АГРОХИМИЯ, 2015, № 9, с. 33-40
- Удобрения -
УДК 631.416.2:631.445.24:631.816
ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ
УДОБРЕНИЙ НА ФОСФАТНЫЙ РЕЖИМ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ТЯЖЕЛОСУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЫ
© 2015 г. Н.Е. Завьялова, А.Н. Сторожева
Пермский научно-исследовательский институт сельского хозяйства 614532 Лобаново, Пермский край, Россия E-mail: pniish@rambler.ru
Поступила в редакцию 30.03.2015 г.
В длительном полевом опыте установлены закономерности формирования фосфатного режима дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы в результате систематического применения возрастающих доз полного минерального удобрения. Установлено увеличение содержания минерального фосфора в почве с 690 мг/кг в варианте без удобрений до 1410 мг/кг при внесении N150P150K150 и уменьшение содержания органического фосфора с 375 до 205 мг/кг соответственно. Степень подвижности фосфатов варьировала в зависимости от фазы развития растений клевера лугового от 0.60-0.88 мг/л в контроле до 5.95-11.0 мг/л в варианте N150P150K150 Накопление остаточных фосфатов удобрений происходило, прежде всего, в I—III группах минеральных фосфатов. Содержание фосфатов щелочных металлов и свежеосажденных фосфатов Са и Mg изменилось от 137 в контроле до 307 мг/100 г в варианте N150P150K150. Содержание разноосновных фосфатов Са и Mg (II группа) увеличилось при максимальной дозе удобрения на 30% относительно неудобренной почвы, фосфатов III группы — в 2 раза, фосфат-ионов в IV группе (фосфаты Fe(III)) — примерно на 20%. Менее всего претерпела изменения V группа, в которую входят высокоосновные фосфаты кальция типа апатита.
Ключевые слова: длительное применение минеральных удобрений, фосфатный режим, дерново-подзолистая тяжелосуглинистая почва.
ВВЕДЕНИЕ
Дерново-подзолистые почвы Предуралья бедны питательными веществами. Они характеризуются кислой реакцией среды, ненасыщенностью основаниями, низким содержанием гумуса и азота, средним содержанием валового и подвижного фосфора. Слабая обеспеченность растений доступными формами основных элементов питания вынуждает землепользователей преобразовывать природные свойства почв - окультуривать их. Важнейшим показателем окультуренности и плодородия почв является обеспеченность их фосфором.
По степени участия в фосфорном питании растений минеральные фосфаты условно можно разделить на 3 группы: 1 - фосфаты почвенного раствора, полностью доступные растениям; 2 -фосфаты, осажденные или адсорбированные на поверхности твердых фаз почвы, эта группа характеризует запас подвижных фосфатов почвы, ее фосфатную емкость; 3 - труднорастворимые фосфаты, заключенные в минеральном скелете
почвы [1]. Главным источником фосфора для растений служат почвенные фосфаты и органические и минеральные удобрения.
При длительном систематическом применении фосфорсодержащих удобрений происходит повышение содержания всех форм фосфорных соединений в почве [2-4]. Есть мнение, что фосфор удобрений в силу своей малоподвижности практически не теряется из почвы, аккумулируется в корнеобитаемом слое и длительное время сохраняет высокую доступность для растений [5]. Другие авторы также указывают на высокую эффективность минеральных удобрений в повышении содержания подвижных фосфатов почвы, однако действие минеральных удобрений считают кратковременным, поскольку внесенный фосфор быстро переходит в устойчивые малоподвижные соединения [6].
Установлено, что в дерново-подзолистых почвах основная часть неиспользованного фосфора удобрений превращается со временем в фосфаты оксидов железа и алюминия, в то же время зна-
чительно увеличивается степень подвижности фосфатов, доступность их растениям [2, 7, 8].
Одной из главных характеристик уровня плодородия почв служит содержание подвижного фосфора, при котором получают наибольший урожай возделываемой культуры. При содержании подвижного фосфора >150 мг/кг культуры севооборота практически не отзываются на внесение фосфорных удобрений [5]. Для суглинистых дерново-подзолистых почв оптимальный фосфатный уровень находится в пределах 120-150 мг Р2О5/кг [9, 10]. Высокие дозы фосфорсодержащих удобрений приводят к зафосфачиванию, при этом существенно меняются физические, физико-химические, биологические и агрохимические показатели и свойства почвы [11-13].
Цель работы - изучение влияния длительного применения полного минерального удобрения в возрастающих дозах на фосфатный режим дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы Предуралья.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Полевой стационарный опыт по изучению влияния различных доз минеральных удобрений на урожайность полевых культур заложен в 1978 г. на опытном поле Пермского НИИСХ на дерново-подзолистой тяжело суглинистой почве со следующими характеристиками слоя 0-20 см почвы: рНКС1 5.6, гидролитическая кислотность - 2.0, обменная - 0.025, сумма поглощенных оснований -21.0 мг-экв/100 г почвы, содержание гумуса (по Тюрину) - 2.12%, подвижных форм фосфора в пахотном слое - 175, обменного калия - 203 мг/кг почвы (по Кирсанову). Варианты опыта включали 6 уровней минерального питания: 1 - К0Р0К0, 2 - Ш0Р30К30, 3 - Ш0Р60К60, 4 - Ш0Р90К90, 5 - Ш20Р120К120, 6 - Ш50Р150К150. Минеральные удобрения вносили под зерновые культуры и картофель, на клевере изучали их последействие. В опыте использовали Каа, Рсд и Кх. Известь вно-
ал" сд х
сили перед закладкой опыта по 1.0 Нг. Органические удобрения в опыте не использовали.
Восьмипольный севооборот был территориально развернут на 3-х полях со следующим чередованием культур: чистый пар-озимая рожь-картофель-пшеница-клевер 1-го года поль-зования-клевер 2-го года пользования-ячмень-овес. Общая площадь делянки - 120 м2, учетная -76.4 м2. Опыт заложен в трехкратной повторности, размещение вариантов - рендомизированное.
Почвенные образцы для исследования отбирали в 5-й ротации севооборота после уборки озимой ржи и клевера 1-го года пользования с 2-х несмежных повторений в слоях 0-20 и 20-40 см почвы, в 3-х точках, ручным буром.
Определение валового содержания фосфора проводили по методу Гинзбург [6], общее содержание минеральных и органических фосфатов -по методу Сэндерса и Вильямса [9], минеральные формы фосфатов выделяли по методу Гинзбург-Лебедевой, подвижные соединения фосфора определяли по методу Кирсанова, степень подвижности фосфатов почвы - по методу Карпинского-Замятиной [14].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Влияние возрастающих доз полного минерального удобрения на агрохимические свойства дерново-подзолистой тяжело суглинистой почвы, содержание и качественный состав органического вещества и ее азотный режим отражено в работе [15]. Показано, что длительное применение полного минерального удобрения привело к подкислению почвы под озимой рожью с рНКС1 5.6 при закладке опыта до рНКС1 4.8 при внесении Ш50Р150К150 (табл. 1). В варианте без внесения удобрений отмечен сдвиг рНКС1 на 0.4 ед. Между дозами КРК и величиной рНКС1 выявлена отрицательная зависимость, г = -0.94 (1Г > I). Наблюдали увеличение гидролитической кислотности с 2.0 в исходной почве до 2.4 в контроле и до 3.68 мг-экв/100 г при внесении максимальной дозы КРК. Содержание гумуса в контроле уменьшилось на 18.9% от исходного и составило 1.72%, что, возможно, связано с интенсивной минерализацией трансформируемых подвижных компонентов органического вещества при малом количестве пожнивно-корневых остатков, поступавших в почву при возделывании полевых культур без внесения минеральных и органических удобрений. Внесение (КРК)120-150 способствовало сохранению органического вещества в почве на исходном уровне 2.04-2.06% (НСР05 = 0.09).
Фосфор в отличие от азота и калия, в силу своей малоподвижности, практически не теряется из почвы, накапливаясь в ней в больших количествах [5]. Почва удобренных вариантов характеризовалась высоким и очень высоким содержанием подвижного фосфора в пахотном (300-452 мг/кг) и подпахотном (228-358 мг/кг) горизонтах, что связано с длительным внесением высоких доз фосфорных удобрений и низким выносом этого элемента культурами севооборота. Чем больше
Таблица 1. Влияние различных доз минеральных удобрений на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы длительного опыта
Вариант Слой почвы, см РНКС1 5 нг Са2+ Mg2+ Р2О5, мг/кг Гумус, %
мг-экв/100 г
1. ШР0К0 0-20 5.2 21.4 2.40 12.0 1.8 185 1.72
(контроль) 20-40 5.3 21.4 2.49 12.7 2.0 179 1.42
2. №0Р30К30 0-20 5.2 23.8 1.45 14.5 2.3 300 1.65
20-40 5.3 26.0 2.27 16.8 2.5 228 1.48
3. Ш0Р60К60 0-20 5.1 22.6 2.72 13.6 2.8 344 1.86
20-40 5.2 20.6 2.76 15.7 3.0 200 1.45
4. Ш0Р90К90 0-20 5.1 21.5 3.68 14.0 2.3 390 1.90
20-40 5.3 22.3 3.20 15.8 3.6 260 1.44
5. Ш20Р120К120 0-20 4.9 21.2 3.48 17.0 2.3 442 2.04
20-40 5.4 22.4 2.66 19.0 3.0 346 1.71
6. Ш50Р150К150 0-20 4.8 18.5 3.68 13.6 2.6 452 2.06
20-40 5.1 19.0 3.68 16.9 2.0 358 1.65
НСР05 (0-20 см) 0.2 1.5 0.17 0.5 0.2 30 0.09
Таблица 2. Состав фосфатов (Р2О5) дерново-подзолистой почвы
Общий Минеральный Органический
Вариант Слой почвы, Валовый, %
см
мг/кг
Без удобрений 0-20 0.16 1065 690 375
20-40 0.15 1090 670 420
№0Р30К30 0-20 0.18 1170 860 310
20-40 0.15 1150 860 290
Ш0Р60К60 0-20 0.19 1170 870 300
20-40 0.17 1150 860 290
Ш0Р90К90 0-20 0.17 1310 1040 270
20-40 0.18 1425 960 265
Ш20Р120К120 0-20 0.20 1470 1270 205
20-40 0.20 1470 1230 245
Ш50Р150К150 0-20 0.22 1670 1410 260
20-40 0.19 1510 1240 270
НСР05 (0-20 см) 0.03 90 70 -
была доза фосфора в составе вносимого полного минерального удобрения, тем больше было содержание Р2О5 в почве (г = 0.96, 1г >
Валовый фосфор состоит из органических и минеральных соединений. Для разрушения минеральной и органической части почвы и выделения валового фосфора в раствор использовали метод мокрого озоления, при котором происходит практически полное разложение почвенного образца в смеси концентрированной серной и 50%-ной хлорной кислот. Показано, что содержание валового фосфора по методу Гинзбург менялось в зависимости от дозы удобрения не-
значительно, с 0.16% в варианте без удобрений до 0.22% при применении Ш50Р150К150 в слое 0-20 см почвы, практиче
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.