АГРОХИМИЯ, 2008, № 7, с. 13-17
УДК 631.452:631.445.51:631.458
ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫЕ ПРИЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ДЕФЛИРОВАННЫХ КАШТАНОВЫХ ПОЧВ
© 2008 г. Г. Д. Чимитдоржиева, Ю. Б. Цыбенов, Р. А. Егорова, Т. С. Борисова,
В. А. Ревенский, Д. Б. Андреева
Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН 670047 Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, Россия E-mail: raisaegr@rambler.ru Поступила в редакцию 19.07.2007 г.
Представлены результаты поиска экологически безопасных приемов улучшения гумусного состояния дефлированных каштановых почв, являющихся доминирующими в пахотном фонде Республики Бурятия (около 42%).
ВВЕДЕНИЕ
В Республике Бурятия, занимающей более 80% водосборной площади бассейна оз. Байкал, признанного Участком мирового природного наследия, наблюдается экологически неблагополучная ситуация, во многом обусловленная ведением сельскохозяйственного производства с нарушением технологических, а также природоохранных мероприятий. Это касается, прежде всего, плодородия каштановых почв, необоснованная и нерегламентированная распашка которых в 1950-1970 гг. привела к усиленному развитию дефляции, вызвавшей значительную потерю ими гумуса. Важнейшим условием восстановления почв является экологизация земледелия [1], которая наряду с другими подходами включает повышение плодородия дегумифициро-ванных почв путем внесения в почвы органических остатков и отходов природного происхождения.
Органическое вещество (ОВ) играет очень важную и разнообразную роль в повышении стабильности агроэкосистем. В агроэкосистемах, в отличие от естественных экосистем, функционирующих по принципу "безотходных технологий", избыток элементов минерального питания, поступающих в форме минеральных удобрений, загрязняет воды поверхностного и грунтового стоков, соседние ландшафты и т.д.
Целью наших исследований был поиск путей увеличения содержания органического вещества дефлированных каштановых почв путем внесения разных форм органических остатков и отходов природного происхождения, а также гумино-вых препаратов в почву.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Объектом исследований была пахотная де-флированная каштановая почва с низким (0.54-
1.36%) содержанием гумуса. Изучали влияние следующих биологических приемов:
1) внесения разных доз перепревшего навоза КРС в течение четырех лет в зернопаровом 4-поль-ном севообороте (пар, пшеница, яровая рожь, овес). Почвенные образцы на определение содержания
Содержание Сорг, % 2.5
Лабильный гумус, мг/кг 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0
(б)
0.5
13 Время, мес.
3 2 ♦ 1
Рис. 1. Содержание Сорг, % (а) и лабильного гумуса (б) при компостировании каштановой почвы с различными видами природных органических материалов: 1 - контроль, 2 - навоз, 3 - торф, 4 - уголь.
4
6
9
Таблица 1. Содержание гумуса в пахотном слое дефлированных каштановых почв после ротации четырехпольного зернопарового севооборота
Вариант Содержание гумуса, % (М ± т) Критерий значимости разности с начальным содержанием (г), (¿0.95 = 2.2) Изменение за одну ротацию севооборота
относительный % т/га
Без удобрений(контроль) 1.08 ± 0.04 -2.2 -7.7 -2.52
Почва + навоз 20 т/га 1.15 ± 0.01 -1.4 -1.7 -0.56
Почва + навоз 50 т/га 1.18 ± 0.02 0.5 0.9 0.28
Почва + навоз 80 т/га 1.34 ± 0.00 17.0 15 4.76
НСР05 0.05
Таблица 2. Влияние компостов на содержание и запасы органического вещества в почве
Вариант Содержание Сорг Запасы Сорг
% прибавка к контролю т/га прибавка к контролю
Исходная почва 0.61 - 17.1 -
Без удобрений(контроль) 0.58 - 16.2 -
Коро-пометный компост, т/га
10 0.61 0.03 17.1 1.1
20 0.69 0.11 19.3 3.1
40 0.75 0.17 21.0 4.8
Пометно-опилочный компост, т/га
10 0.61 0.03 17.1 1.1
20 0.72 0.14 20.2 4.0
40 0.68 0.10 19.0 2.8
Соломисто-пометный компост, т/га
10 0.66 0.08 18.5 2.3
20 0.66 0.08 18.5 2.3
40 0.70 0.12 19.6 3.4
гумуса из 4-х смешанных образцов отбирали перед закладкой опыта (фоновое содержание) и в конце первой ротации севооборота во всех вариантах;
2) внесения различных видов компостов (нетрадиционные органические удобрения) в течение трех лет в мелкоделяночных полевых опытах (1 м2). Птичий помет смешивали в весовом отношении 2:1 с древесными опилками, корой и соломой, измельченными до 7-10 мм, и после компостирования в течение 1 мес. удобрения вносили в количестве 4 кг/м2 (что соответствует 40 т/га) при тщательном перемешивании;
3) действия смены сельскохозяйственных культур в вегетационных опытах в течение 3-х лет. В опыте с чередованием культур использовали горох, горохово-овсяную смесь, овес. Виды удобрений такие же, как и в полевом опыте;
4) внесения гуминовых препаратов (ГП). ГП получали по стандартной методике Орлова и Гришиной [2] из низинного торфа дельты р. Селенга. Се-
мена пшеницы обрабатывали в течение 24 ч полученными вытяжками разной концентрации: 0.001, 0.005 и 0.01%. Физиологическую активность ГП в лабораторных условиях оценивали по энергии прорастания семян и появлению корешков. В качестве тест-объектов использовали семена пшеницы сорта Селенга, продолжительность опыта 3 года;
5) внесения в дефлированную почву различных органических материалов: навоза, торфа и окисленного бурого угля с компостированием в оптимальных водно-температурных условиях (температура 28°С и влажность 60% НВ);
6) внесения (запахивания) растительных остатков многолетних трав. Вегетационно-полевые опыты проводили в течение 3-х лет в сосудах без дна размером 20 х 20 х 20 см. Схема опыта: 1) почва без органических остатков; 2) почва + ботва картофеля; 3) почва + зеленая масса рапса; 4) почва + зеленая масса люцерны.
Содержание, % 1.2-,
1.0
0.8 0.6 0.40.20
(а)
I 1
1
I
II
1
¡1
л
с
общ
с
^-тум
Горох
ш
сс
^общ ^-тум
Горохоовсяная смесь
I
II
II
II
ш
А
Ш] Контроль ^ Навоз 20 т/га Навоз 50 т/га Э Навоз 80 т/га
с
общ
с
гум
Овес
Лабильный гумус, мг/кг 1400-,
1200 1000 800 600 400 200
0
(б)
Щ] Контроль ^ Навоз 20 т/га Навоз 50 т/га ЁЁ1 Навоз 80 т/га
Горох
Горохоовсяная
Овес
смесь
Рис. 2. Содержание общего углерода и углерода гумуса (а) и лабильного гумуса (б) в опыте со сменой культур.
Перед закладкой опытов почву просеивали через сито диаметром 3 мм, отбирали крупные корешки, а в сосуды вносили измельченные до 2-3 см растительные остатки из расчета 30 т/га при тщательном перемешивании. Почву после посева обильно поливали 1 раз. При появлении всходов в сосудах оставляли по 16 растений. Содержание Собщ, Сгум и лабильного гумуса определяли по методу Тюрина в модификации Никитина [2].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Влияние свежего органического материала и смены культур на содержание Сорг. Гумусное состояние почвы определяет ее плодородие [3]. В экологическом отношении гумусообразование представляет собой эутотрофикацию эдафической сре-
ды [4], что подразумевает приобретение бесплодной породой элементов плодородия. Гумус замыкает трофическую цепь и в то же время служит ее первым звеном, поэтому преобладание распада гумуса над его накоплением приводит к разрыву трофической цепи и резкой смене экологических условий. Необходимо, чтобы после завершения каждого очередного цикла биологического круговорота оставалось какое-то количество гумуса -источника энергии для микроорганизмов, начинающих новый цикл [5]. Дефляционные процессы привели к резкому уменьшению содержания и ухудшению качества гумуса в каштановых почвах Селенгинского среднегорья [6-8]. В сильноде-флированной почве содержание гумуса близко к минимально критическому уровню (0.31-0.60%), в его составе фульвокислоты значительно преоб-
Таблица 3. Влияние гуминовых препаратов на энергию прорастания семян и урожай зерна пшеницы
Вариант Доля проросших семян, % Проростки Корешки Урожай зерна, г/сосуд
длина, см масса, г длина, см масса, г
Н2О (контроль) 88 2.9 0.22 4.5 0.13 3.06
Гуминовые препараты, %
0.001 100 3.1 0.24 4.9 0.15 4.59
0.005 88 2.9 0.23 4.5 0.18 4.06
0.01 84 3.0 0.24 4.5 0.19 3.48
НСР05 1.13
Таблица 4. Влияние растительных остатков на урожай и качество сухой массы овса
Вариант Урожай Прибавка к контролю N Р2О5 К2О Сырой протеин
г/сосуд % от воздушно-сухого вещества
Почва без растительных остатков 11.6 - 0.99 0.45 3.34 6.2
(контроль)
Почва + ботва картофеля 23.6 12.0 1.87 0.42 2.68 11.7
Почва + зеленая масса рапса 15.5 3.9 1.35 0.64 3.14 8.4
Почва + зеленая масса люцерны 25.6 14.0 2.23 0.42 3.95 13.9
ладают над гуминовыми - величина соотношения Сгк:СфК намного ниже 1.
В опыте с компостированием при оптимальных условиях в варианте без удобрений (контрольном) во все сроки определения (0.5; 1; 3; 6 и 9 мес.) содержание Сорг было стабильно низким. При внесении свежих органических материалов происходило значительное увеличение содержания Сорг в начале компостирования (0.5 мес), затем - некоторое его уменьшение и дальнейшая стабилизация к
3-6 мес компостирования (рис. 1а). Данные опыта показали, что внесением разных инертных органических материалов можно значительно восполнить органическую часть дефлированных почв.
Смена культур в севооборотах обогащает почву свежим органическим веществом. Анализ изменения содержания гумуса после 1-й ротации
4-польного севооборота (табл. 1) выявил его уменьшение и максимальные потери за севооборот в контрольном варианте (630 кг/га в среднем за год). Ежегодный расход гумуса при выращивании зерновых культур в вариантах без удобрений составил 525 кг в год. При ¿095 = 2.2 разница (-2.2) достоверна.
Уменьшение потерь гумуса происходило при внесении в дефлированную каштановую почву полуперепревшего навоза 20 т/га, с которым в нее поступало 434 ц Собщ. Сохранение и значительное увеличение содержания гумуса было отмечено при высоких его дозах за одну ротацию. Таким образом, применение севооборота и внесение различных органических материалов - один из лучших приемов сохранения и накопления гумуса.
Недостаточное количество производимого КРС навоза в регионе, ограниченное естественное поступление растительных остатков в почвы обусловливают необходимость поиска дополнительных источников поступления свежего ОВ. К ним о
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.