ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2004, № 5, с. 604-611
АГРОХИМИЯ И ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ
УДК 631.445.4:631(470.324)
ИЗМЕНЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПЛОДОРОДИЯ ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ ПОД ВЛИЯНИЕМ УДОБРЕНИЙ
© 2004 г. В. А. Королев, Л. Д. Стахурлова
Воронежский государственный университет, 394693, Воронеж, Университетская пл., 1
Поступила в редакцию 06.08.2002 г.
Установлено положительное влияние навоза на фоне одинарной дозы минеральных удобрений на микроагрегированность, структурное состояние, основные показатели водоудерживающей и водопропускной способности, на сумму обменных оснований выщелоченных черноземов. Под действием высоких доз минеральных удобрений наметилась тенденция уменьшения содержания обменных кальция и магния и увеличения гидролитической кислотности.
Развитие сельского хозяйства страны возможно только на основе сохранения и расширенного воспроизводства плодородия почв при широком и рациональном использовании удобрений. Для оценки эффективности удобрений в агроэкосис-темах необходимо проводить исследования в стационарных полевых опытах, которые позволяют выявить направленность изменения агрохимических, физических, физико-химических и биологических показателей почв, дают научную основу для разработки такой системы минерального питания культур, которая отвечала бы требованиям охраны окружающей среды. Однако в настоящее время практически отсутствуют комплексные исследования, посвященные изучению изменения основных показателей плодородия черноземов под влиянием отдельных элементов системы земледелия.
В этой связи целью настоящей работы было изучение изменения основных физических, водно-физических, физико-химических и биологических свойств черноземов, выщелоченных при использовании различных доз органических и минеральных удобрений.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследования проводили в 1997-1999 гг. в условиях длительного стационарного опыта, заложенного в 1936 г. на территории ВНИИСС им. А.Л. Мазлумова (Рамонь, Воронежская обл.). Опыт заложен в 3-кратной повторности в девяти-польном зерно-свекловичном севообороте. Были выбраны следующие варианты: контроль (без удобрений); 50 т/га навоза + Ш5Р60К45; 25 т/га навоза + Ш5Р60К45; 25 т/га навоза + К90Р120К90; Ш90Р190К190. Удобрения вносились только под сахарную свеклу в двух полях севооборота осенью под зяблевую вспашку. На всех делянках, включая контроль, при посеве сахарной свеклы в
рядки вносились Р20К45. Применялись минеральные удобрения в виде аммиачной селитры (34%), суперфосфата двойного гранулированного (39%) и калийной соли (40%). Агротехника возделывания сахарной свеклы и других культур была общепринятой для зоны [4].
Для изучения изменения физических свойств чернозема почвенные образцы отбирали в 3-кратной повторности через каждые 10 см до глубины 110 см. Отдельно отбирали образцы для структурно-агрегатного анализа в 5-кратной повторности с глубин 0-20 и 40-50 см. Для изучения физико-химических показателей и фитотоксиче-ских свойств почвы с каждой делянки отбирали смешанные образцы из пяти точек в слоях 0-20, 20-40, 40-60 см в начале вегетации растений (1-й срок), в середине вегетации (2-й срок) и после уборки (3-й срок).
Физические, водно-физические и физико-химические показатели определяли по общепринятым методикам [2, 6, 8].
При изучении влияния удобрений на микробную систему почвы и определение микробного токсикоза применяли метод инициированного микробного сообщества (ИМС). Он предназначен для проведения лабораторных экспериментов с целью выяснения изменений в комплексе почвенных микроорганизмов под действием различных антропогенных факторов. Для синхронной активации микроорганизмов гидролитической группы необходимо, во-первых, использовать образцы почвы, не менее двух недель выдержанные в воздушно-сухом состоянии, и, во-вторых, инициировать развитие микроорганизмов внесением в почву полимерного питательного субстрата - водорастворимого картофельного крахмала. Изучение токсичности почвы проводили на четвертой неделе от начала инкубации образцов, увлажненных до 60% от полной влагоем-кости, помещая по 50 семян кресс-салата в чашку
Петри непосредственно на развившееся микробное сообщество (почва с тонким слоем крахмала) и без него (почва без крахмала). Количество проросших семян и длину проростков измеряли через 3 дня после посева тест-культуры. В качестве контроля использовали образцы почвы без крахмала [5]. Результаты контрольного варианта сравнивали с результатами, полученными на на-тивной почве (образец почвы, взятый под естественным растительным сообществом в условиях, исключающих последействие минеральных и органических удобрений).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Изучаемые черноземы характеризуются относительно невысоким содержанием гумуса (в слое 0-20 см от 5.05 до 5.46%) и тяжелосуглинистым гранулометрическим составом. Содержание физической глины в пределах первого метра почвы колеблется от 54 до 61%. Преобладающими фракциями являются крупнопылеватая и илистая. Вниз по почвенному профилю исследуемых делянок количество первой фракции постепенно уменьшается, а второй - увеличивается, что приводит к слабо выраженному утяжелению гранулометрического состава во втором полуметре.
Микроагрегатный состав в значительной степени определяет характер макроструктуры и другие важные физические свойства. Выщелоченные черноземы на всех вариантах стационарного опыта, включая контроль, имеют высокую мик-роагрегированность. В составе почвенной массы преобладают водопрочные микроагрегаты размером от 0.25 до 0.01 мм, количество которых достигает 61-74%. Содержание микроагрегирован-ной илистой фракции на всех делянках очень низкое и имеет тенденцию к весьма незначительному увеличению вниз по профилю с 1.2-1.6% в пахотных горизонтах до 2.5-2.7% в слое 100-110 см. Вследствие этого фактор структурности - не опускается ниже 91%, а максимальных значений достигает в пахотных горизонтах. Применение органических и минеральных удобрений в различных дозах и соотношениях не оказало существенного воздействия на микроагрегатный состав выщелоченных черноземов. Имеет место лишь слабо выраженная тенденция положительного влияния органических удобрений на основные показатели микроагрегированности исследуемых почв, включая и часто применяемый в последние годы показатель противоэрозионной стойкости [3].
Одним из существенных факторов плодородия почв является их структура. Данные структурного анализа (сухое просеивание) свидетельствуют о значительном содержании агрономически ценных агрегатов размером от 10 до 0.25 мм, количество которых в пахотных горизонтах всех иссле-
дуемых делянок колеблется в пределах 69-80%. Среди них большая часть приходится на долю агрегатов размером от 5 до 1 мм (34-56%). Малоценные в агрономическом отношении структурные отдельности представлены в основном фракциями >10 мм (17-29%) и <0.25 мм (3-4%). Коэффициент структурности варьирует от 2.1 до 4.0. Наиболее оптимальные показатели структурного состава отмечаются на делянках с систематическим внесением удобрений, прежде всего органических.
В подпахотных горизонтах выщелоченных черноземов на всех вариантах опыта структурный состав в целом более благоприятный по сравнению с пахотными горизонтами и не испытывает заметных изменений от вносимых удобрений.
Данные агрегатного анализа (мокрое просеивание) пахотных горизонтов исследуемых делянок свидетельствуют об увеличении содержания водопрочных фракций с уменьшением их размера. Среди них доля агрономически ценных водопрочных агрегатов составляет 52-64%. Критерий водопрочности агрегатов варьирует в пределах 54-66%. Подпахотные горизонты выщелоченных черноземов характеризуются заметным уменьшением фракции <0.25 мм до 30-33%, увеличением ценных водопрочных агрегатов и критерия водопрочности агрегатов (69-73%). Совместное внесение 50 т/га навоза и одинарной дозы минеральных удобрений (К45Р60К45) оказывает наиболее значительное положительное влияние на агрегатный состав черноземов.
Основные показатели структурно-агрегатного состава исследуемых почв не выходят за гипотетически оптимальные пределы, свойственные черноземам, и свидетельствуют об отсутствии де-градационных процессов [1].
Основные физические свойства черноземов выщелоченных на различных делянках в целом являются вполне благоприятными (табл. 1). Плотность твердой фазы почв в пахотных горизонтах равна 2.56-2.59 г/см3 и постепенно увеличивается с глубиной до 2.68-2.70 г/см3, что определяется в основном содержанием гумуса и его профильным распределением. Плотность сложения изменяется от 1.04-1.15 в пахотных горизонтах до 1.32-1.38 г/см3 в слое 100-110 см (рис. 1). Общая пористость верхних горизонтов составляет 55.6-59.4% и постепенно уменьшается вниз по профилю до 48.9-50.7%. Основные показатели дифференциальной пористости изучаемых почв свидетельствуют о весьма оптимальных соотношениях пор аэрации и пор, занятых различными формами почвенной влаги.
Водно-физические свойства, определяя в значительной степени плодородие почв, также характеризуются вполне благоприятными показа-
Таблица 1. Плотность и пористость черноземов выщелоченных
№ делянки, доза удобрений Глубина, см Плотность, г/см3 Пористость, %
сложения твердой фазы общая активная неактивная
36, контроль 0-10 1.10 2.58 57.4 45.9 11.5
20-30 1.14 2.59 56.0 44.4 11.6
40-50 1.18 2.61 55.2 43.7 11.5
60-70 1.23 2.63 53.2 41.3 11.9
80-90 1.32 2.66 50.4 37.9 12.5
100-110 1.37 2.69 49.1 36.5 12.6
30, 50 т/га навоза, К45Р60К45 0-10 1.04 2.56 59.4 48.1 11.3
20-30 1.10 2.58 57.4 15.8 11.6
40-50 1.13 2.59 56.4 44.9 11.5
60-70 1.20 2.62 54.2 42.5 11.7
80-90 1.28 2.65 52.1 40.1 12.0
100-110 1.32 2.68 50.7 38.4 12.3
39, 25 т/га навоза, К45Р60К45 0-10 1.08 2.57 58.0 46.7 11.3
20-30 1.13 2.59 56.4 44.7 11.7
40-50 1.17 2.60 55.0 43.3 11.7
60-70 1.21 2.63 54.0 42.4 11.6
80-90 1.29 2.67 51.7 39.7 12.0
100-110 1.35 2.69 49.8 37.7 12.1
31, 25 т/га навоза, К90Р120К90 0-10 1.07 2.57 58.4 46.9 11.5
20-30 1.11 2.58 57.0 45.4 11.6
40-50 1.15 2.60 55.8 44.3 11.5
60-70 1.21 2.62 53.8 42.3 11.5
80-90 1.30 2.66 51.1 39.1 12.0
100-11
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.