АГРОХИМИЯ, 2015, № 1, с. 16-22
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ Плодородие почв
УДК 631.8:631.582:631.445.4
ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ В ЗЕРНОТРАВЯНОМ СЕВООБОРОТЕ НА СОДЕРЖАНИЕ ЛАБИЛЬНОГО ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМНОЙ ПОЧВЕ
© 2015 г. Н.Ф. Балабанова1, Н.А. Воронкова2
1Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства 644012 Омск, просп. Королева, 28, Россия E-mail: natascha.balabanowa@mаil.ru 2Омский государственный политехнический университет 644050 Омск, просп. Мира, 11, Россия E-mail: voronkova.67@bk.ru
Поступила в редакцию 04.09.2014 г.
В длительном стационарном опыте (1988-2011 гг.) на лугово-черноземной почве южной лесостепи Западной Сибири установлено, что при систематическом применении минеральных удобрений и соломы, а также включении в севооборот многолетних бобовых трав (50% люцерны) стабилизировалось содержание гумуса и повышался резерв лабильного органического вещества в почве. Установлена зависимость величины урожайности яровой пшеницы от содержания лабильного органического вещества в почве.
Ключевые слова: длительное применение удобрений, зернотравяной севооборот, лабильное органическое вещество, лугово-черноземная почва.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время урожай культур преимущественно определяется запасом элементов минерального питания в почве, поэтому значимость органического вещества состоит прежде всего в формировании питательного режима почвы [1].
Для изучения гумусного режима почв в настоящее время используются различные методы, особый интерес представляют подходы, позволяющие в пределах одного типа почвы выявить наиболее агрономически ценные составляющие гумуса. По мнению ряда авторов [2-4], наиболее целесообразным подходом к выявлению этого критерия качества гумуса является разделение органических соединений почвы на 2 группы: консервативных и лабильных.
Анализ экспериментальных материалов и выводов различных исследований свидетельствует, что содержание лабильного органического вещества (ЛОВ) является более чувствительным индикатором изменения плодородия почв, чем содержание общего углерода, и зависит от агро-технологий, используемых в севообороте, системы удобрений, длительности применения агрохимических средств и набора культур в севообороте
[5-7]. Уровень эффективного плодородия определяется количеством легкоразлагаемого органического вещества, быстро трансформирующегося микробной флорой почвы и обеспечивающего растения основными элементами питания.
В этой связи цель работы - изучение влияния систематического применения минеральных удобрений и соломы в севообороте на содержание лабильного органического вещества в луго-во-черноземной почве и его воздействия на урожайность пшеницы в южной лесостепной зоне Западной Сибири.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование проводили в 2009-2011 гг. в длительном стационарном опыте, заложенном на лугово-черноземной почве опытного поля Сибирского НИИ сельского хозяйства в 1988 г. на основе зернотравяного севооборота.
Севооборот - шестипольный, развернутый во времени и пространстве, со следующим чередованием культур: люцерна 3-х лет использования-пшеница-пшеница-овес. Схема внесения минеральных удобрений представлена в табл. 1.
ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИИ В ЗЕРНОТРАВНОМ СЕВООБОРОТЕ.. Таблица 1. Схема применения удобрений в 6-польном зернотравяном севообороте
Вариант Люцерна Пшеница Пшеница Овес
внесено на 1 га севооборотной площади внесено соломы
Без удобрений Се - - - -
С1 - - - -
Ш0Р17 Сс Р60 - К30Р40 N30
С1 Р60 - К30Р40 N30
Ш5Р23 С0 Р60 - К60Р40 К30Р40
С1 Р60 - К60Р40 К30Р40
Примечание. С0 - удаление соломы с делянки, С1 - внесение соломы в количестве, соответствующем ее урожаю в этом варианте.
Опыт заложен методом расщепленных делянок, площадь элементарной делянки - 200 м2 (10 х 20), учетной - 36 м2 (1.8 х 20). Повторность опыта четырехкратная. Почва опытного участка - лугово-черноземная среднемощная среднегумусовая тяжелосуглинистая с содержанием гумуса 6.4-6.6% (по Тюрину), подвижного фосфора и обменного калия - соответственно 105-128 и 350-420 мг/кг почвы (по Чирикову). Сумма обменных катионов составляла 32.1 мг-экв/100 г почвы, в составе катионов доля Са2+ - 89, Мg2+ - 11, Ка+ - <1%, рНкс1 6.4-6.7.
В качестве удобрения использовали Каа, АФ. Удобрения вносили весной до посева локально сеялкой на глубину 6-8 см. Солому зерновых культур измельчали при уборке и оставляли в поле в количестве, соответствующем ее урожаю.
В опыте высевали районированные сорта сельскохозяйственных культур: яровую мягкую пшеницу сорта Памяти Азиева, овес сорта Сибирский голозерный, люцерну сорта Флора 5. Посев и учет урожайности культур проводили в оптимальные сроки. Агротехника возделывания культур - общепринятая для зоны.
По среднемноголетним данным сумма осадков за вегетационный период составила 197 мм (ГТК - 1.0-1.3) [8]. Погодные условия за период (2009-2011 гг.) исследований были различными. Вегетационный период 2009 г. - влажный, выпало 404 мм осадков, средняя температура воздуха составляла 15.9°С и была близкой к среднему многолетнему показателю (16.2°С). В 2010 г. отмечен дефицит атмосферных осадков: ГТК за май-август составил 0.55. В 2011 г. недобор осадков зафиксирован в первой половине вегетации на фоне повышенной температуры воздуха. В июле-августе условия влаго- и теплообеспеченности были благоприятными для роста и развития растений. В итоге за вегетацию количество осадков
и температура воздуха были близкими к норме -соответственно 203 мм и 16.2°С.
Для решения поставленной цели в почвенных образцах определяли следующие показатели: общий углерод - по Тюрину в модификации Никитина [9], углерод подвижного гумуса - по Пономаревой и Плотниковой в 0.1 н. КаОН вытяжке [10], запасы мортмассы - путем отмывки негу-мифицированного органического вещества водой на сите с диаметром ячеек 0.25 мм [11], углерод мортмассы - по Тюрину в модификации Янишев-ского [12]. Валовое содержание азота, фосфора и калия в мортмассе определяли из одной навески по методу Пиневич [13].
Результаты исследований обработаны дисперсионным и корреляционным методами статистического анализа [14].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
При исследовании почвенных образцов было установлено, что на неудобренном фоне содержание гумуса (6.72%) за 3 ротации (18 лет) зер-нотравяного севооборота существенно не изменилось в сравнении с исходным его количеством (6.73%) (табл. 2).
Уравновешенный баланс органического вещества в почве обеспечивался за счет возделывания в севообороте люцерны (50% от площади в севообороте). Исследования, проводимые в европейской части России и Сибири, свидетельствуют, что включение в севооборот многолетних бобовых трав позволяет сохранить плодородие почвы за счет их способности фиксировать атмосферный азот воздуха и накапливать большое количество корневых и пожнивных остатков, при минерализации которых высвобождаются азот, фосфор, калий, кальций, магний и другие макро-и микроэлементы, а также биологически активные вещества [15-17].
Таблица 2. Содержание и запасы гумуса в слое почвы 0-20 см в зависимости от применения минеральных удобрений и соломы (среднее за 2009-2011 гг.)
Вариант Гумус, % Отклонение содержания ±, % абс. Запасы гумуса, т/га
от контроля от исходного
Без удобрений 6.72 - -0.01 148
Солома* (1.68 т/га) 6.71 -0.01 -0.04 148
Ш0Р17 6.88 0.16 0.20 151
Ш0Р17 + солома* (1.98 т/га) 6.88 0.16 0.15 151
Ш5Р23 7.02 0.30 0.25 154
Ш5Р23 + солома* (2.20 т/га) 7.02 0.30 0.24 154
НСР05 минеральных удобрений 0.09 0.07 2
НСР05 соломы Гф < Fт Гф < Гт Гф < Гт
НСР05 частных средних 0.13 0.10 2.8
* Доза соломы, т/га севооборотной площади.
Систематическое внесение минеральных удобрений в севообороте повысило содержание и запасы гумуса соответственно на 0.16-0.30% и 3.66.6 т/га. Новообразование гумуса на минеральных фонах было обусловлено большим поступлением органического материала в виде растительных и корнепожнивных остатков в сравнении с вариантом без удобрений.
Одним из важных критериев оценки эффективного плодородия является содержание ЛОВ, в частности, мортмассы (свежих и полуразложившихся растительных и животных остатков) и подвижного гумуса (свободных и непрочно связанных с минеральной частью соединений гуму-
12.:
12.
1
СП
Я а
§ щ
о *
+
с-
Оч
о
г
13.5
Рис. 1. Запасы мортмассы в слое 0-25 см почвы перед посевом яровой пшеницы в зависимости от применения удобрений (среднее за 2009-2011 гг.). НСР05 минеральных удобрений - 1.6 т/га, НСР05 соломы - 1.3 т/га, НСР05 частных средних - 2.3 т/га.
са). При этом поступление в почву растительных остатков является основной приходной статьей фонда легкоминерализуемых соединений [18].
Запасы мортмассы в почве на неудобренном фоне в среднем за годы исследования были на уровне 9.1 т/га (рис. 1), однако следует отметить, что в зависимости от тепло- и влагообеспеченно-сти вегетационного периода запасы мортмассы варьировали в пределах от 8.0 до 9.7 т/га.
Оптимизация минерального питания в севообороте за счет применения минеральных удобрений и соломы повысила обогащенность почвы мортмассой на 12-48%, при этом прирост определялся видом и дозой удобрения. При систематическом использовании соломы в дозах 1.682.20 т/га в качестве удобрения отмечена лишь тенденция (1.1-1.4 т/га) увеличения запасов мортмассы в почве вследствие невысокого урожая соломы. В результате эксперимента установлено, что существенным фактором, влияющим на содержание мортмассы в почве, явились минеральные удобрения. В других работах [19, 20] также высказано мнение, что под влиянием агрохимических средств оптимизируется питательный режим растений, создаются благоприятные условия для развития более мощной корневой системы и растения в целом, обеспечивая в итоге поступление большего количества растительных остатков в почву. На агрохимических фонах (Ш0Р17 и Ш5Р23) запасы мортмассы в почве составили соответственно 11.4 и 12.1 т/га, что было на 25 и 33% больше в сравнении с вариантом без удобрений. Наибольшее ее количество накопилось
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.