АГРОХИМИЯ, 2008, № 12, с. 3-11
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ Плодородие почв
УДК 631.81:631.41:631.445.24:631.582
БАЛАНС ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ И ИЗМЕНЕНИЕ АГРОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ ЗА РОТАЦИЮ ЗЕРНОТРАВЯНОГО СЕВООБОРОТА
© 2008 г. В. В. Конончук, В. Д. Штырхунов, С. М. Тимошенко, Е. Н. Лисеенко
Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны 143026 Московская обл., Одинцовский р-н, пос. Ново-Ивановское, ул. Калинина, 1, Россия
E-mail: nemchin96@mail.ru Поступила в редакцию 07.02.2008 г.
Максимальная продуктивность зернотравяного севооборота с 67%-ным насыщением бобовыми культурами (30-32 ц з.е./га) получена без удобрений в вариантах с клевером луговым, люцерной, лядвенцем рогатым и в смеси клевера лугового с райграсом. Прибавка урожая в результате деятельности симбиотических азотфиксирующих бактерий (далее симбиотического азота бобовых) в зерновом звене была сопоставима с прибавкой от 60 кг N/га, вносимого ежегодно в течение трех лет при выращивании зерновых культур после неудобренного райграса, и составила 9-11 ц/га (29-35%). Высокое насыщение севооборота бобовыми способствовало созданию положительного среднегодового баланса азота в почве (11-26 кг/га) при доле участия симбиотического азота в балансе 7075% и обогащении им почвы на 24-30 кг/га в год. Среднегодовые темпы прироста гумуса составляли при этом 0.03-0.07%, конечное его содержание - 1.79-1.94%. Дефицит фосфора и калия в балансе достигал 31-34 кг Р205/га и 67-81 кг К20/га, темпы уменьшения содержания подвижных форм этих элементов - 12-15 и 15-20 мг/кг в год. Применение среднегодовых доз (NPK)30 уменьшало размеры дефицита Р205 до 1-3, К20 - до 38-51 кг/га, возмещая вынос на 91-97 и 38-44% соответственно, но незначительно влияло на уменьшение количества подвижных элементов в почве.
ВВЕДЕНИЕ
Органическое земледелие, призванное обеспечивать население дешевыми и экологически безопасными продуктами питания, а животноводство - кормами, предусматривает возделывание сельскохозяйственных культур при минимальном применении промышленных удобрений, главным образом, за счет максимального использования резервов самой почвы, а также внесения органических удобрений, включая побочную продукцию растениеводства.
Пополнение запасов азота в почве осуществляется также расширением клина многолетних бобовых трав в севооборотах, посева бобовых си-дератов и зернобобовых культур.
Способность к азотфиксации они проявляют наилучшим образом в условиях достаточной обеспеченности почвы фосфором и калием [1], поэтому для биологизированных севооборотов необходимо выбирать участки с повышенным и высоким содержанием Р2О5 и К20.
Бобовые для формирования урожая потребляют значительно больше питательных веществ в сравнении с культурами других семейств. Если 80-85% необходимого им азота они получают из атмосферы [2-3], то фосфор и калий - только из почвы и удобрений. В условиях дефицита минеральных удобрений в российском земледелии, обу-
словленного экономическими причинами, возрастает значение мониторинга агрохимических показателей плодородия почвы и балансовых расчетов с целью прогнозирования и своевременного выявления деградационных тенденций и принятия мер по их устранению. Цель работы - исследование баланса элементов питания и изменения агрохимических показателей дерново-подзолистой почвы за ротацию зернотравяного севооборота с высокой долей бобовых культур.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследования проводили в шестипольном зер-нотравяном севообороте со следующим чередованием культур: многолетние травы 1-го года пользования беспокровно-многолетние травы 23-го годов пользования-ячмень-овес-горох-пе-люшка + ячмень. Доля бобовых в севообороте составляла 67%.
В опыте изучали следующие агротехнические факторы: виды бобовых и злаковых трав (клевер луговой, люцерна пестрогибридная, клевер ползучий, лядвенец рогатый, райграс многолетний); состав травосмесей: а) одновидовые травостои, б) двухкомпонентные бобово-злаковые травостои (клевер луговой + райграс, люцерна + райграс, клевер ползучий + райграс, лядвенец + рай-
грае); дозы и сроки внесения азотных удобрений иод райграс.
Высевали следующие сорта трав: клевер луговой - Вик-7, клевер иолзучий - Вик-70, люцерна -Вега, лядвенец рогатый - Луч, райграс - Вик-66.
Многолетние бобовые травы в одновидовых иосевах и в смеси с райграсом выращивали без ирименения удобрений. Азот иод райграс вносили дробно иод каждый укос в диаиазоне суммарных ежегодных доз от 0 до 200 кг К/га. Всего за 3 года жизни трав было ироведено 5 укосов одновидовых иосевов бобовых и бобово-злаковых травосмесей и 3 укоса райграса. В вариантах с азотным удобрением иод райграс за этот иериод было внесено N90, N165 и N240. Последующие культуры возделывали на двух фонах удобренности - без удобрений и ири ежегодном внесении К60Р60К60. Общая илощадь делянки 75 м2. Расиоложение делянок систематическое, иовторность четырехкратная. Учет урожая - силошной иоделяночный. Фазы уборки трав: бутонизация-начало цветения бобовых, зерновых колосовых и зернобобовых культур - иолная сиелость зерна. Солому зерновых и иелюшки иосле уборки заиахивали. В 2005 г. в иервой закладке оиыта завершилась ротация севооборота. При расчетах баланса фосфора и калия в иочве в ириходную часть включали иостуи-ление Р205 и К20 с удобрениями, в расходную -вынос с отчуждаемой частью урожая.
Расчет баланса азота более сложен, иоскольку слагается из ряда трудно учитываемых статей. В ириходной части иринимали во внимание ио-стуиление его с удобрениями, семенами, осадками, а также за счет симбиотической и несимбио-тической ^-фиксации. В расходную часть, иоми-мо выноса с урожаями, включали газообразные и инфильтрационные иотери.
Содержание элементов иитания в основной и иобочной иродукции, а также в иочве оиределяли в лаборатории массовых анализов института согласно общеиринятым ГОСТам.
Почва оиытного участка - дерново-иодзоли-стая среднесуглинистая, средней стеиени окульту-ренности, с осени иеред закладкой оиыта ироиз-весткована из расчета 5 т известняковой муки/га.
Весной 2000 г. в иахотном (0-22 см) слое содержалось: гумуса - 1.61-1.81%, иодвижного фосфора - 238-304, иодвижного калия - 152-184 мг/кг ири рНКс1 6.2-7.1, Нг - 0.53-1.20 мг-экв/100 г.
Метеорологические условия вегетационных иериодов (май - сентябрь), несмотря на ионижен-ную среднесуточную темиературу воздуха в начале вегетации, в целом благоириятствовали росту и развитию растений, за исключением 2002 г., который был острозасушливым. Вследствие этого вместо за-иланированных трех укосов бобовых трав иолучен всего один, а урожай райграса не сформировался.
Результаты учетов обработаны статистически методом дисиерсионного анализа [4].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Продуктивность многолетних бобовых трав и бобово-злаковых травосмесей в травяном звене севооборота ири бесиокровном иосеве за 3 года иользования была небольшой и варьировала в зависимости от вариантов в иределах 85-141 ц сухого вещества/га. В сложившихся условиях возделывания наибольшая урожайность (136-141 ц/га) иолучена в одновидовых иосевах лядвенца рогатого и люцерны. Урожайность клевера лугового, его смеси с райграсом и люцерново-райграсовой смеси составила 116-119 ц/га. Наименьшей иро-дуктивностью среди вариантов с участием бобовых отличались варианты с клевером иолзучим в одновидовом иосеве (85 ц/га) и в смеси с райграсом (86 ц/га). Райграс многолетний обесиечивал иолучение только 30 ц сухого вещества/га; внесение за 3 года от N90 до N165 увеличило урожайность до 61-97 ц/га. Применение максимальной дозы азота 240 кг/га не сиособствовало дальнейшему росту урожайности (84 ц/га) (табл. 1).
Несмотря на невысокий уровень иродуктивно-сти многолетних трав, обусловленный, очевидно, бесиокровным сиособом иосева и иогодными условиями, в 3-й год ироявилось иоложительное влияние биологического азота, накоиленного в их иожнивно-корневых остатках, на иродуктив-ность культур зернового звена. Как отмечено в ранее оиубликованных работах [5-6], наибольшая урожайность 3-х иоследующих зерновых культур (ячменя, овса, иелюшки), равная в среднем 39-41 ц з.е./га, создавалась иосле клевера лугового, люцерны, клевера иолзучего и смеси клевера лугового с райграсом. После расиашки иластов лядвенца рогатого, смесей райграса с люцерной, с клевером иолзучим или с лядвенцем она уменьшалась до 36-38 ц з.е./га.
Эффективность симбиотически связанного азота, доиолнительно иостуиившего в иочву с иожнив-но-корневыми остатками указанных груии трав и травосмесей, составляла соответственно 29-35 и 20-26% или 9-11 и 6-8 ц з.е./га, что соиоставимо с ирибавкой урожайности от ежегодно вносимой в составе №К дозы азота 60 кг/га ири выращивании этих культур иосле неудобренного райграса.
Исследованиями установлено, что ири среднегодовой иродуктивности севооборота без удобрений 175-315 ц з.е./га баланс фосфора и калия складывался отрицательным. Дефицит фосфора в балансе варьировал от 17 до 34, калия - от 23 до 81 кг/га в год. Его наибольшие величины - 30-34 кг Р205/га и 67-81 кг К20/га отмечены в вариантах одновидовых иосевов многолетних бобовых трав, смесей райграса с клевером луговым, с люцерной
Таблица 1. Урожайность культур и среднегодовая продуктивность шестипольного зернотравяного севооборота в зависимости от удобрения и предшественников (2000-2005 гг.)
Вариант Без удобрений Ю0Р30К30
сухое вещество трав за 3 года пользования (2000-2002 гг.) ячмень, 2003 г. овес, 2004 г. горох-пе-люшка, 2005 г. среднегодовая продуктивность, ц з.е./га ячмень, 2003 г. овес, 2004 г. горох-пе-люшка, 2005 г. среднегодовая продуктивность, ц з.е./га
ц/га ц/га
Клевер луговой 120 47.9 39.4 28.1 30.3 41.1 40.3 29.7 28.5
Люцерна 141 43.2 39.5 27.3 31.2 41.9 37.0 24.0 30.0
Клевер ползучий 85 39.9 36.3 29.6 26.7 38.3 39.2 29.2 24.4
Лядвенец 136 33.9 39.9 30.1 29.6 46.0 39.0 25.5 28.6
Клевер луговой + 116 45.4 40.5 31.5 29.5 37.1 43.4 28.0 28.8
+ райграс
Люцерна + райграс 119 39.1 40.6 32.0 28.7 37.4 37.3 30.1 27.4
Клевер ползучий + 86 40.3 40.2 31.9 25.6
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.