АГРОХИМИЯ, 2007, № 11, с. 10-20
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ ^^^^^^^^ Плодородие почв
УДК 631.452:631.459(571.14)
ОЦЕНКА ПЛОДОРОДИЯ ЭРОДИРОВАННЫХ ПОЧВ ЮГА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
© 2007 г. О. П. Якутина, В. М. Назарюк
Институт почвоведения и агрохимии СО РАН
630099 Новосибирск, ул. Советская, 18, Россия E-mail: yakutina@issa.nsc.ru Поступила в редакцию 07.02.2007 г.
При изучении питательного режима почв различной степени смытости выявлено, что длительная эксплуатация земель без возврата в них отчужденных элементов питания приводила к значительному снижению актуального плодородия. Содержание нитратного азота и подвижного фосфора точнее характеризовало интенсивность эрозии по сравнению с обменным калием, содержание которого практически не зависело от степени смытости почвы. Продуктивность зерновых культур на эродированных черноземах и темно-серых почвах юга Западной Сибири лимитировал, прежде всего, недостаток влаги.
ВВЕДЕНИЕ
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Стремительное увеличение количества земель, подверженных водной эрозии, вызывает необходимость всесторонней оценки этой проблемы. Продуктивность культур, выращиваемых на эродированных землях, зависит от целого ряда факторов, основными из которых являются содержание питательных веществ, водный и температурный режимы почвы. Смытые почвы вследствие потерь гумуса, легкоподвижных питательных веществ, утяжеления гранулометрического состава, а также снижения запасов влаги, необходимых для формирования урожая, значительно уступают по урожайности неэродированным аналогам [1, 2]. Смыв каждого сантиметра гумусового слоя черноземных почв лесостепной зоны Западной Сибири означает потерю с 1 га до 9 т гумуса, 0.5 т азота, 0.2 т фосфора и снижение при этом потенциального урожая более чем на 1 ц [3]. Прогнозная оценка агрохимического состояния почв, подверженных водной эрозии, является важной задачей агрохимии. Публикации, посвященные оценке питательного режима эродированных почв Сибири, относятся к периоду 1975-1983 гг., в настоящее время исследования в этом направлении практически не ведутся. Цель нашей работы - дать сравнительную агрохимическую характеристику почв различной степени смытости в полевых условиях и вычленить влияние обеспеченности доступными элементами минерального питания эродированных почв на урожайность культур и качество продукции в условиях микрополевого опыта.
Почвенные и растительные образцы для агрохимической оценки эродированных земель в полевых условиях были отобраны в Тогучинском районе Новосибирской области, расположенном на юго-востоке Западно-Сибирской равнины (территория Присалаирской дренированной равнины). Объект исследования чернозем выщелоченный среднемощный тяжелосуглинистый. Образцы смытых почв были взяты со склона южной экспозиции крутизной: 1-2° - слабосмытая, 2-4° -среднесмытая, 4-6° - сильносмытая. Образец залежной (более 10 лет) почвы - на склоне южной экспозиции. Образец намытой почвы (лугово-черноземная) - в аккумулятивной позиции склона, на выположенном участке. Агрохимическая характеристика почвы (слой 0-20 см): чернозем выщелоченный несмытый - гумус 8.8%, рНн о
6.3; слабосмытый - гумус 6.5%, рНн о 6.2; средне-
смытый - гумус 5.0%, рНн о 6.2; сильносмытый -
гумус 3.6 %, рНн о 6.1. Все образцы отбирали в
конце вегетационного периода: почвенные - по профилю, до 60 см, растительные (пшеница) -рамкой 30 х 30 см в трехкратной повторности. Предшественником пшеницы в течение длительного периода (более 10 лет) были многолетние травы.
Микрополевой опыт был заложен на стационаре иПА СО РАН, расположенном в правобережной части Приобья в условиях, исключающих наличие эрозионного смыва. Чернозем выщелоченный среднемощный тяжелосуглинистый и темно-серая лесная тяжелосуглинистая почва различной степени смытости были привезены из
района, описанного выше. Почва для закладки опыта отобрана весной из пахотного слоя (0-20 см), что для несмытой, слабосмытой почвы представляет собой горизонт А, для среднесмытой возможно припахивание горизонта АВ.
Темно-серая лесная была взята со склона северной экспозиции, чернозем выщелоченный -юго-восточной экспозиции. Почву закладывали в небольшие траншеи, ограниченные с боков поли-винилхлоридной пленкой (глубина 20-25 см).
Агрохимическая характеристика почв микрополевого опыта: темно-серая лесная несмытая -гумус 9.1%, рНн о 6.2; среднесмытая - гумус 5.5%,
рНн о 5.9. Выщелоченный чернозем несмытый -
гумус 9.1%, рНн о 6.2; слабосмытый - гумус 7.7%,
рНн о 6.4; среднесмытый - гумус 6.4%, рНн о 6.2.
Схема опыта на темно-серой почве: 1) без удобрений, 2) да0Рсг90К90, 3) Ш0Рф90К90; на черноземе выщелоченном: 1) без удобрений, 2) №0Рсг90К90. Повторность опыта четырехкратная. Удобрения вносили ежегодно. В опыте использовали фосфоритную муку Сейбинского месторождения (Красноярский край). Площадь делянки составляла 0.06 м2.
Строение профиля для всех почв приведено в табл.1.
Основные агрохимические свойства почв определяли следующими методами: гумус по Тюрину, реакцию среды и содержание нитратов потенцио-метрически, обменный калий по Масловой [4], подвижные фосфор и калий по Николову [5]. Шкала обеспеченности почв подвижными элементами питания по методу Николова для фосфора следующая: низкий уровень менее 1.7; средний 1.8-3.5; повышенный 3.8-5.2; высокий более 5.2 мг/100 г; для калия: низкий 0-10; средний 10-20; повышенный 20-30; высокий 30-40 мг/100 г.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Пахотный и подпахотный слои почв плакора и склона характеризовались очень низким содержанием нитратного азота (рис. 1). Самое большое накопление N-N03 было отмечено на залежи. Все почвы характеризовались уменьшением содержания нитратного азота по профилю, в то же время для смытых почв это уменьшение имело гораздо более резкий характер.
Низкое содержание подвижного фосфора в слое 0-20 см было отмечено для всех исследованных почв и убывало в ряду: намытая > залежь > > несмытая > среднесмытая > сильносмытая (рис. 2). Наблюдалось повышение содержания подвижного фосфора вниз по профилю в пределах гумусового горизонта. Верхняя граница переходного горизонта являлась, по-видимому, зо-
Таблица 1. Условное деление профилей исследованных почв на генетические горизонты
Тип использования и степень смытости почвы Слой, см Горизонт
Чернозем выщелоченный
Залежь 0-20 А
20-40
40-60 АВ
60-80 В1
80-100 В2
Пашня, несмытая 0-40 А
40-60 АВ
Пашня, слабосмытая 0-28 А
28-44 АВ
Пашня, среднесмытая 0-20 А
20-40 А + АВ
40-60 В1
Пашня, сильносмытая 0-20 А + АВ + В1
20-40 В1
40-60 В2
Лугово-черноземная почва
Пашня, намытая 0-20 I
20-40
40-60 А
60-80
Темно-серая лесная почва
Пашня, несмытая 0-35 А1
35-55 А2В
Пашня, среднесмытая 0-29 А1 + А2В
29-50 В1
ной элювиирования, потому что здесь было зафиксировано снижение содержания фосфора. Максимум накопления приходился на иллювиальный горизонт (залежь, слой 50-60 см). Очевидно, что характер распределения соединений фосфора по профилю определял содержание его в пахотном слое. Можно также утверждать, что вовлечение горизонтов с различной обогащенно-стью подвижным фосфором в этот слой в результате эрозионных процессов может приводить к повышению или снижению содержания подвижного фосфора. В то же время в ранее проведен-
>
ч ч О X
и М и
0-20 20-401 |1.6
40-6^11.3
Глубина, см
(а)
N-N03, мг/кг 3 4 5
(г)
0-20
20-40
40-60 Глубина, см
N-N03, мг/кг 3 4 5
0-20 20-40
40-601 11.5
Глубина, см
3.7
0-20
20-40 Глубина, см
(б) 2
N-N03, мг/кг 345
3.4
3.2
(д)
0-20
20-40
40-60 Глубина, см
N-N03, мг/кг
(в) 2
(е) 2
Глубина, см
N-N03, мг/кг
345
-1
4.5
N-N03, мг/кг 345
Рис. 1. Распределение нитратного азота по профилю: а - чернозем выщелоченный, залежь, б - чернозем выщелоченный несмытый, в - чернозем выщелоченный слабосмытый, г - чернозем выщелоченный среднесмытый, д - чернозем выщелоченный сильносмытый, е - лугово-черноземная (намытая) почва; б-е - пахотные почвы (для рис. 1, 3).
¡А
Я
Ё д
> д >
со >
ч Я
о о о
2
2
(а)
(б)
Р205, мг/100 345
Р205, мг/100 г 46
0-10 - 11.4 '
10-20 □ 2.4
20-40
40-50 11.7
50-60
Глубина, см
3.2
4.65
(в) 2
Р205, мг/100 г 46
40-60 0.02 Глубина, см
40-60 Глубина, см
(г)
Р205, мг/100 г 46
(д)
-
0-20 0.5
20-40 ^ 11.2 Глубина, см
Р205, мг/100 г
46
-1
5.2
_10.9
40-601 10.9 Глубина, см
Рис. 2. Распределение подвижного фосфора по профилю: а - чернозем выщелоченный, залежь, б - чернозем выщелоченный несмытый, в - чернозем выщелоченный среднесмытый, г - чернозем выщелоченный сильносмытый, д -лугово-черноземная (намытая) почва; б-д - пахотные почвы.
ных нами исследованиях [6] было выявлено, что ня почвенного плодородия.
с увеличением степени смытости почвы содержа- Намытая почва отличалась повышенным на-
ние валовой формы фосфора стабильно умень- коплением подвижных фосфатов в пахотном го-
шается, что приводит к общему снижению уров- ризонте. Так, его содержание в слое 0-20 см было
(а)
К20, мг/100 г 20 30 40
0-20 20-40
40-60 Глубина, см
(б)
К20, мг/100 г 10 20 30 40
(в)
К20, мг/100 г 10 20 30 40
10
40-60 Глубина, см
(г)
К20, мг/100 г 20 30 40
0-20
20-40
40-60 Глубина, см
0-20
20-40 Глубина, см
40-60 Глубина, см
10
(д)
К20, мг/100 г 20 30 40
(е)
К20, мг/100 г 20 30 40
22
40-60 Глубина, см
Рис. 3. Распределение подвижного калия по профилю почв разной степени смытости. АГРОХИМИЯ < 11 2007
0
0
Таблица 2. Динамика содержания подвижных элементов питания в почвах микрополевого опыта
Вариант N-N63, мг/кг Р2О5 К20
мг/100 г
1 2 3 1 2 1 2 3
Темно-серая несмытая
Без удобрений(контроль) 18 5 12 4.05 3.7 15.2 12.2 14.6
№0Рсг90К90 5 10 5.3 15.5 15.2
№0Рф90К90 8 11 3.9 15.5 15.9
Темно-серая среднесмытая
Без удобрений 24 4 8 6.9 6.7 14.3 13.0 14.8
№0Рсг90К90 5 6 8.5 13.7 14.6
№0Рф90К90 5 6 7.0 14.5 18.0
НСР* 1.1/0.9 1.7/1.4 0.6/0.5 0.9/0.8 1.6/1.3
Чернозем выщелоченный несмытый
Без удобрений(контроль)
№0Рсг90К90
Без удобрений №0Рсг90К90
17
22
3.6
3.2 5.6
Чернозем выщелоченный слабосмытый
10
9
9.2
9.1 10.3
16.0
18.9
Чернозем
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.