АГРОХИМИЯ, 2014, № 6, с. 20-28
УДК 631.8:631.417:631.445.24
ВЛИЯНИЕ ВОЗРАСТАЮЩИХ ДОЗ ПОЛНОГО МИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ НА ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО И АЗОТНЫЙ РЕЖИМ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ ПРЕДУРАЛЬЯ
© 2014 г. Н.Е. Завьялова, А.И. Косолапова, А.Н. Сторожева
Пермский научно-исследовательский институт сельского хозяйства РАСХН 614532 Лобаново, Пермский край, Россия E-mail: pniish@rambler.ru
Поступила в редакцию 04.04.2014 г.
В длительном полевом опыте изучено влияние возрастающих доз полного минерального удобрения на содержание и качественный состав органического вещества и азотный режим дерново-подзолистой почвы. Выявлена корреляционная зависимость различной степени тесноты между урожайностью возделываемых культур и содержанием активных компонентов гумуса. Длительное применение полного минерального удобрения увеличило содержания гидролизуемых форм азота, но не изменило соотношение фракций азота, характерное для данного типа почв.
Ключевые слова: полное минеральное удобрение, органическое вещество, азотный режим, дерново-подзолистая почва, Предуралье.
ВВЕДЕНИЕ
Вопрос о влиянии минеральных удобрений на содержание органического вещества в почвах разных типов является дискуссионным. Данные отдельных опытов в нашей стране и за рубежом показали, что применение минеральных удобрений на дерново-подзолистых почвах снижает содержание гумуса в них на 20-34%. Считают, что благодаря росту количества поступающих в почву пожнивно-корневых остатков, минеральные удобрения способны поддерживать постоянный уровень содержания гумуса [1-3]. Другие, исходя из непропорциональности роста урожаев и количества корневых остатков, утверждают, что с помощью одних минеральных удобрений невозможно поддерживать содержание гумуса на постоянном уровне. В опытах доза минеральных удобрений ^РК)60 не компенсировала уменьшение содержания гумуса в сравнении с исходным содержанием, внесение ^РК)180 способствовало стабилизации его содержания [4]. Аналогичные результаты, но при применении более высокого количества азотных удобрений приведены в работах [5-8]. В многолетних полевых опытах Долгопрудной агрохимической опытной станции (ДАОС) было установлено положительное действие тройной дозы NPK на содержание углерода и азота почвы, но их содержание не достигло исходного уровня.
Внесение минерального азота снижает потери гумуса почвой, азот участвует в процессах гумификации свежего органического вещества (растительных остатков, навоза) и тем самым увеличивает количество новообразованного гумуса. В результате часть азота минеральных удобрений закрепляется в почве в органической форме. При высоких дозах минеральных удобрений и положительном балансе азота урожай культурных растений наполовину и более формируется за счет запасов почвенного азота, содержащегося в гумусе [9, 10].
Цель работы - изучить влияние длительного применения возрастающих доз полного минерального удобрения на содержание органического вещества и азотный 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 почве со следующими характеристиками (слой 0-20 см): 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 - 175, обменного калия - 203 мг/кг почвы (по Кирсанову).
Варианты опыта включали 6 уровней минерального питания: ШР0К0, Ю0Р30К30, Ш0Р60К60, Ш0Р90К90, Ш20Р120К120, Ш50Р150К150. Минеральные удобрения вносили под зерновые культуры и картофель, на клевере изучали последействие. В опыте использовали N33, Рсд и Кх. Известь вносили перед закладкой опыта в дозе по 1.0 Нг. Органические удобрения в опыте не использовали.
Севооборот - восьмипольный со следующим чередованием культур: чистый пар-озимая рожь-картофель-пшеница-клевер 1-го года пользования-клевер 2-го года пользования-яч-мень-овес. Общая площадь делянки 120 м2, учетная - 76.4 м2. Опыт заложен в трехкратной повтор-ности, размещение вариантов рендомизированное.
Почвенные образцы для исследования отбирали ручным буром в 5-й ротации севооборота после уборки озимой ржи, картофеля и яровой пшеницы с 2-х несмежных повторений в слоях 0-20 и 20-40 см почвы в 3-х точках.
Фракционно-групповой состав гумуса определяли по методу Тюрина в модификации Пономаревой-Плотниковой, гранулометрический состав - по Качинскому, общий азот - по Къель-далю, трудногидролизуемый и легкогидроли-зуемый азот - по [11], углерод, экстрагируемый 0.1 н. раствором №ОН, 0.1 М №4Р207 при рН 7.0 и горячей водой - по [12].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Длительное применение полного минерального удобрения в течение 36 лет ведения опыта привело к подкислению почвы 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 NPK и величиной рНкс1 выявлена отрицательная зависимость: г = -0.94 (¿г > ^ ). Отмечено 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 NPK. Содержание гумуса в контроле уменьшилось на 18.9% от исходного и составило 1.72%, что, возможно, связано с интенсивной минерализацией трансформируемых активных компонентов гумуса при малом количестве свежего органического вещества, поступившего в почву при возделывании полевых культур без внесения минеральных и органических удобрений. Внесение минеральных удобрений в дозах ^РК)120-150 способствовало сохранению органического вещества в почве на исходном уровне 2.04-2.06% (НСР05 = 0.09%). Корреляционная связь между содержанием гумуса в почве и дозой внесенного удобрения была несущественной.
Фосфор в отличие от азота и калия, в силу своей инертности, практически не выносится из почвы, накапливаясь в ней в больших количествах [13]. Почва удобренных вариантов характеризовалась высоким и очень высоким содержанием
Таблица 1. Влияние различных доз минеральных удобрений на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы длительного опыта, 2013 г.
Вариант Слой почвы, см РНКС1 £ Нг Са2+ Мя2+ 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. Ш0Р30К30 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
Примечание. Нумерация вариантов та же в табл. 2-6.
л
и «
¡3
О О
и V
¡г
и
со
и
©
«
и
Е
ао
О I
и
О ^ч О
<и
с
«
и
и
ч <и
а и о о
<и
с
о
V
* О
ч
<и о
% I
л о
Ч Я
я о
Ч о
<и .
ао
о I
ч
Я о С
и -н а о
и
л о
Ч
л
С
«
и
н «
« л
Э
я и
н о л ¡г
р
л Рч
н и л
и &
В
00 СП
сК
о
г--сК
00
«ч"
Г1 О
о сК
<М
О
о ^
I
о
<М
о ^
I
о <м
<М
о
о
СП
о <м
"О
о
"О
чч
"О «Ч
СЧ чч
со
сК
"О
сК
<М
о
I
о
<М
о ^
I
о
<М
о ^
I
о
<М
о ^
I
о
<М
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 была доза фосфора в составе внесенного полного минерального удобрения, тем больше было содержание Р2О5 в почве (г = 0.96, 1Г >
По гранулометрическому составу почва опыта - дерново-подзолистая крупнопылеватая тяжелосуглинистая. Наибольшее содержание фракций крупной пыли (42.6%) было в пахотном слое в варианте с внесением минеральных удобрений ^РК)150. Минимальное содержание частиц размером 0.05-0.01 мм содержала почва контрольного варианта: 34.3% в слое 0-20 см и 29.0% - в слое 20-40 см (табл. 2). Установлена тесная корреляционная связь между величинами содержания частиц крупной пыли, органического вещества и общего азота: г =0.87, 0.89 (¿г > соответственно. Высокий коэффициент корреляции свидетельствовал о наличии в этой фракции ценнейших компонентов гумуса и азота [14].
Не выявлено закономерности изменения фракции средней пыли (0.01-0.005 мм) в зависимости от внесения возрастающих доз удобрений. Количество частиц мелкой пыли в вариантах варьировало в пахотном слое в интервале 16.8-21.2% от суммы всех фракций, в подпахотном - 14.717.6%. Отмечено более низкое содержание частиц мелкой пыли в подпахотном слое по сравнению с пахотным. Внесение возрастающих доз полного минерального удобрения не оказало значимого влияния на содержание в почве ила - частиц размером <0.001 мм. Выявлено, что в подпахотном слое содержание ила было больше, чем в пахотном, что обусловлено направленностью вещественно-энергетических потоков, характерных для дерново-подзолистых почв.
Содержание физической глины в слое 0-20 см составляло 40.1-44.9, в слое 20-40 см - 41.647.3%. В целом содержание физической глины в слое 20-40 см было значительно больше, чем в пахотном, что, по-видимому, являлось результатом выветривания первичных минералов в процессе эволюции дерново-подзолистых почв [15]. Отмечена тенденция к уменьшению фракции мелкого песка при внесении высоких доз минеральных удобрений. Содержание крупного песка в почве составляло 1.0-1.7%.
Длительное применение высоких доз минеральных удобрений не изменило классификационную принадлежность почвы по гранулометрическому составу, отмечена лишь тенденция к увеличению
Э :
Су
я и я к
а р
©
я и я к
а р
©
е
и
И ©
о
И и
о
м о С
м О
и О .2 ® X
я и я к
а р
©
м о С
м 1-1 О
т н а
и ари
В
или уменьшению содержания исследованных фракций.
По результатам исследования фракционно-группового состава г
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.