошо использовал последействие внесенных под предшественник озимую пшеницу Ы;:п.|«иРуи-|:«.. Если при прямом внесении удобрений урожайность повышалась в среднем па 0,36 т/га, то на последействии — на 0,37 т/га.
14. При уровне содержания подвижных фосфатов 24,0 мг на 100 г почвы и выше, обменного калия 27,0 мг на 100 г и выше и подвижности фосфатов в пределах 0,09-0,10 мг/л и выше вносить удобрения под подсолнечник под основную обработку почвы (под зябь) нецелесообразно.
При таких уровнях обеспеченности почв фосфором и калием можно получа ть, без дополнительных затрат на удобрения, урожайность подсолнечника порядка 2,9-3,1 т/га, что составляет около 75-80 % его потенциальной семенной продуктивности.
15. Вносимые под подсолнечник непосредственно или в севообороте под предшествующие культуры удобрения способствуют снижению масличности семянок до 2,1-2,2 °о, однако сбор масла увеличивается на 0,08-0,16 т/га, или на 6,0-11,9 °о, а сбор белка - на 0,04-0,07 т/га,"или на 12,5-21,9 %.
Литература
1. Кувика З.С. Удобрение подсолнечника/ / Подсолнечник—Краснодар, 1940-С. 199-223.
2. Иванов 13. К. Возделывание подсолнечника в Краснодарском крае.-Краснодар, 1947 -С. 15-20.
3. Игнатьев Б. К. Удобрение масличных культур/ /Агротехника масличных культур—Краснодар, 1968.-С. 298-311.
4. Карцев ЮТ., Синицын Ю.Л., Игнатьев Б.К., Карастан Д.И., Токарева Л.TL Удобрение подсолнечника/ /Географические закономерности действия удобрений -М.: Кол ос, 1975.—С. 271-287.
5. Наиников В.Д., Минеев В.Г. Почва, климат, урожай.—МлКолос, 1977 —С. 362-
368.
6. Шмук .LA. Исследования по биологической и агрономической химии-М.:Пищепромиздат, 1951.—Т. 2.
7. Простаков П.Е. Агрономическая характеристика почв Северного Кавказа.-М.: Россельхозиздат, 1964.—312 с.
8. ВеОькин Н.Е. Почвы Прикубанской равнины/ /Агр о химическая характеристика почв СССР -М.: Наука, 1964-С 63-110.
9. Симакин А.П. Питательный режим черноземов и эффективность на них удобрений/ /Агрохимическая характеристика почв СССР—М.: Наука, 1964—С. 110-119.
10. Бунякина Р.Ф. Формы азота в выщелоченном черноземе Кубани и его потребность в азотных удобрениях/ /Автореф. дисс. ... канд. с.-х. наук—Воронеж, 1975.
1 1. ¡Нижний B.C. Почвы равнинной и предгорной степной части Краснодарского края/ /Труды Куб. СХИ—Краснодар, 1958.-Вып.4 (32)-С. 7-35.
12. Симакин А.II. Агрохимическая характеристика Кубанских черноземов и \добрення—Краснодар, 1969 —278 с.
13. Павленко В.А., Енкина О.В., Тшиков Н.М. Влияние длительного применения удобрений на агрономические, биологические свойства почвы и продуктивность сельскохозяйственных культур в севообороте/ / Отчет ВНИИМК о законченной НИР, рукопись.—Краснодар, 1982.
14. Енкина О. В. Сезонная динамика биологической активности почвы в условиях Кубани—Таллин, 1974—С. 71.
15. А1роиомическая микробиология—Д.: Колос, 1976 —С. 27-31.
16. Бузинов II.А., Суетов В.TI. О миграции фосфора суперфосфата в Западно-Предкавказском выщелоченном черноземе/ /Сборник работ ВНИИМК по масличным культурам—Майкоп, 1966 -Вып. З.-С. 85-87.
17. Любарская Л. С. Влияние системы применения удобрении на свойства почвы в различных зонах СССР/ /Удобрения и условия их эффективного применения — М.: Колос, 1970.
18. Жукова Л.М. Влияние систематического применения удобрений на физико-химические свойства различных почв/ /Влияние длительного применения удобрений на плодородие почвы и продуктивность севооборотов -Мл Колос, 1980.-С. 41-60.
19. Коробской Н.Ф. Агроэкологические проблемы повышения плодородия черноземов Западного Предкавказья— Пущино, 1995.-210 с.
20. Павленко В.А., Тшаков Н.М., Енкина О.В. Плодородие выщелоченного чернозема при длительном применении минеральных удобрений—Краснодар, 1996 -106 с.
21. Шевцова JI. К. Методы исследования органического вещества длительно удобряемых почв//Почвоведение-1972.-№ 8.-С. 45-54.
22. Листопадов II,II., Шапошникова U.M. Плодородие почвы в интенсивном земледелии—М.: Россельхозиздат, 1984-206 с.
23. Тимирязев К.А. Земледелие и физиология растений-М,, 1957.
24. Петинов Н.С. Водный режим растений в связи с минеральным питанием, обменом вещес тв и продук тивностью растений/ /Водный режим растений и их продуктивность .—М.: Наука, 1966.
25. Суетов В.П. Влияние уровней фосфорного питания подсолнечника на содержание фосфора в растениях, урожай семян и их качество/ /Отчет ВНИИМК о законченной НИР. рукопись—Краснодар, 1980.
26. Лукашев A.II., Тишков Н.АТ, Лукашев A.A. Локальное внесение удобрений//Масличные культуры.—1984.—№ 2.-С. 23-24.
