АГРОХИМИЯ, 2008, № 9, с. 5-15
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ ^^^^^^^^^^ Плодородие почв
УДК 631.416.1:631.445.24
АЗОТНЫЙ РЕЖИМ ЛЕГКИХ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ И ПУТИ ЕГО УЛУЧШЕНИЯ В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ
© 2008 г. А. И. Иванов, И. А. Иванов, Ж. А. Иванова, Н. А. Цыганова*, Д. А. Моисеев
Великолукская государственная сельскохозяйственная академия
182100 Псковская обл., Великие Луки, пл. Ленина, 1, Россия *Санкт-Петербургский государственный аграрный университет 196600 Санкт-Петербург - Пушкин, Петербургское шоссе, 2, Россия Поступила в редакцию 25.03.2008 г.
Установлены особенности изменения азотного режима песчаных подзолистой и дерново-подзолистых почв в процессе их окультуривания. Доказана возможность существенного его улучшения с помощью применения агротехнических мероприятий: посевов узколистного люпина и нетрадиционных видов органических удобрений (сапропеля и осадков сточных вод).
ВВЕДЕНИЕ
Песчаные и супесчаные дерново-подзолистые почвы, характеризующиеся комплексом неблагоприятных физических, химических и биологических свойств, обладают низким естественным плодородием. В ряде регионов такие почвы формируют значительную часть пахотного фонда. В частности, в Псковской обл. на их долю приходится 44% площади пахотных земель.
На легких дерново-подзолистых почвах почти всегда в первом минимуме среди питательных элементов находится азот, и в отсутствие активного воздействия человека на их азотный режим недобор урожая составляет не менее 30-50% [14]. В то же время приходится считаться с неоднородностью легких почв, определяющейся, с одной стороны, их генезисом (в частности, образованием на различных по минералогическому и химическому составу породах), с другой - предшествующей земледельческой историей (степенью окультурен-ности) [5, 6].
Хорошо изученным и универсальным способом решения проблемы недостатка азота является применение навоза и минеральных азотных удобрений. Но вследствие резкого сокращения поголовья скота и роста цен на заводские удобрения земледельцам все чаще приходится ориентироваться на малоиспользуемые в прошлом виды удобрений: сидераты, сапропели, осадки городских сточных вод и др. Научные основы применения этих удобрений на весьма специфичных песчаных и супесчаных почвах нельзя считать достаточно разработанными. Цель работы - исследование азотного режима дерново-подзолистых легких почв и способов его улучшения с помощью мало-применяемых в настоящее время агротехнических мероприятий и удобрений.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование проведено на кафедре агрохимии и почвоведения Великолукской ГСХА, оно включало два направления. Во-первых, изучали изменение азотного режима песчаных почв подзолистого и дерново-подзолистого типов в процессе их окультуривания. Исследовали почвы, сформированные на моренных (бескарбонатных и карбонатных), озерно- и водно-ледниковых песках, т.е. породах, заметно отличающихся по минералогическому и химическому составу. Их изучали сравнительно-генетическим методом [7] путем закладки почвенных разрезов на непосредственно прилегающих друг к другу массивах целинных и в разной степени окультуренных почв (расстояние между разрезами до 300 м). Почвенные образцы из гумусового и пахотного горизонтов отбирали в 10 точках в радиусе 5 м от разреза, а из каждого из нижележащих горизонтов - в 5 точках по стенке разреза.
Второе направление исследования - изучение эффективности воздействия на азотный режим легких почв применения традиционных и нетрадиционных видов азотсодержащих удобрений. Методической основой этого направления исследований стала серия опытов, выполненных в 1993-2001 гг. на песчаных и супесчаных дерново-слабоподзолистых почвах: опыт 1 - микрополевой опыт с сиде-ратом (люпином узколистным), опыт 2 - микрополевой опыт по оценке эффективности удобрений на основе сапропеля, опыт 3 - полевой опыт по сравнительной оценке эффективности навоза и осадка сточных вод (ОСВ).
Микрополевые опыты закладывали в полиэтиленовых сосудах без дна (0.5 х 0.5 х 0.5 м), в которых формировали верхнюю часть профиля соответствующих почв; полевой - на делянках площадью 93 м2. Исходные агрохимические показатели
Таблица 1. Агрохимическая характеристика пахотного слоя дерново-слабо-подзолистых почв полевых опытов
Агрохимические показатели Опыт 1 (микрополевой) Опыт 2 (микрополевой) Опыт 3 (полевой)
слабоокульту-ренная среднеокульту-реннная
Гумус, % 0.83 1.88 1.03 1.26
рНКС1 4.70 7.20 6.46 4.20
Нг, ммоль/100 г 0.96 0.37 1.41 4.11
Sобм, ммоль/100 г 1.05 3.32 8.45 1.64
Валовое содержание, %
N 0.05 0.12 0.05 0.05
Р2О5 0.12 0.16 0.11 0.13
К2О 1.05 1.21 1.50 1.00
N легкогидролизуемый, мг/кг 24 38 28 21
Подвижные формы, мг/кг
Р2О5 71 230 234 265
К2О 65 110 70 24
Примечание. Sобм - сумма обменных оснований.
использованных в опытах почв представлены в табл. 1.
Удобрения в микрополевых опытах перемешивали с почвой пахотного слоя (0-20 см) перед посевом культур, в полевом - вносили разбросным
Таблица 2. Агрохимическая характеристика использованных в опытах органических удобрений
Показатель Опыт 2 Опыт 3
навоз сапропель навоз ОСВ*
Влаж- 71 75; 90 78 64
ность, %
Золь- 17 43 21 69
ность, %
рНКС1 8.07 5.70 6.70 8.0
Валовое содержание, % от сухого вещества
N 2.01 2.10 1.48 1.56
Р2О5 1.20 0.32 0.84 2.90
К2О 2.28 0.49 1.13 0.52
Бе Не опре- 1.20 0.14 2.33
деляли
Б То же 1.68 Не опре-
деляли
Микроэлементы и тяжелые металлы, мг/кг
Мп Не опре- 170 64 128
деляли
Си То же Не опре- 15 444
деляли
7п » То же 38 1260
РЬ » » 1 11
N1 » » 15 310
Сг » » 28 164
Cd » » 6 8
* ОСВ - осадки сточных вод. То же в табл. 8.
способом под перепашку зяби. Их дозы в соответствии со схемами опытов составляли: в микрополевом опыте 1 с люпином узколистным (в г/кг почвы) 1 - без удобрений (контроль), 2 - Р0.017К0.023 (фон), 3 - фон + К0012, 4 - фон + К0023, 5 - фон + + Р0017, 6 - фон + К0 023 , 7 - фон + обработка семян бором, 8 - фон + обработка семян молибденом; в микрополевом опыте 2 с овсяницей луговой (в г/кг почвы) 1 - без удобрений (контроль), 2 - навоз 15.4, 3 - сапропель 16.9, 4 - сапропель 46.7, 5 -навоз 7.7 + сапропель 8.5; в полевом опыте 3 в звене севооборота картофель-овес (в т/га) 1 - без удобрений (контроль), 2 - навоз 40, 3 - ОСВ 20, 4 -ОСВ 40, 5 - ОСВ 60 т/га. Введение в микрополевом опыте 1 вариантов с повышенными дозами фосфорного и калийного удобрений, а также вариантов с предпосевной обработкой семян люпина микроудобрениями определялось поиском путей усиления микробиологической фиксации атмосферного азота.
В опытах применяли навоз крупного рогатого скота, органо-глинистый сапропель оз. Мелкое Великолукского р-на, ОСВ станции биологической очистки г. Великие Луки. Массу пожнивно-корневых остатков люпина учитывали методом отмывки корней. Химический состав удобрений представлен в табл. 2. ОСВ и сапропель соответствовали требованиям стандартов по химико-токсикологическим, бактериологическим и парази-тологическим показателям.
Определение содержания важнейших соединений почвенного азота проведено по стандартным методикам: валовой азот - по Гинзбург-Щегловой, легкогидролизуемые соединения - по Тюрину и Кононовой, обменный аммоний - фотоколори-
Таблица 3. Содержание форм почвенного азота в целинных подзолистых и дерново-подзолистых почвах на песчаных материнских породах
К, мг/кг
Горизонт Гумус, % валовый легкогидро-лизуемый минеральный нитрифика- ционная способность в слое 0-100 см, т/га
Подзолистая почва на водно-ледниковом песке
А1А2 0.52 ± 0.02 330 ± 19 15 ± 1 7 3 ± 0
А2 0.12 ± 0 250 ± 18 13 ± 1 5 0 2.0
В 0.04 ± 0 83 ± 6 10 ± 0 3 0
С 0 54 ± 3 8 ± 0 2 0
Дерново-подзолистая почва на озерно-ледниковом песке
А1 0.71 ± 0.03 390 ± 32 23 ± 2 7 12 ± 1
А2В 0.19 ± 0 210 ± 10 20 ± 2 6 6 ± 1 3.1
В 0.10 ± 0 150 ± 11 14 ± 1 4 0
С 0.12 ± 0 190 ± 15 4 ± 0 3 0
Дерново-подзолистая почва на бескарбонатном моренном песке
А1 1.03 ± 0.04 551 ± 22 26 ± 2 12 12 ± 1
А2В 0.22 ± 0 194 ± 15 16 ± 1 4 6 ± 1 2.6
В 0.10 ± 0 113 ± 8 15 ± 1 3 6 ± 1
С 0.04 ± 0 47 ± 2 5 ± 0 1 0
Дерново-подзолистая почва на карбонатном моренном песке
А1 1.66 ± 0.07 696 ± 48 33 ± 3 13 14 ± 2
А2В 0.33 ± 0.02 181 ± 15 10 ± 0 3 9 ± 1 3.9
В 0.40 ± 0.02 267 ± 19 11 ± 1 4 6 ± 1
С 0.16 ± 0 220 ± 13 10 ± 0 4 2 ± 0
метрически в вытяжке 1н. КС1, нитратный азот -по Грандваль-Ляжу в водной вытяжке, нитрифи-кационную способность - по Кравкову.
Основные результаты исследования обработаны разностным и дисперсионным методами статистического анализа.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Азотный режим подзолистой и дерново-подзолистых почв песчаного гранулометрического состава определяется их гумусированностью, количеством и качеством растительного опада и условиями его трансформации. Вследствие промывного водного режима, недостатка илистых частиц и оснований, преобладания минерализационных процессов для них характерно низкое содержание всех изученных соединений почвенного азота (табл. 3). Даже в гумусовом горизонте почвы на карбонатном песке под луговой растительностью валовое содержание азота достигало 0.07%, запасы этого
элемента в метровом слое составили 4 т/га. Очень низки здесь и количества минеральных соединений, и нитрификационная способность.
В подзолистой и дерново-подзолистой почвах, сформированных в ксероморфных условиях под хвойной лесной растительностью на сильнокислых водно- и озерно-ледниковых песках валовое содержание азота было всего 0.03-0.04%, а запас в метровом слое - 2-3 т/га.
Общей генетической особенностью изучаемых почв является более равномерное, в сравнении с тяжелыми по гранулометрическому составу разновидностями, распределение азота по профилю. Это связано с миграцией азота в составе органических веществ фульватной природы [6].
В нашем исследовании не подтверждено наличие прямой зависимости между содержанием азота в растительном опаде и его количеством в образующемся из него гумусе. Напротив, расширение соотношения С:К наблюдали в ряду от менее гумусированной почвы на водно-ледниковом пес-
Таблица 4. Изменение содержан
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.