CC BY
20
УДК 634.11:631.41:631.431:631.472
влияние залежи при реновации многолетних насаждений на морфологические признаки, агрохимические и агрофизические свойства
почвы
Г.Н. ПУГАЧЕВ1, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник(е-таИ: info@vniismich.ru) Д.Н. ЕРЕМЕЕВ2, кандидат сельскохозяйственных наук, директор
Ю.В. ТРУНОВ1, доктор сельскохозяйственных наук, директор
А.И. КУЗИН13, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, доцент (е-таИ: info@mgau.ru)
всероссийский научно-исследовательский институт садоводства имени И.В. Мичурина, ул. Мичурина, 30, Мичуринск, Мичуринский р-н, Тамбовская обл., 393774, Российская Федерация
2Агрофирма имени 15 лет Октября, с. Троекурово, Лебедянский р-н, Липецкая обл., 399626, Российская Федерация
3Мичуринский государственный аграрный университет, ул. Интернациональная, 101, Мичуринск, Мичуринский р-н, Тамбовская область, 393760, Российская Федерация.
Резюме. Исследования проводили в 2009-2013 гг. в условиях ЗАО «Агрофирма имени 15 лет Октября» и на базе лаборатории подготовки и содержания почвы ВНИИС им. И.В. Мичурина с целью изучения влияния многолетней залежи на воспроизводство гумуса, кислотность, содержание элементов питания, а также агрофизические свойства луговато-чернозёмной выщелоченной почвы. Было заложено по три опорных профиля в каждом варианте (чёрный пар и залежь). Содержания гумуса в горизонте Апах 20-летней залежи увеличилось на 0,4%; А1 - на 0,9%; АВ— на 1,8%; В1 - на 0,6%; В2 - на 0,3%. В этом же варианте отмечена более близкая к нейтральной обменная кислотность почвы (величина рНка в горизонтахА , А( и АВ составила 6,2, 6,1 и 5,6 соответственно
' пах 1 1111
против 5,4, 4,9 и 5,0 под чёрным паром). Содержание под залежью также повышало наименьшую влагоёмкость почвы (НВ). При нахождении почвы в таком режиме гидролитическая кислотность почвы (Нг) снизилась, по сравнению с черным паром, в 3,8 раза, сумма поглощённых оснований в гумусовом горизонте почвы мощностью 54-56 см возросла на 12-15 мг-экв/100 г, содержаниелегкогидролизуемого азота -на 31,5 мг/кг, фосфора - почти в 2 раза. Почва, находящаяся в течение 20 лет под залежью имеет более благоприятные для закладки сада агрохимические свойства, по сравнению с содержанием под чёрным паром.
Ключевые слова: почва, залежь, садопригодность, яблоня, чёрный пар, агрохимические свойства почвы, агрофизические свойства почвы, реновация участка
Для цитирования: Влияние залежи при реновации многолетних насаждений на морфологические признаки, агрохимические и агрофизические свойства почвы / Г.Н. Пугачев, Д.Н. Еремеев, Ю.В. Трунов, А.И. Кузин //Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30. №7. С. 53-55.
Длительное нахождение земель под многолетними насаждениями часто приводит к ухудшению почвенно-гидрологических условий и изменению направленности биогеохимического круговорота, что снижает реализацию продукционного потенциала сельскохозяйственных культур [1, 2, 3]. Происходящие при этом подкисление, дезагрегация, дегумификация, уменьшение обеспеченности элементами минерального питания, снижение целлюлозолитической активности
почвы, переуплотнение, переувлажнение, образование токсичных соединений, безвозвратный вынос кальция, затрудняют подготовку почвы после раскорчёвки сада из-за превышения критических значений деградации по отдельным элементам плодородия [4]. Е.Н. Седов [5] установил, что при реконструкции плодовых насаждений интервал между раскорчёвкой старого сада и закладкой нового должен быть не менее 35 лет. Десятилетняя залежь способствует улучшению физических и водно-физических свойств почвы: происходит разуплотнение подпахотного слоя почвы, в 2 раза увеличивается коэффициент структурности и количество водопрочных агрегатов [4]. В связи с этим необходима детальная оценка агротехнических приёмов восстановления плодородия почвы во время реновации многолетних насаждений.
Цель исследований - изучить влияние многолетней залежи на агрохимические и агрофизические свойства луговато-чернозёмной выщелоченной почвы для выявления возможного потенциала ее восстановления.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в в 2009-2013 гг. в ЗАО «Агрофирма имени 15 лет Октября» и на базе лаборатории подготовки и содержания почвы ВНИИС им. И.В. Мичурина. Было заложено по три опорных профиля в каждом варианте (участок, который после производственного использования под яблоню несколько лет содержали под чёрным паром, и залежь). Для расчёта почвенно-гидрологических констант [6] влажность почв определяли термостатно-весовым методом, наименьшую влагоёмкость - методом гипсовых слепков и заливки площадок, плотность - методом режущих цилиндров, плотность твёрдой фазы - пикнометрическим методом. Анализ физических свойств проводили в соответствии с градациями, представленными в учебном пособии «Оценка почв» [7], агрохимические анализы - по инструкции ЦИНАО: содержание легкогидролизуемого азота определяли по Тюрину и Кононовой, гумуса - по методу Тюрина в модификации Симакова; подвижного фосфора и обменного калия - по методу Чирикова [8]; гидролитическую кислотность и сумму поглощенных оснований - методом Каппена; рН солевой вытяжки - потенциометрическим методом.
Математическую обработку данных проводили методом однофакторного дисперсионного анализа по Б.А.Доспехову (1985) [9] с помощью программы «Статистика», версия 2.6.
результаты и обсуждение. Исследования морфологических признаков, агрохимических и агрофизических свойств почвы показало определённые различия, характеризующие восстановительную роль залежи, по сравнению с чёрным паром.
Морфологические признаки почвы под 20-летней залежью позволили классифицировать её как луговато-чернозёмную выщелоченную из-за признаков оглеения в горизонте В1 (табл. 1). Пребывание почвы под многолетней залежью несколько снизило наличие пылева-
Таблица 1. Морфологические признаки луговато-чернозёмной выщелоченной среднегумусной мощной почвы
Индекс Залежь Черный пар
мощность, см морфологические признаки мощность, см морфологические признаки
А ,
А1
АВ
В1
0-30/30 Тёмно-серый, сухой, рыхлый, комковатый, тяжелосуглинистый, граница ровная, переход заметный, включения: известковый щебень (0,5-1,5 см), мелкие обрастающие корни яблони Тёмно-серый, свежий, среднеплотный, комковато-зернистый, тяжелосуглинистый, обрастающие корни яблони, ходы червей, граница волнистая, переход заметный
Неоднороден по окраске: бурый с тёмными пятнами гумуса, влажный, уплотнённый, тяжелосуглинистый, обрастающие корни яблони, переход ясный
3056/26
5668/12
В2С
68- Светло-коричневый, влажный, тяже-95/27 лосуглинистый, плотный, комковатый, признаки оглеения, граница волнистая, переход постепенный 95- Светло-коричневый, тяжелосуглини-135/40 стый, плотный, карбонаты, вскипает от 10% HCI, комковатый
>135 Светло-бурый, свежий, плотный, бесструктурный, тяжелосуглинистый, кар_бонатные конкреции_
0-30/30 Серый, сухой, рыхлый, тяжелосуглинистый, комковато-пылеватый, мелкие обрастающие корни яблони, включения: известковый щебень (0,5-1,5 см), граница ровная, переход заметный
30-54/24 Черный, свежий, плотный, комковато-
зернистый, ходы червей, скелетные корни яблони, переход постепенный
54-65/11 Неоднороден по окраске: бурый с тёмными пятнами гумуса, свежий, уплотнённый, тяжелосуглинистый, комковато-зернистый, ходы червей, скелетные корни яблони, переход заметный
65-85/20 Тёмно-коричневый, свежий, тяжелосуглинистый, среднеуплотнён, признаки оглеения, единичные обрастающие корни, граница волнистая, переход постепенный Темно-коричневый, свежий, тяжелосуглинистый, среднеуплотнён, мелко-зернистый, корней нет, ходов червей нет, карбонаты в виде псевдомицелия, вскипающие, от 10% НС1 Светло-бурый, свежий, плотный, бесструктурный, тяжелосуглинистый, корней нет, ходов червей нет_
85148/63
> 148
В
2Са
той фракции в гумусовом горизонте, по сравнению с участком, находившимся несколько лет после производственного использования под монокультуру яблони под чёрным паром.
Различия в объёмной массе почвы проявляются в горизонте А1 и наиболее значительны в горизонте АВ, где величина этого показателя под залежью более благоприятна для корневой системы яблони: 1,09 г/см3 против 1,20 г/см3 в варианте с чёрным паром (табл. 2). Несмотря на то, что величины обоих значений находятся в пределах рекомендуемого оптимума, некоторое уплотнение под воздействием чёрного пара можно
рассматривать в качестве негативного фактора как для развития корневой системы яблони, так и в целом с позиции почвенной экологии. Например, в работе по изучению изменения свойств почв Среднерусской лесостепи в процессе сельскохозяйственного освоения [10], в ракурсе утраты почвой своих естественных свойств, упомянуто увеличение объёмной массы всего на 0,1-0,17 г/см3. Плотность твёрдой фазы в почве под залежью в гумусовом горизонте (Апах + А1) также несколько ниже.
Залежь способствовала увеличению наименьшей влагоёмкости почвы (НВ) в пахотном горизонте на 5,2%.
Генетический горизонт
Показатель А "пах НСР05 А1 НСР05 АВ НСР05 В1 НСР05 В2 НСР05 ВС НСР05
1 \ 2 1 1 2 1 1 2 1 1 2 1 1 2 1 1 2
Объемная масса, г/см3 Плотность твердой фазы, г/см3 Общая по-розность, % НВ, %* Гумус, %
рНко: Нг, мг-э1<в/100 г S, мг-экв/100 г ЕКО, мг-экв/100 г V, %
Азот л.г., мг/кг
Р2О5, мг/кг К2О, мг/кг
В2, мг/кг
Мп, мг/кг 7п, мг/кг Си, мг/кг
0,96 0,98 0,21 1,17 1,22 0,09 1,09 1,20 0,04 1,18 1,21 0,11 1,26 1,22 0,07 1,34 1,17 0,15
2,38 2,56 0,09 2,38 2,48 0,05 2,50 2,38 0,1 2,50 2,50 0,12 2,94 2,63 0,17 2,63 2,50 0,13
60,0 62,0 4,3 51,0 51,0 3,6 57,0 50,0 6,2 53,0 52,0 4,1 57,0 54,0 3,9 49,0 53,0 5,0
35,8 30,6 3,7 34,8 33,9 3,5 36,6 33,5 2,5 31,9 35,2 3,9 30,1 29,7 4,0 28,3 39,1 3,7
6,1 5,7 0,3 5,6 4,7 0,7 4,7 2,9 1,5 3,4 2,8 0,6 2,4 2,1 0,4 1,5 1,8 0,5
6,2 5,4 0,4 6,1 4,9 0,7 5,6 5,0 0,5 5,2 5,0 0,5 6,5 6,8 0,7 6,8 6,7 0,4
1,06 4,05 1,1 1,50 5,48 1,3 2,92 3,63 1,5 3,71 3,40 1,2 3,48 3,26 1,4 1,94 2,57 1,3
49,6 34,8 5,6 45,6 33,6 6,4 36,0 30,08 5,9 29,2 30,8 6,0 26,4 27,2 4,3 29,2 28,0 5,2
50,7 38,9 6,1 47,1 39,1 5,3 38,9 33,7 5,0 32,9 34,2 4,7 29,9 30,5 4,5 31,1 30,6 4,3
97,8 89,5 - 96,8 85,9 - 92,6 89,3 - 88,8 90,1 - 88,3 89,2 - 93,9 91,5 -
105,0 98,0 7,4 109,2 53,2 6,0 84,0 61,6 8,2 63,0 58,8 6,3 53,2 37,8 5,0 37,8 47,6 8,4
664,0 384,0 50,3 188,0 141,0 20,6 62,0 70,0 9,8 26,0 90,0 5,4 26,0 64,0 6,0 109,0 79,0 12,4
224,0 333,0 22,2 126,0 71,0 15,1 69,0 43,0 13,7 30,0 58,0 9,9 49,0 37,0 7,4 57,0 40,0 11,0
- - - 0,84 0,98 0,15
- - - 3,1 2,4 0,5
-- - 2,4 3,4 0,7
- - - 0,21 0,24 0,03
* НВ - наименьшая влагоемость; Нг - гидролитическая кислотность; S -катионного обмена; V - степень насыщенности основаниями.
сумма поглощенных оснований; ЕКО - емкость
Таблица 2. Физические, водно-физические и агрохимические свойства луговато-чернозёмной выщелоченной среднегумусной мощной почвы под залежью (1) и чёрным паром (2)
Одновременно содержание гумуса в горизонте Апах возросло на 0,4%; А1 - на 0,9%; АВ - на 1,8%; В1 - на 0,6%; В2 - на 0,3%. В более глубоких горизонтах подобных различий не обнаружено.
Следует отметить более близкую к нейтральной величину обменной кислотности почвы 20-летней залежи, рНКС| которой в горизонтах Апах, А1 и АВ составил соответственно 6,2, 6,1 и 5,6 против 5,4, 4,9 и 5,0 под чёрным паром. Сильнее всего под воздействием залежи изменилась гидролитическая кислотность почвы (Нг). Так, в гумусовом горизонте почвы под чёрным паром она была в 3,8 раза выше, чем под залежью, в горизонте А1 -в 3,7 раза, в горизонте АВ - в 1,2 раза (см. табл. 2).
Влияние корневых систем растений на кислотность почвы достаточно хорошо изучено. Так, в опытах Jenny, Cowan установлено, что проростки сои из суспензии с рН 6,3 извлекали 1,02 м-экв Са++, снижая ее реакцию до рН 4,32. После этого суспензия содержала 0,948 м-экв Н+, которого не было до опыта [11]. В.В. Снакин [12] отмечал подкисление почвенных растворов под влиянием корневой системы, которое усиливалось вблизи кончиков корней и в зоне корневых волосков. В яблоневом саду непрерывная работа корневой системы происходит в течение всей вегетации. В.А. Колесников [13] наблюдал, что в отдельные годы рост всасывающих корней семечковых пород проходил на протяжении всего года. Исходя из этого, можно предположить, что корневые выделения плодовых растений подкисляют среду более интенсивно, чем у однолетних растений на залежи.
Потери кальция в почве яблоневого сада привели к снижению суммы поглощённых оснований в варианте с черным паром, по сравнению с залежью, в пахотном горизонте на 14,8 мг-экв/100 г, в горизонте А1 - на 12,0; АВ - 6,0 мг-экв/100 г почвы. Ёмкость катионного обмена уменьшилась соответственно на 11,8; 8,0 и 5,2 мг-экв/100 г. Величина этого показателя в гумусовом горизонте почвы под залежью соответствовала градации «высокая», под чёрным паром - «средняя». Изменение соотношения щелочноземельных металлов и поглощённого водорода в сторону последнего привело к снижению такого важного агрохимического показателя, как степень насыщенности основаниями при содержании почвы под чёрным паром, по сравнению с залежью, в среднем по гумусовому горизонту, на 9,6%. Содержание легкогидролизуемого азота в почве под залежью в гумусовом горизонте было выше на 31,5 мг/кг; в переходном - почти на 10 мг/кг. Количество фосфора в пахотном горизонте почвы под залежью оказалось почти в 2 раза больше, чем под чёрным паром.
выводы. Таким образом, почва, находящаяся в течение 20 лет под залежью, имеет более благоприятные для закладки сада агрофизические и агрохимические свойства, по сравнению с содержанием под чёрным паром. Наиболее значительное влияние залежь оказывает на потенциальную кислотность почвы, выраженное в снижении величины Нг в 3,7-3,8 раза, чему способствует повышение суммы поглощённых оснований в гумусовом горизонте на 12-15 мг-экв/100 г.
Литература.
1. Кашин В.И. Научные основы адаптивного садоводства. М.: Колос, 1995. 335 с.
2. Жученко А.А. Пути инновационно-адаптивного развитияАПКРоссии вXXI столетии. Киров: НИИСХСеверо-Востока, 2011. 144 с.
3. Трунов Ю.В. Биологические основы минерального питания яблони. Воронеж: Изд-во «Кварта», 2013. 428 с.
4. Захаров В.Л. Садопригодность почв Тамбовской равнины. Агрохимические и физические аспекты. Saarbrucken (Германия): LAPLAMBERTAcademic Publishing, 2013. 450 с.
5. Садоводство России/Е.Н. Седов, Г.В. Ерёмин, И.В. Казаков, В.Н.Попов. Тверь: Агенство «Дайджест», 1994. 281 с.
6. Ревут И. Б. Физика почв. Л.: Колос, 1964. 318 с.
7. Иванов В.Д., Кузнецова Е.В. Оценка почв: Учебное пособие. Воронеж: ФГУ ВПО ВГАУ, 2004. 331 с.
8. Петербургский А.В. Практикум по агрономической химии. 6-е изд. М.: Колос, 1968. 496 с.
9. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5-е изд., доп. и перераб. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
10. Ахтырцев Б.П., Щетинина А.С. Изменение серых лесных почв Среднерусской лесостепи в процессе с.-х. освоения. Саранск: Изд-во Моск. гос. ун-та, 1969. 163 с.
11. Ратнер Е. И. Минеральное питание растений и поглотительная способность почв. М.-Л.: АН СССР, 1950. 319 с.
12. Саламатова Т.С., Зауралов О.А. Физиология выделения веществ растениями: Учеб. пособие. Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1991. 152 с.
13. Снакин В.В. Анализ состава водной фазы почв. М.: Наука, 1989. 118 с.
14. Колесников В.А. Корневая система плодовых и ягодных растений. М.: Колос, 1974. 510 с.
influence of longstanding fallow for renovation of perennial plants
on morphological traits, agrochemical and agrophysical properties of soil
G.N. Pugachev1, D.N. Eremeev2, Y.V. Trunov1, A.I. Kuzin1
'I.V. Michurin All-Russia Research Institute for Horticulture, ul. Michurina, 30 Michurinsk, Michurinskii r-n, Tambovskaya obl., 393774, Russian Federation
2«Agrofirma Imeny 15 Let Oktobrya», Troekurovo, Lebelyanskii r-n, Lipetskaya obl., 399626, Russian Federation 3Michurinsk State Agrarian University, ul. Internatsionalnaya, 101, Michurinsk, Tambovskaya obl., 393760, Russian Federation Summary. The researches were carried out in 2009-2013 under conditions of JSC «Agrofirma Imeni 15 Let Oktyabrya» and on the base of the laboratory of soil preparation and maintenance of All-Russia Michurin Research Institute of Horticulture to study the longstanding fallow effect on the humus reproduction, acidity, content of nutrients, as well as agro-physical properties of meadowlike leached chernozem soil. There were established three basic profiles on each variant (black fallow and longstanding fallow). The humus content in 20-year-old fallow horizon A increased by 0.4%; A1 - by 0.9%; AB - by 1.8%; B1 - by 0.6%; B2 - by 0.3%. Also in this trial variant was registered the value of soil exchange acidity closer to neutral (value pH KCl Aplough in horizons A, A1 and AB was 6.2, 6.1 and 5.6, respectively, compared to 5.4; 4.9 and 5.0 under the black fallow). The longstanding fallow also increased the value of the lowest soil water capacity. By such soil mode the hydrolytic soil acidity (Hr) decreased compare to black fallow 3.8 times; the amount of absorbed bases in the humus horizon (54-56 cm) increased by 12-15 mEq/100 g; hydrolyzable nitrogen content increased by 31,5 mg/kg; content of phosphorus increased almost 2 times. Compare to black fallow Soil, maintained within 20 years as longstanding fallow, has more favorable agrochemical properties for planting orchard. Key words: soil, longstanding fallow, orchard planting suitable, apple tree, black fallow, soil agrochemical properties, soil agrophysical properties, renovation of plot.
Author Detalis: G.N. Pugachev, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow (е-mail: info@vniismich.ru); D.N. Eremeev, Sc. (Agr.), director; YV. Trunov, D. Sc. (Agr.), director; A.I. Kuzin, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow, assoc. prof.
For citation: Pugachev G.N., Eremeev D.N., TrunovYV., Kuzin A.I. Influence of Longstanding Fallow for Renovation of Perennial Plants on Morphological Traits, Agrochemical and Agrophysical Properties of Soil. Dostizheniyanaukiitekhniki APK. 2016. Vol. 30. No. 7. Pp. 53-55 (in Russ.).
