АГРОХИМИЯ, 2013, № 5, с. 9-17
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ Плодородие почв
УДК 631.416.2:631.445.41:631.811.816:631.582(470.324)
ДИНАМИКА ФОСФАТНОГО РЕЖИМА ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ УДОБРЕНИЙ В ЗЕРНОПАРОПРОПАШНОМ СЕВООБОРОТЕ ЛЕСОСТЕПИ ЦЧР
© 2013 г. О.А. Минакова, Л.В. Александрова, М.Г. Мельникова
Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свеклы им. А.Л. Мазлумова РАСХН
396030 Воронежская обл., п. ВНИИСС, Россия Е-та11: olalmin2@rambler.ru
Поступила в редакцию 18.09.2012 г.
Длительное применение минеральных удобрений и навоза в севообороте с сахарной свеклой способствовало значительному изменению фосфатного состояния чернозема выщелоченного: увеличению количества доступных растениям соединений Р205, валового фосфора и созданию положительного баланса элемента в почве.
Ключевые слова: фосфатный режим, чернозем выщелоченный, длительное внесение удобрений, зернопаропропашной севооборот, лесостепь ЦЧР.
ВВЕДЕНИЕ
Запасы фосфора в почвах недостаточны для получения высоких урожаев в условиях интенсивного земледелия, и в ближайшее время нет альтернативы применению фосфорных удобрений [1]. Полный возврат фосфора необходим для получения стабильной урожайности и воспроизводства плодородия [2]. Недостаток Р205 отражается на развитии сахарной свеклы в начале вегетации, когда сахарная свекла очень слабо усваивает его из труднорастворимых фосфатов [3]. В Воронежской обл. большая площадь почв имеет низкое и среднее содержание Р205, а также его отрицательный баланс [4, 5]. Такое фосфатное состояние почв не способно удовлетворять потребность сахарной свеклы в этом важнейшем элементе питания.
Фосфорный компонент комплексных удобрений наименее доступен растениям вследствие их быстрого связывания. Среди других основных элементов питания они имеют наиболее длительный эффект последействия [6]. Многочисленными исследованиями доказано увеличение количества подвижного фосфора при систематическом применения удобрений [7-14]. При этом зачастую отмечали переход градаций обеспеченности из более низких в более высокие [12, 15]. Внесение фосфорных удобрений
повышает содержание рыхлосвязанного кальция, наиболее доступные фосфаты накапливаются также во фракции А1-Р, при этом заметно увеличивается содержание высокоосновных фосфатов кальция, особенно в карбонатных почвах. Возможно накопление и органофосфатов - хорошего источника питания для растений [16]. Зачастую отмечают накопление в наиболее подвижных 1-4 группах части минеральных фосфатов, что объясняет эффективное длительное последействие фосфорных удобрений [17]. Удобрения повышают степень подвижности фосфатов [18].
Установлено, что положительное действие фосфорных удобрений на урожайность при насыщении почвы фосфором уменьшается [8, 19-22].
Доступность растениям почвенных фосфатов, следовательно - их положительный эффект, в значительной мере обусловлены реакцией почвенной среды, содержанием органического вещества, состоянием почвенно-поглощающего комплекса, количеством влаги и ее перемещением в почве, температурой почвы и другими факторами [2].
Оптимальным уровнем фосфорного питания на черноземах некарбонатных является содержание 10-15 мг/100 г почвы (по Чирикову) [23]. При достижении оптимального уровня фосфора в почве фосфор из удобрений можно исключить на одну
ротацию 10-польного севооборота, не вносить под каждую культуру или значительно уменьшить его дозы [1, 4, 11, 24].
Показано, что после 20 лет проведения опыта с применением удобрений на черноземе выщелоченном количество наименее подвижной формы фосфора возросло в удобренном варианте соответственно на 8.6, 7.7 и 20% в слоях 0-20, 20-40 и 40-60 см [25]. При внесении навоза и №К количество валового Р205 возрастало на 17-33%, органического фосфора - на 33-42%, подвижного - на 12-21% [26].
Таким образом, изучение трансформаций соединений фосфора в черноземе выщелоченном и баланса элемента в зерносвекловичном севообороте под влиянием систематического применения удобрений является актуальной задачей агрохимии. Цель работы - определение динамики фосфатного режима чернозема выщелоченного, а также его влияния на урожайность сахарной свеклы при длительном применении удобрений в зернопаропро-пашном севообороте зоны неустойчивого увлажнения лесостепи ЦЧР.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование проводили в 2000-2008 гг. на территории землепользования Всероссийского научно-исследовательского института сахарной свеклы и сахара им. А.Л. Мазлумова (Рамонский р-н, Воронежская обл.). Климат района исследования - умеренно-континентальный с неустойчивым увлажнением (ГТК = 0.9-1.0). Объектом исследования служила почва стационарного опыта - чернозем выщелоченный малогумусный среднемощный тяжелосуглинистый на тяжелом карбонатном суглинке.
Стационарный опыт был заложен в 1936 г. и представляет собой девятипольный зернопаропро-пашной севооборот со следующим чередованием культур: черный пар-озимая пшеница-сахарная свекла-ячмень-однолетние травы-озимая пшеница-сахарная свекла-однолетние травы-овес. Под сахарной свеклой было занято 22.2% севооборотной площади, зерновыми - 44.4%, зернобобовые, кормовые культуры и черный пар занимали по 11.1%.
Агрохимические свойства почвы перед закладкой опыта (1935 г.) были следующими: содержание гумуса - 5.0-6.5%, сумма обменных оснований - 42-46, обменного Са2+ - 32-36, Mg2+ -4.0-4.5 мг-экв/100 г почвы, Ит - 3.0-5.0 мг-экв/100 г почвы, N-N0.; - 1.6-4.0, Р205 - 6.0-10.0, К20 -13.0-18.0 мг/100 г почвы. Почва обладала неблагоприятными физическими свойствами.
В 8-й ротации (2000-2008 гг.) почва опыта характеризовалась величиной рНкс1 4.8-5.7. Сумма поглощенных оснований изменялась от 27.0 до 29.0 мг-экв/100 г почвы. Гидролитическая кислотность изменялась от 4.12 до 6.34 мг-экв/100 г почвы. Степень насыщенности основаниями составляла >90%. Содержание подвижного азота по Грандваль-Ляжу изменялось от 1.2 до 2.4, фосфора и калия (по Чирикову) - соответственно от 9.5 до 16.0 и от 9.8 до 19.3 мг/100 г почвы. Почва опыта обладала благоприятными общими физическими и водно-физическими свойствами.
Схема опыта состояла из 8 вариантов с различными дозами внесения минеральных и органических удобрений: 1) Контроль - без внесения удобрений, 2) N45P45K45 + навоз 25 т/га, 3) N90P90K90 + + навоз 25 т/га, 4) N135P135K135 + навоз 25 т/га, 5) N45P120K45 + навоз 25 т/га, 6) N45P45K45 + + навоз 50 т/га, 7) N150P150K150 + навоз 50 т/га, 8) N190P190K190. Повторность опыта трехкратная, размещение вариантов систематическое. Площадь опытной делянки и учетная площадь составляла соответственно 133.7 и 10.8 м2. Выращивали районированные сорта и гибриды сахарной свеклы и других культур севооборота.
В качестве минеральных удобрений использовали АЗФК (16:16:16), которую вносили под сахарную свеклу перед основной обработкой почвы. В вариантах с повышенной долей P2O5 применяли P. Навоз КРС вносили один раз за ротацию севооборота в пар.
В качестве основной обработки почвы под сахарную свеклу использовали глубокую зяблевую вспашку на 30-32 см и плоскорезную обработку почвы под озимую пшеницу.
Почвенные образцы отбирали с глубины 0-20 и 20-40 см под сахарной свеклой в звене с черным паром. В отобранных почвенных образцах определяли: групповой состав фосфатов (по Чирикову), подвижный P2O5 (по Чирикову, ГОСТ 26204-91), фосфатазы - методом Хазиева, поглощение P2O5 -по методу Карпинского-Замятиной.
Полученные данные обработаны статистическими методами с использованием программ Statistika v.6.0 и Microsoft Excel 2007 для ПК.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Выявлено, что длительное внесение удобрений к 8-й ротации содействовало увеличению количества валового фосфора при внесении N135-150P135-150K135-150 + навоз 25-50 т/га в пар на 20-22%
Таблица 1. Содержание валового Р205 и групповой состав фосфатов в почве под сахарной свеклой, 2000-2008 гг., %
1 2 3 4
Глубина, см Валовой P2O5 0.05 н. H2O + CO2 0.5 н. CH3COOH 0.5 н. HCl 3.0 н. NH4OH Остаток
0-20 20-40
0-20 20-40
0-20 20-40
0-20 20-40
0-20 20-40
0-20 20-40
0-20 20-40
0.15 0.14
0.17 0.17
0,18 0,17
0.18 0.17
0.19 0.17
0.18 0,17
0.18 0.18
Без удобрений
1.0 10,3 0.7 11.4
N45P60K45 + навоз 25. т/га
1.1 9.4 0.7 10.1
N90P120K90 + навоз 25 т/га
1.3 0.8
9.6
N135P180K135 + навоз 25 т/га
1.4 8.1
1.0 9.0
N45P90K45 + навоз 25 т/га
1.2 8.4
0.7 9.0
N45P60K45 + навоз 50 т/га
0.9 11.2
0.5 11.9
6.3 6.9
7.1 7.7
7.3 8.1
7.7
8.6
7.4 7.9
7.0 7.9
N150P150K150 + навоз 50 т/га
1.0 0.8
10.8 11.5
N190P190K190
8.1 9.2
49.6
40.1
54.2
47.8
59.3
49.6
61.3
59.9
60.7 49.0
63.3
52.8
67.8 57.2
32.8
40.9
28.2 33.7
23.3 31.9
21.5
21.5
22.3
33.4
17.6 26.9
12.3 21.3
0-20 0.18 1.6 6.1 8.0 59.6 24.7
20-40 0.18 1.2 8.3 9.2 47.4 33.9
в слое 0-20 см почвы (табл. 1). В слое 20-40 см количество этой формы фосфора возрастало в этих вариантах, а также при внесении К45Р90К45 + навоз 25 т/га в пар и Ш90Р190К190 на 19-24% относительно контроля.
Установлено, что количество фосфатов первой группы в почве опыта на глубине 0-20 м возрастало на 30-60% при систематическом внесении К90-135Р90-135К90-135 + навоз 25 т/га в пар и Ш90Р190К190, на 14-71% - в слое 20-40 см. Применение минеральных удобрений на фоне навоза в дозе 50 т/га в пар, а также К45Р45К45 + навоз 25 т/га в пар не способствовало увеличению количества Р205, вытесняемого Н20 + С02.
Количество фосфатов, вытесняемых 0.5 н. СН3СООН, под воздействием внесения средних и высоких доз минеральных удобрений снижалось в слое 0-20 см на 8.7-41% (вследствие подкисле-ния почвы), и только применение К45-150Р45-
150K45-150 под сахарную свеклу на фоне дозы навоза 50 т/га в пар увеличило их содержание на 4.9-8.7%. В слое 20-40 см наибольшее снижение их содержания отмечали при внесении N45P90K45 + +навоз 25 т/га в пар, N190P190K190 иN135P135K135+ + навоз 25 т/га в пар (на 21-27%).
В удобренных вариантах отмечено увеличение содержания P2O5, извлекаемого 0.5 н. HCl: в слое 0-20 см - на 13-29%, в слое 20-40 см - на 15-33%. Максимальное действие на повышение данного показателя оказывало применение N135P13
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.