научная статья по теме ПЛОДОРОДИЕ ЧЕРНОЗЕМА ЮЖНОГО И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗЕРНОПАРОВОГО СЕВООБОРОТА ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ Сельское и лесное хозяйство

Текст научной статьи на тему «ПЛОДОРОДИЕ ЧЕРНОЗЕМА ЮЖНОГО И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗЕРНОПАРОВОГО СЕВООБОРОТА ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ»

АГРОХИМИЯ, 2010, № 7, с. 3-13

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ Плодородие почв

УДК 631.452:631.582:631.82(470.44)

ПЛОДОРОДИЕ ЧЕРНОЗЕМА ЮЖНОГО И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗЕРНОПАРОВОГО СЕВООБОРОТА ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

© 2010 г. М.П. Чуб, В.В. Пронько, Л.Б. Сайфулина, Т.М. Ярошенко, Н.Ф. Климова

Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока 410010 Саратов, ул. Тулайкова, 7, Россия E-mail: ariser@mail.Saratov.ru

Поступила в редакцию 02.11.2009 г.

Установлено, что за 36-летний период систематического применения удобрений потребность в них зависела от складывающихся погодных условий и состояния плодородия почв. Потребность в азоте (на 1 га севооборотной площади) изменялась от N18 до N45, фосфора - от Р23 до Р7, калия - от К13 до К20. В среднем за 36 лет наиболее эффективной системой удобрения было применение N33P19K9, обеспечившее среднегодовую прибавку урожайности 0.64 т з.е./га и оплату 1 кг питательных веществ 10.4 кг з.е. При этом интенсивность баланса азота составила 83, фосфора - 94, калия - 16%. Оптимальная система удобрения уменьшала дефицит гумуса на 32%, сохраняла содержание валового фосфора в пахотном слое на исходном уровне, не влияла на содержание обменного калия. Сумма поглощенных оснований при сохранении нейтральной реакции среды уменьшилась на 6% к исходной величине. Ключевые слова: плодородие, чернозем южный, продуктивность, зернопаровой севооборот, минеральные удобрения.

ВВЕДЕНИЕ

В засушливом Поволжье вследствие минерализации органического вещества и выноса элементов питания культурами южные черноземы ежегодно теряют гумуса - 0.4-0.6 т/га, азота - 35-40, фосфора - 15-20 и калия - 35-40 кг/га. За 200-250 лет сельскохозяйственного использования черноземы Саратовской обл. потеряли до 50% запасов гумуса [1]. Следствием этого стало заметное ухудшение физических и агрохимических свойств почв, что негативно сказалось на продуктивности сельскохозяйственных культур в этой зоне. Стабилизации может способствовать разработка и рациональное использование экологичных и экономически эффективных систем удобрения. Научное исследование таких проблем возможно только в длительных стационарных опытах. НИИСХ Юго-Востока с 1969 г. проводит исследования в стационарном опыте, расположенном в зоне южных черноземов. Опыт включен в реестр РАСХН. Результаты, полученные за первые 4 ротации шестипольного зернопаропро-пашного севооборота опубликованы ранее [2-7].

Цель работы - изучение изменений основных агрохимических показателей плодородия южного чернозема за 36 лет систематического применения удобрений, определение оптимальных доз удобрений по ротациям зернопарового севооборота и

установление на основе балансовых расчетов оптимального уровня возврата питательных веществ.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Полевой стационарный опыт, заложенный в 1969-1971 гг., расположен в Экспериментальном хозяйстве НИИСХ Юго-Востока в 7 км от г. Саратов. Почва - чернозем южный малогумусный сред-немощный тяжело суглинистый (агрохимическая характеристика участка при закладке опыта приведена в табл. 1, 7). Опыт расположен на равнинно-плакорном элементе агроландшафта. Климат района проведения опыта - типичный для засушливой черноземной степи, коэффициент континентально-сти - 185-200 (средне- и сильно континентальный), сумма активных температур > 10 °С составляет 26002800, средний ГТК вегетационных периодов - 0.81.

Чередование культур севооборота в 1-й и 2-й ротациях: пар черный-озимая пшеница-яровая пшеница-кукуруза-яровая пшеница-овес. Во все последующие ротации 2-я яровая пшеница была заменена на ячмень, в 5-й и 6-й ротации кукурузу заменили на просо.

В качестве удобрений использовали Каа, Рам, Рс. Удобрения вносили под зяблевую вспашку, азотную

Таблица 1. Влияние длительного применения удобрений на содержание N-N03, подвижного Р205 и обменного К20 (в среднем за ротацию, в фазе кущения, слой 0-40 см, мг/кг)

Ротация севооборота Варианты

1. Без удобрений (контроль) 6. Ш5Р13.7К9 9. №2Р14.4К9 8. №ЗР19.4К9 18. №2Р18К9 7. №8Р17К9 18а. №ЗР18К9 НСР05

N-N03

Исходное 8.6 7.8 8.5 9.0 7.8 7.0 8.5 -

1-я 9.7 10.9 10.7 11.0 11.0 11.1 12.1 0.38

2-я 7.7 8.8 9.9 9.9 9.5 9.8 12.2 0.45

3-я 9.4 10.4 13.9 13.7 11.3 12.2 15.1 0.61

4-я 12.6 12.9 13.0 15.0 12.7 15.4 16.7 0.23

5-я 7.3 10.4 13.1 12.8 14.6 15.2 16.8 0.48

6-я 10.4 12.9 14.0 15.3 16.7 15.0 18.5 0.69

Р205 (по Мачигину)

Исходное 12.9 13.1 13.2 13.5 12.9 13.0 13.2 -

1-я 13.5 16.3 17.1 17.7 23.6 16.3 22.5 2.0

2-я 15.2 22.0 22.7 28.2 33.2 25.6 28.4 4.6

3-я 15.5 23.1 23.4 30.1 23.4 23.1 19.4 3.4

4-я 14.7 21.9 24.5 28.5 25.1 24.2 21.1 1.6

5-я 15.0 24.7 24.5 30.3 25.0 26.2 26.5 2.7

6-я 15.3 25.4 26.2 28.2 К20 (обменный) 24.7 27.4 23.9 2.1

Исходное 312 325 287 347 302 315 320 -

1-я 307 298 300 302 309 314 3 27

2-я 302 297 304 316 309 308 306 17

3-я 320 330 318 326 319 314 303 31

4-я 317 328 307 307 326 311 324 25

5-я 329 343 333 335 329 332 307 22

6-я 327 346 338 337 342 340 337 13

м Примечание. 1. Дозы минеральных удобрений, кг/га, в среднем за год на 1 га севооборотной площади. 2. Нумерация вариантов та же в табл. 2-7.

подкормку на озимых проводили поздно осенью после прекращения вегетации растений. Размер опытных делянок 235-300 м2, их расположение рендомизированное, повторность опыта трехкратная. Агротехника - типичная для 4-й микрозоны Саратовской обл.

Наблюдения и исследования в опыте проводили по общепринятым методикам [8]. Определяли содержание гумуса - по Тюрину в модификации ЦИ-НАО, его групповой состав - по ускоренному методу Кононовой-Бельчиковой, валовый азот - по Кьельдалю, валовый фосфор и калий - по ГОСТ 26261-84. Подвижные формы элементов питания определяли следующими методами: нитратный азот - ионоселективным методом, аммонийный азот - с реактивом Несслера, доступный фосфор -по Мачигину, обменный калий - методом пламенной фотометрии в 1%-ной вытяжке углекислого аммония; содержание азота, фосфора и калия в растениях после мокрого озоления почвы - по Гинзбург-Щегловой. Уборку урожая осуществляли по-деляночно комбайном "Сампо". Урожайные данные обработаны методом дисперсионного анализа [9].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Характер действия удобрений в севообороте определяли погодные условия и величина содержания подвижных элементов питания в почве (табл. 1). В начале опыта (1969-1971 гг.) исходное содержание нитратного азота в вариантах изменялось от 7.0 до 9.0 мг/кг или от 33 до 42 кг/га.

В почве контрольного варианта в среднем за ротацию содержание нитратного азота изменялось от 7.7 до 12.6 мг/кг, величину этих изменений в значительной степени определяли гидротермические условия, влиявшие на накопление нитратного азота в паровом поле. В среднем за 6-ю ротацию их содержание в контрольном варианте незначительно отличалось от исходного.

При применении минимальной дозы азота (вариант 6) за первые 4 ротации накопление нитратного азота к фазе кущения зерновых культур незначительно отличалось от исходного и лишь к 5-й и 6-й ротациям его запасы возросли на 12-24 кг/га.

При среднегодовой дозе азота N32 и N33 (варианты 8, 9, 18) азотный режим почвы заметно улучшался, начиная с 3-й ротации, а в 5-й и 6-й ротациях отмечено дополнительное по сравнению с исходным накопление нитратного азота - от 17 до 32 (3-я ротация) до 26-42 кг/га (5-я и 6-я ротации).

При применении N38 и N53 (варианты 7, 18а) содержание нитратного азота по сравнению с исходным увеличилось в фазе кущения культуры: в 3-й ротации - на 24.7-31.3, в 4-й и 5-й ротациях - на 39-40, в 6-й ротации - на 38-47 кг/га. В среднем

за 6 ротаций при среднегодовых дозах азота N15, N32, N33, N38, N58 запасы нитратного азота к фазе кущения культуры увеличивались соответственно на 16, 30, 38, 43 и 60% по сравнению с контролем. Следовательно, во всех этих вариантах происходило дополнительное накопление остаточного азота удобрений.

В среднем за ротацию в фазе кущения культуры содержание подвижного фосфора в почве в контрольном варианте мало отличалось от исходного и сохранялось относительно стабильным в течение всех 6 ротаций севооборота (табл. 1). Это свидетельствовало о высокой буферности южного чернозема, способного быстро восстанавливать запасы подвижного фосфора из менее доступных его форм в почве.

К концу 1-й ротации наибольшее содержание подвижного фосфора было в вариантах 18 и 18а, где фосфорные удобрения (Р190) были внесены в "запас" в паровом поле. При дробном применении фосфорных удобрений (Р17 ежегодно, вариант 7) содержание подвижного фосфора было на 6.27.3 мг/кг меньше.

По завершении 6 ротаций севооборота во всех удобренных вариантах наблюдали увеличение содержания подвижного фосфора по сравнению с его исходным запасом в почве. При минимальных дозах фосфора Р13.7 и Р14.4 (варианты 6, 9) его содержание увеличилось: в 1-4-й ротациях - с 13.1-13.2 до 22.1-23.1 мг/кг, в 5-й и 6-й ротациях - соответственно до 24.7 и 25.4 мг/кг. При увеличении среднегодовой дозы фосфора до Р17 и Р18 (варианты 7, 18, 18а) запасы подвижного фосфора со 2-й по 6-ю ротации изменялись от 23.0 до 33.2 мг/кг. При максимальной дозе фосфора Р19.4 (вариант 8), высокое содержание подвижного фосфора (28.2-30.3 мг/кг) отмечено, начиная со 2-й по 6-ю ротации.

Содержание подвижного фосфора зависело от содержания азота и потребления его культурами севооборота. С увеличением среднегодовой дозы азота до N53 (вариант 18а) потребность культур севооборота в фосфоре возрастала, поэтому процесс накопления в почве подвижного фосфора замедлялся. С 1-й по 6-ю ротации его содержание в этом варианте изменялось от 19.4 до 28.4 мг/кг.

Почва опытного участка, имеющая тяжелосуглинистый гранулометрический состав, характеризовалась высоким содержанием обменного калия (табл. 1). За 36 лет наблюдений в контрольном варианте содержание в почве обменного калия, несмотря на его вынос (> 1500 кг К2О/га), изменилось незначительно (с 307 в конце 1-й ротации до 327 мг/кг к концу 6-й ротации севооборота). Это объясняется тем, что запасы обменного калия находятся в динамическом равновесии с его необменными формами в почве и по мере потре

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.

Показать целиком