АГРОХИМИЯ, 2012, № 4, с. 14-20
УДК 631.41:631.445.41:631.421.1
ИЗМЕНЕНИЯ АГРОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЧЕРНОЗЕМА ТИПИЧНОГО ПРИ ПРИМЕНЕНИИ УДОБРЕНИЙ В ДЛИТЕЛЬНОМ ПОЛЕВОМ ОПЫТЕ
© 2012 г. Г.И. Уваров, А.П. Карабутов
Белгородский научно-исследовательский институт сельского хозяйства РАСХН 308001 Белгород, ул. Октябрьская, 58, Россия Е-шаИ: karabut.ap@mail.ru
Поступила в редакцию 15.08.2011 г.
При длительном (20 лет) использовании минеральных и органических удобрений на фоне способов основной обработки в зернопропашном севообороте установлено изменение содержания гумуса, гидролитической кислотности и подвижных форм азота, фосфора, калия в черноземе типичном. Ключевые слова: агрохимические свойства почвы, чернозем типичный, применение удобрений, длительный полевой опыт.
ВВЕДЕНИЕ
Для черноземов типичных лесостепи ЦЧР в настоящее время характерен ряд деградационных признаков. Среди них чаще всего наблюдают де-гумификацию, ухудшение качественного состава коллоидного комплекса, снижение количества доступных элементов питания и др. [1, 2]. По данным [3], в черноземе типичном мощном тяжелосуглинистом целинного заповедника "Ямская степь" Губкинского р-на Белгородской обл. содержание гумуса выше, чем в его старопахотном аналоге, на 4.1%. Кроме того, пахотный вариант чернозема отличается большим содержанием поглощенного водорода, сумма кальция и магния меньше на 3.3 мг-экв/100 г почвы по отношению к целинному варианту. В почвенном профиле обрабатываемого чернозема отмечено снижение легкогидролизуемого азота.
Потери гумуса при длительном сельскохозяйственном использовании черноземов связывают не только с эрозией почв, но и с активной минерализацией органического вещества почвенными микроорганизмами [4, 5]. Подкисление черноземных почв происходит, как правило, при систематическом применении физиологически кислых удобрений. Увеличение в почве количества поглощенного водорода, создание отрицательного баланса кальция и магния зависят не только от применения минеральных удобрений. Заметное влияние на эти процессы оказывает возрастающий вынос элементов питания урожаем культур и вымывание за пределы корнеобитаемого слоя [6-8].
Из-за снижения количества органического вещества в пахотных черноземах происходит уменьшение общего количества доступных элементов питания. Увеличить поступление их в почву возможно при применении органических и минеральных удобрений [9, 10]. Удобрения совместно с другими агротехническими приемами способствуют устранению негативных процессов и обеспечивают воспроизводство почвенного плодородия [11].
Цель работы - установить изменение основных агрохимических показателей чернозема типичного при длительном действии удобрений на фоне различных способов обработки почвы.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование проведено в стационарном полевом опыте лаборатории плодородия почв и мониторинга Белгородского НИИСХ, заложенного в 1987 г. Зернопропашной севооборот с чередованием культур: горох-озимая пшеница-сахарная свекла-ячмень-кукуруза на силос был развернут в пространстве и во времени. В 2010 г. в четырех из пяти полей опытного участка прошли 4 ротации севооборота.
Почва - чернозем типичный среднемощный ма-логумусный тяжелосуглинистый на лессовидном суглинке. На момент закладки опыта в пахотном слое содержалось 5.27-5.36% гумуса, подвижного фосфора и подвижного калия (по Чирикову) -соответственно 4.8-6.6 мг и 9.1-10.4 мг/100 г
почвы. Гидролитическая кислотность менялась в пределах 2.9-4.1 мг-экв/100 г почвы.
Действие удобрений испытывали на фоне различных способов основной обработки почвы (фактор А): вспашки, безотвальной и минимальной обработок.
Схема с удобрениями (фактор Б) включала: 1) контроль (без удобрений), 2) одинарная доза Ш0Р62К62, 3) двойная доза Ш20Р124К124, 4) одинарная доза навоза 40 т/га, 5) совместное применение одинарных доз КРК и навоза, 6) двойная доза КРК + одинарная доза навоза, 7) двойная доза навоза 80 т/га, 8) одинарная доза КРК + двойная доза навоза, 9) совместное применение двойных доз КРК и навоза. Навоз вносили под сахарную свеклу один раз за ротацию севооборота. Двойные дозы удобрений рассчитаны на расширенное воспроизводство плодородия почвы.
Содержание гумуса определяли по Тюрину, кислотность почвы - методом Каппена, содержание щелочногидролизуемого азота - по Корн-филду, подвижных форм фосфора и калия - по Чирикову в модификации ЦИНАО.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
За 20 лет проведения опыта в варианте без удобрения в слое 0-30 см содержание гумуса снизилось на 0.24 абсолютных %. При минимальной обработке почвы потери гумуса были меньше на 0.12%, чем при вспашке и безотвальной обработке, за счет менее активной минерализации. В слое 30-50 см содержание гумуса снизилось на 0.20 абсолютных % (табл. 1).
Применение минеральных удобрений сдерживало процессы дегумификации, внесение навоза приводило к накоплению гумуса. Содержание его в слое 0-30 см возрастало в варианте применения навоза 40 т/га относительно исходной величины на 0.15%, при дозе 80 т/га - на 0.30%. Отмечена тенденция к увеличению гумуса и в слое 30-50 см.
Накопление гумуса в почве происходило более активно при совместном применении минеральных и органических удобрений, особенно при применении двойных доз. Например, в слое 0-30 см оно повысилось на 0.39% относительно исходной величины. Примечательно, что во всех вариантах внесения навоза содержание гумуса в слое 0-30 см в среднем было на 0.11% больше при вспашке, чем при безотвальных обработках. Это указывало на усиление процесса гумификации при заделке навоза на глубину 0-30 см отвальным плугом.
Определение показателей гидролитической кислотности почвы за анализируемый период показало заметное изменение реакции среды. Кислотность почвы за 4 ротации севооборота повысилась даже в контроле. При этом наибольшее увеличение (в 2-3 раза) отмечали в слое 30-50 см (табл. 2).
При внесении минеральных удобрений кислотность слоев 0-30 и 30-50 см возрастала в наибольшей степени. В вариантах применения двойных доз КРК в пахотном слое она увеличилась в 1.7 раза, в подпахотном - в 2.7 раза по сравнению с исходной.
Минимальная обработка почвы при минеральной системе удобрения повышала кислотность пахотного слоя на 23% по сравнению со вспашкой.
При длительном внесении навоза в дозе 40 т/га кислотность пахотного слоя при вспашке снизилась в 1.2 раза, в слое 30-50 см она возросла в 2.1 раза. Наименьшие изменения кислотности отмечены при длительном внесении навоза в дозе 80 т/га. В подпахотном слое кислотность почвы также повысилась в 2 раза. Применение навоза в дозе 80 т/га, в том числе и в сочетании с минеральными удобрениями, обеспечило благоприятную почвенную кислотность.
Навоз оказывал большее влияние на снижение кислотности почвы при вспашке. При безотвальной и минимальной обработке почвы она повышалась в среднем в 1.3 раза.
Содержание щелочногидролизуемого азота в слое в почвы 0-30 см перед закладкой опыта оценивалось как среднее, в слое 30-50 см - низкое. За 20 лет опыта в контрольном варианте (без удобрений) его содержание уменьшилось в слое 0-30 см до низкого уровня. В слое 30-50 см содержание азота не изменилось при вспышке, в варианте с безотвальной и минимальной обработкой почвы оно повысилось (табл. 3).
Минеральная система удобрения способствовала повышению содержания данной формы азота. Это особенно проявилось при внесении двойных доз удобрений. В слое 0-30 см содержание азота увеличилось на 17, в слое 30-50 см - на 26 мг/кг почвы относительно исходного уровня, что соответствовало средней и низкой величине показателя.
Органическая система удобрения удерживала содержание азота на исходном уровне или повышала в зависимости от дозы навоза. Однако она не имела преимущества перед минеральной системой.
Таблица 1. Изменение содержания гумуса в почве при длительном применении различных способов обработки и удобрений
Вариант Гумус (%) по годам и отклонение (±) за 20 лет
Навоз, Глубина почвы, см 1987- вспашка безотвальная обработка минимальная обработка
т/га доза 1990 гг. 20072010 гг. ± 20072010 гг. ± 20072010 гг. ±
0 0* 1** 2*** 0-30 30-50 0-30 30-50 0-30 30-50 5.36 4.73 5.29 4.72 5.33 4.79 5.05 4.50 5.20 4.60 5.29 4.69 -0.31 -0.23 -0.09 -0.12 -0.04 -0.10 5.09 4.52 5.20 4.61 5.30 4.66 -0.27 -0.21 -0.09 -0.11 -0.03 -0.13 5.19 4.56 5.25 4.63 5.31 4.70 -0.17 -0.17 -0.04 -0.09 -0.02 -0.09
40 0 1 2 0-30 30-50 0-30 30-50 0-30 30-50 5.29 4.75 5.35 4.84 5.30 4.84 5.51 4.75 5.55 4.89 5.60 4.93 0.22 0.00 0.20 0.05 0.30 0.09 5.39 4.74 5.44 4.89 5.51 4.92 0.10 -0.01 0.09 0.05 0.21 0.08 5.42 4.74 5.46 4.91 5.52 4.94 0.13 -0.01 0.11 0.07 0.22 0.10
80 0 1 2 0-30 30-50 0-30 30-50 0-30 30-50 5.27 4.72 5.31 4.73 5.31 4.78 5.65 4.85 5.71 4.92 5.76 4.99 0.38 0.13 0.40 0.19 0.45 0.21 5.53 4.84 5.60 4.90 5.66 4.98 0.26 0.12 0.29 0.17 0.35 0.20 5.53 4.86 5.61 4.95 5.67 5.00 0.26 0.14 0.30 0.22 0.36 0.22
НСР05 для слоя 0-30 см: фактор А - 0.08, Б - 0.05; для слоя 30-50 см: фактор А - 0.11, Б - 0.06.
* 0 - без удобрений, ** 1 - одинарная доза удобрений, *** 2
Совместное внесение минеральных и органических удобрений повышало содержание щелочно-гидролизуемого азота в почве в большей степени, чем каждый из них в отдельности. При внесении двойной дозы КРК на фоне навоза 80 т/га в слое 0-30 см содержание возросло на 43 мг/кг почвы относительно исходного уровня. В слое 30-50 см оно возросло на 45 мг/кг почвы, что соответствовало среднему уровню обеспеченности почвы.
Перед закладкой опыта содержание подвижного фосфора в слое 0-30 см было средним, в слое 30-50 см - низким. За 4 ротации севооборота содержание подвижного фосфора в почве увеличилось в варианте без удобрений. В слое 0-30 см оно возросло в 1.4 раза, в слое 30-50 см - в 1.5 раза (табл. 4).
Минеральная система удобрения в одинарных дозах повышала содержание подвижного фосфора в слое 0-30 см до повышенного уровня. При применении двойных доз КРК его содержание возрастало до высокого и очень высокого уровня, что было в 3.9 раза больше исходного уровня. В слое 30-50 см содержание фосфора увеличилось в 2.6 раза.
двойная доза у
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.