УДК 633.63:631. 92
ВЛИЯНИЕ ВЕРМИКОМПОСТА И КЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ОСОБЕННОСТИ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ И ПРОДУКТИВНОСТИ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ В СКЛОНОВОМ РЕЛЬЕФЕ
А. А. Проценко, кандидат биологических наук, докторант Российского государственного аграрного университета «МСХА им. К. А. Тимирязева», protselena@yandex.ru
Плодородие чернозема типичного, залегающего на склонах северной и южной экспозиций, в значительной степени зависит не только от применения вермикомпостов, но и от распределения солнечной радиации, тепла и влаги в ландшафте. На интенсивно прогреваемом и инсолируемом склоне южной экспозиции сильнее выражены процессы мобилизации элементов питания в подвижную форму, что способствовало гармоничному развитию растений сахарной свеклы. Для более влажного склона северной экспозиции характерна более высокая кислотность и более слабая подвижность элементов питания. Медленные темпы мобилизации азота в период вегетации приводят к формированию на северном склоне значительного листового аппарата свеклы, увеличению водопотребления и задерживанию формирования корней на удобренных вариантах.
The fertility of the typical Chernozem, lying on the slopes of the northern and southern exposures, largely depends not only on the application of vermicompost, but also on the distribution of solar radiation, heat and moisture in the landscape.
On the intensively warmed and sunny slope of the southern exposure, the processes of mobilization of the nutrient elements into a mobile form are more intensive, it contributes to the harmonious development of sugar beet plants. For more humid slopes of the northern exposure higher acidity and weaker mobility of nutrient elements are typical. Slow rates of mobilization of nitrogen during vegetation lead to the formation on the northern slope of the considerable leaves growth, to the increase in water consumption and delaying the formation of roots on the fertilized sites.
Ключевые слова: склоновый рельеф, экспозиция, водопотребление, вермикомпосты, элементы питания, продуктивность культуры.
Keywords: slope relief, exposure, water consumption, vermicomposts, nutrient elements, efficiency of culture.
Введение. Внесение органических удобрений в условиях склонового рельефа в сочетании с влиянием погодно-климатических условий оказывает неоднозначное влияние на продуктивность культур и качество урожая. Это сложная многофакторная система. С повышением культуры земледелия и уровня удобренности зависимость урожайности от погодных условий и рельефа не ослабевает [1-4].
Переход земледелия на ландшафтные принципы ведения предполагает, в частности, выбор способов воздействия на почву и растения, оптимальных в конкретных условиях, складывающихся в агроландшафтах. Особую актуальность такой подход приобретает для неоднородных в геоморфологическом отношении территорий с водно-эрозионными формами рельефа, на которых происходит перераспределение в пространстве климатических факторов почвообразования и формирование большого разнообразия почвенно-экологических условий [5—7]. Такие территории довольно широко распространены в областях Центрального Черноземья (ЦЧЗ). Как показано во многих работах климатологов, наиболее существенное влияние на характер распределения природных ресурсов в условиях холмистого рельефа оказывает экспозиция склонов. Наибольшие различия показателей микроклимата характерны для полярных экспозиций — северной и южной, в то время как водораздельные участки, склоны западной и восточной экспозиции характеризуются более ровным гидротермическим режимом.
На склонах ЦЧЗ в условиях разной по интенсивности инсоляции, теплообеспеченности и водного режима в пределах одного почвенного подтипа (чернозема типичного) формируются разнокачественные по свойствам почвы, неодинаково реагирующие на агротехнические мероприятия [6, 7], что неизбежно отражается на продуктивности сельскохозяйственных культур.
Объекты и методы исследований. Данные исследования посвящены изучению влияния погодно-климатичес-ких условий в сочетании с внесением вермикомпоста, складывающихся в условиях склонового рельефа, на осо-
бенности динамики потребления питательных элементов и влаги культурой сахарной свеклы. Исследования проводились в 2005—2011 гг. на базе фермерского хозяйства ООО «Хлебороб» в Золотухинском районе Курской области на типичных черноземах. Поля, на которых проводились исследования, расположены на склонах северной и южной экспозиции с уклоном до 3—5°. Почва опытного участка — чернозем типичный слабосмытый и среднесмытый (в нижних частях склонов) на покровном лессовидном суглинке. Агрохимические показатели почвы на склонах полярных экспозиций заметно различались (табл. 1). Как следует из данных агрохимических свойств, на склоне южной экспозиции наблюдалась более высокая подвижность элементов питания (фосфора и калия), несколько ниже была гидролитическая кислотность, в то время как содержание гумуса и азота на южном склоне было снижено по сравнению северным склоном.
При изучении воздействия удобрений и агроклиматических условий (температуры воздуха и осадков) на продуктивность сахарной свеклы в условиях склоновых агроландшаф-тов была использована двухфакторная схема опыта: органические удобрения на трех уровнях (0, 20 и 40 т/га) и вермикомпост на трех уровнях (0, 100 кг и 200 кг/га). Урожайность сахарной свеклы рассматривалась по данной схеме во времени за семилетний период.
Результаты исследований. Обработка экспериментальных данных, полученных на склоне северной экспозиции, методом множественного регрессионного анализа показала, что на продуктивность сахарной свеклы (У), ц/га, значительное влияние оказали такие факторы, как вермикомпост (Вк) органические удобре-
ния (Оу), температура в начале периода вегетации культуры, т. е. средняя температура июня (¿об), а также сумма осадков за вегетационный период, мм (Ов) с мая по сентябрь включительно:
У = 42 + 30,8 Вк + 14,0 Оу +
+ 15,7 í05 + 0,2 Ов;
при R = 0,78; на уровне значимости 0,01.
В уравнении факторы внесения вермиком-постов и органических удобрений представлены в виде кодов (0; 1; 2). Данные, полученные для склона южной экспозиции, показали связь только с внесением вермикомпоста и осадками:
У = 40 + 35,1Вк + 0,30в;
при R = 0,78; на уровне значимости 0,01.
Изучалось влияние средней температуры каждого месяца вегетационных периодов за 7 лет совместно с удобрениями на продуктивность сахарной свеклы, однако достоверных регрессионных связей не установлено.
Установлена достоверная зависимость продуктивности сахарной свеклы со среднемесячными осадками с мая по сентябрь (О05—О09), мм:
У = 211 + 26,6Вк + 18,6Оу + 0,2О05 -
- 0,5О0б + 0,8О07 + 0,708 + 0,8О09;
при R = 0,79; уровне значимости 0,05.
Как следует из последнего уравнения, увеличение осадков в июне может приводить к некоторому снижению урожайности сахарной свеклы, что связано, видимо, с тем, что осадки июня обычно носят ливневый характер и сопровождаются заиливанием поверхности почвы, образованием почвенной корки, что
Таблица 1
Физико-химические и агрохимические свойства чернозема типичного
Глубина отбора образца, см pHKCl Гумус, % Сумма обменных оснований Гидролитическая кислотность Азот щелочно-гидролизуемый по Корнфилду Подвижные формы (по Чирикову)
P2O5 K2O
мг-экв/100 г почвы мг/100 г почвы
Северный склон (чернозем типичный слабосмытый)
0—20 5,8 б,3 29,0 2,81 18,0 9,3 8,8
20—40 6,0 5,8 30,3 2,06 11,9 9,3 8,2
Южный склон (чернозем типичный среднесмытый)
0—20 7,2 4,2 34,9 1,62 14,2 12,6 9,8
20—40 7,3 3,7 40,3 0,85 8,9 10,2 7,8
отрицательно влияет на динамику развития культуры.
Сложный характер взаимодействия между агроэкологическими факторами особенно отчетливо проявлялся при анализе динамики формирования урожая сахарной свеклы на склонах полярных экспозиций, что связано и со свойствами почв, и с различиями микроклимата в склоновом рельефе.
Результаты наблюдений, проведенных нами в 2005—2011 гг., показали, что почва склона северной экспозиции была лучше обеспечена влагой по сравнению с почвой южного склона, где запасы продуктивной влаги были значительно меньше. В годы, близкие по осадкам к среднемноголетней норме, различия в запасах продуктивной влаги в метровом слое почвы по элементам рельефа составляли 6—12 %, а в засушливые годы достигали 28 %. Это обусловлено как перераспределением осадков в агроландшафте в зимний период, так и различиями в температурном режиме почвы на склонах. В среднем за вегетационный период достоверное различие между температурами пахотного слоя почвы на склонах полярных экспозиций составляло около 1,3 °С, а в начале периода вегетации сахарной свеклы (май— июнь) — 2,9—3,1 °С, что оказывало активное воздействие на темпы роста культуры и потребление питательных веществ.
Минеральный азот в типичном черноземе опытного участка был представлен, в основном, аммонийной формой, доля которой уменьшалась от северного склона к южному от 79 до 68 %. В среднем за период вегетации наиболее высокое содержание этой формы азота было на северном склоне — 12,2 мг/кг почвы, а наименьшее — на склоне южной экспозиции — 9,7 мг/кг почвы. По данным дисперсионного анализа, наибольшую долю вклада в варьирование содержания аммонийного азота вносит фактор «динамика во времени» — 64 %, а также фактор «экспозиция склона» — 36 %.
Динамика нитратного азота в почве под сахарной свеклой характеризовалась снижением его содержания от наиболее высоких значений в начале июня (13,5 мг/кг почвы) до минимальных в сентябре (1,8 мг/кг почвы), причем среднее содержание азота за период вегетации культуры было наиболее высоким на склоне южной экспозиции. По данным дисперсионного анализа, наибольшую долю вклада в варьирование содержания нитратов вносит фактор «динамика во времени» — 73 %, доля вклада вермикомпоста составляла 18 % , органичес-
ких удобрений — 7 %, фактор «экспозиция склона» был малозначимым.
Содержание подвижных элементов питания в почвах опыта в годы исследований оставалось на достаточно высоком уровне и не лимитировало урожайность сахарной свеклы
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.