Главная Коллекция "Otherreferats" Сельское, лесное хозяйство и землепользование Мониторинг основных показателей почвенного плодородия и агрохимические условия эффективности применения удобрений

Мониторинг основных показателей почвенного плодородия и агрохимические условия эффективности применения удобрений

Характеристика почвенного покрова Ставропольского края. Сельскохозяйственное районирование территории Ставрополья. Распределение почв по административным районам. Фактические и оптимальные свойства почв Ставрополья. Азот и его соединения в почвах.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 11.11.2018
Размер файла 352,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Подвижный фосфор, мг/кг

16,5

13,2-19,2

22,7

21,5-23,9

Обменный калий, мг/кг

302

267-336

346

334-358

Нитрификационная

способность, мг/кг

33,9

-

39,1

37,0-41,2

Объемная масса, г/см3

1,21

1,14-1,28

1,13

1,13-1,14

Удельная масса, г/см3

2,60

2,56-2,64

2,60

2,56-2,64

Общая пористость, %

54

53-55

56,3

55,8-56,8

Содержание физической глины, %

52

44-60

51,1

50,3-52,0

Содержание ила, %

28

21-35

27,5

27,1-28,0

Влажность завядания, %

11,6

-

10,6

10,6-10,7

Содержание водопрочных агрегатов, %

75

-

73

72-75

Содержание легкорастворимых солей, %

0,065

-

0,076

0,073-0,080

Слитые темноцветные почвы

Содержание гумуса

в горизонте А, %

5,51

4,72-6,30

5,66

5,40-5,93

Запасы гумуса, т/га

в слое: 0-20 см

0-30 см

0-50 см

0-100 см

А+В

126

187

287

418

405

107-145

159-215

246-328

348-488

341-460

130

192

295

430

426

124-136

183-201

282-309

390-430

410-450

рН

7,28

6,63-7,93

7,3

7,2-7,4

Сумма обменных основа-

ний, мг-экв/100 г почвы

41,3

-

37,8

36,7-38,8

Подвижный фосфор, мг/кг

19,5

16,1-22,1

23,5

22,4-24,7

Обменный калий, мг/кг

369

322-416

353

341-366

Нитрификационная способность, мг/кг

34

-

40,7

38,6-42,8

Объемная масса, г/см3

1,21

1,21-1,30

1,12

1,11-1,13

Удельная масса, г/см3

2,59

2,55-2,63

2,59

2,54-2,64

Общая пористость, %

53

52-54

56,8

56,3-57,2

Содержание физической глины, %

75

70-80

52,0

51,1-52,9

Содержание ила, %

47

40-54

32,6

32,0-33,2

Влажность завядания, %

14,5

-

10,7

10,6-10,8

Содержание водопрочных агрегатов, %

40

-

75

73-77

Содержание легкорастворимых солей, %

0,067

-

0,073

0,070-0,0

Черноземы южные

Содержание гумуса

в горизонте А, %

3,49

3,22-3,76

3,81

3,63-4,0

Запасы гумуса, т/га

в слое: 0-20 см

0-30 см

0-50 см

0-100 см

А+В

81

119

182

279

273

73-89

108-130

166-198

257-301

247-299

89

130

199

305

298

84-93

124-136

189-209

290-320

284-313

рН

7,90

7,69-8,11

7,7

7,6-7,8

Сумма обменных основа-

ний, мг-экв/100 г почвы

34,2

-

31,3

30,6-32,1

Подвижный фосфор, мг/кг

15,4

13,0-17,8

22,8

21,6-24,0

Обменный калий, мг/кг

350

294-406

387

374-400

Нитрификационная способность, мг/кг

33

-

39,5

36,2-40,8

Объемная масса, г/см3

1,25

1,18-1,32

1,21

1,20-1,23

Удельная масса, г/см3

2,62

2,57-2,67

2,62

2,56-2,67

Общая пористость, %

52

51-53

53,6

53,2-54,0

Содержание физической глины, %

48

41-55

46.6

46.0-47.3

Содержание ила, %

20

17-23

19,5

19,2-19,7

Влажность завядания, %

10,3

-

9,0

10,3-10,4

Содержание водопрочных агрегатов, %

68

-

64

63-65

Содержание легкорастворимых солей, %

0,070

-

0,078

0,075-0,082

По сравнению с естественными биоценозами на полях Центрального Предкавказья из-за большого превышения отчуждаемой части биомассы над оставляемой фактически происходит разрыв малого биологического круговорота веществ, при котором элементы питания растений, содержащиеся в отчуждаемой биомассе, безвозвратно выносятся из почвы. Это нарушает цикличность динамики гумусного состояния и биогеохимии почвообразования.

Такое соотношение между отчужденной и оставленной частями биомассы озимой пшеницы привело к тому, что под воздействием этой культуры за период с 1971 по1988 г. в крае сформировался отрицательный баланс гумуса с дефицитом 266,7 тыс. т. Соответственно, в зонах с первой по пятую его величина составляет 308,3, 387,7, 324,7, 111,3 и 6,7 тыс. т. Для улучшения состояния плодородия почв предлагается в соответствии со специализацией и экономическими возможностями зон края уменьшить отчуждение биомассы озимой пшеницы. Расчеты показывают, что оставление на полях Ставрополья соломы в первой зоне 33%, 50 - во второй и около 95 - в остальных, привело бы к положительному балансу гумуса - по краю дополнительно было бы получено 9284,2 тыс. т гумуса и существенно уменьшило бы потребность в органических и минеральных удобрениях.

Экономия азотных, фосфорных и калийных удобрений составила бы 286,5; 127,4 и 605,6 тыс. т соответственно. Нами с соавторами (1997) показано, что насыщение севооборота 120 NPK (при N : P : K = 1 : 1,3 : 04) + 5 т/га навоза в течение 1976-1991 гг. стабильно возмещает вынос азота на 53-59%, фосфора - на 154-157%, калия - на 36-38% (общий баланс), значительно стабилизирует содержание гумуса и обеспечивает наивысшую продуктивность культур восьмипольного севооборота (занятой пар, озимая пшеница, озимая пшеница, кукуруза на силос, озимая пшеница, горох, озимая пшеница, подсолнечник) на выщелоченном тяжелосуглинистом черноземе Ставропольской возвышенности.

При этом насыщение севооборота N21P36K3 + 2,5 т/га навоза, как и N69P83K29 + 7,5 т/га навоза в течение трех ротаций не привело к существенному изменению основных агрохимических показателей плодородия почвы по сравнению с исходными.

Динамика содержания гумуса в почвах Ставропольского края свидетельствует о том, что за период с 1963-1968 г. по 1988-1993 и 1993-1996 гг. его среднее содержание неуклонно снижалось с 3,41% - в I туре обследования до 3,00% - в 5 туре. Данные VI-го тура показывают, что в 9 из 24 исследованных районов (Ипатовский, Петровский, Андроповский, Грачевский, Минераловодский, Новоалександровский) произошло резкое снижение содержания гумуса (табл. 7, 8).

Таблица 7

Динамика содержания гумуса по турам агрохимического обследования почв Ставропольского края, %

Районы

Тур обследования*

I

II

III

IV

V

VI

I зона

1. Апанасенковский

2. Арзгирский

3. Левокумский

4. Нефтекумский

5. Туркменский

2,17

2,09

1,75

1,53

2,18

2,16

2,09

1,74

1,49

2,05

2,10

1,80

1,70

1,60

2,20

2,10

1,80

1,40

1,60

2,20

1,70

1,80

1,40

1,70

2,10

-

1,80

-

-

2,20

II зона

6. Александровский

7. Благодарненский

8. Буденновский

9. Ипатовский

10. Курский

11. Новоселицкий

12. Петровский

13. Советский

14. Степновский

4,14

2,64

2,25

2,60

2,26

2,60

3,49

2,78

2,41

3,98

2,54

2,09

2,54

2,26

2,50

3,45

2,78

2,44

3,80

2,30

1,80

2,60

2,10

2,30

3,30

2,50

2,10

3,80

2,40

2,00

2,50

2,10

2,60

3,30

2,50

2,00

3,40

2,30

2,00

2,50

2,10

2,60

3,20

2,60

2,10

-

-

-

2,00

-

-

2,70

-

-

III зона

15. Изобильненский

16. Грачевский

17. Кочубеевский

18. Красногвардейский

5,06

3,43

4,24

5,08

4,80

3,30

4,17

5,05

5,00

3,30

4,00

5,10

4,40

3,00

3,20

5,00

4,40

3,00

3,20

4,20

4,20

2,80

3,20

-

19. Андроповский

20. Новоалександровский

21. Труновский

22. Шпаковский

3,12

4,20

3,34

5,69

2,99

4,03

3,30

5,42

3,00

4,00

3,20

5,10

2,80

3,70

3,00

4,50

2,80

3,80

3,00

4,50

-

3,70

-

-

IV зона

23. Георгиевский

24. Минераловодский

25. Кировский

26. Предгорный

3,80

4,68

4,71

6,33

3,72

4,57

4,69

6,27

3,40

4,60

3,60

6,00

3,20

4,60

3,60

6,00

3,50

4,60

3,50

5,50

-

4,20

-

-

Среднее по краю

3,41

3,32

3,17

3,10

3,00

3,00

Примечание: *Годы проведения туров обследования: I - 1964-1968, II - 1968-1976, III - 1976-1983, IV - 1983-1988, V - 1988-1993, VI - 1993-1996.

Таблица 8

Содержание гумуса в почвах пашни Ставропольского края

(по состоянию на 1.01. 1996 г.), %

Наименование районов

Орt*

Факт.

Степень

обеспеченности

Апанасенковский

Арзгирский

Левокумский

Нефтекумский

Туркменский

Александровский

Благодарненский

Буденовский

Ипатовский

Курский

Новоселицкий

Петровский

Советский

Степновский

3,55

2,82

2,82

2,82

3,55

3,81

2,82

2,82

3,81

3,55

3,55

3,55

3,55

2,82

2,00

1,70

1,56

1,44

2,30

3,50

2,30

1,97

2,80

2,19

2,47

3,00

2,60

2,10

низкая

очень низкая

очень низкая

очень низкая

низкая

средняя

низкая

низкая

низкая

низкая

низкая

низкая

низкая

низкая

Изобильненский

Грачевский

Кочубеевский

Красногвардейский

Андроповский

Новоалександровский

Труновский

Шпаковский

Георгиевский

Минераловодский

Кировский

Предгорный

4,0

3,3

5,1

3,3

6,5

4,2

3,7

5,0

2,9

5,2

3,6

6,0

3,6

3,3

4,2

3,0

4,5

3,8

3,2

4,4

3,4

4,9

3,6

5,5

средняя

средняя

повышенная

низкая

повышенная

средняя

средняя

повышенная

средняя

повышенная

средняя

высокая

Примечание: Орt* _ оптимальный показатель по основному типу почв.

Значительную часть территории Ставропольского края занимают почвы с низким и очень низким содержанием гумуса (рис 1).

В Арзгирском и Изобильненском районах его содержание оставалось на прежнем уровне, а в Туркменском несколько возросло.

Это может быть связано с существенным снижением в период с 1988 по 1996 гг. применения минеральных и органических удобрений. Доза минеральных удобрений, внесенная под урожай 1995 года, в среднем по краю составила 12 кг/га, а органических - 0,7 т/га. Доля удобренной минеральными удобрениями посевной площади в большинстве районов колебалась от 10 до 30%.

Доля удобренной органическими удобрениями посевной площади в большинстве районов не превысила 2% и только в Ипатовском и Советском районах превысила 3% при этом, средняя доза не превысила 1,5 т/га.

В 1987 году средняя доза внесения минеральных удобрений составила 95 кг/га, а органических - 3 т/га.

3.2 Азот и его соединения в почвах

край ставропольский почва

Роль азота заключается, прежде всего, в том, что этот элемент в наибольшей степени определяет запасы растительной и животной пищи на земле. Ведущая роль проблемы азота обусловлена наибольшим его выносом урожаями культур, слабым последействием азотных удобрений, низким коэффициентом их использования растениями и их высокой стоимостью.

Рисунок 1. Доля сельскохозяйственных угодий с низким и очень низким содержанием гумуса.

Острота проблемы азота в плодородии почв и питания растений также связана с тем, что основная часть почвенного азота (70-90%) входит в состав гумуса, а доступные растениям соли азотной кислоты и аммония хорошо растворимы и легко вымываются или улетучиваются, переходя в газообразные формы. Количество минерального азота усвояемого растениями в почве, как правило, не превышает 1-3 % от его общих запасов.

Специфическая роль азота в биохимических процессах в почве обусловлена большим числом и диапазоном его валентностей. При переходе из восстановленной (NHз) в предельно окисленную (NOз-) форму его валентность изменяется от -3 до +5. Переводя азот из одной формы в другую, организмы получают энергию для своей жизнедеятельности. Протекающие при этом многочисленные реакции (аммонификация, нитрификация, денитрификация) идут с выделением энергии. Лишь фиксация азота (образование аммиака из молекулярного азота азотфиксирующими организмами), выполняемая в две стадии, идет с затратой энергии. В ходе данных реакций, а также в процессе разложения и синтеза гумусовых веществ, в почве образуются различные формы минерального и органического азота. В почве трансформация азота определяется в основном процессами синтеза и разложения органического вещества и уровнем микробиологической и энзиматической активности почвы.

Вопросы о природе, запасах и формах почвенного азота достаточно подробно рассмотрены в целом ряде крупных работ.

Валовое содержание азота в почвах тесно коррелирует с запасом гумуса т. к. основная его часть входит в состав специфических гумусовых веществ. Преобладающими в органическом веществе почв являются соединения азота гуминов. В составе неспецифических соединений (аминокислоты, аминосахара, битумы и т. д.) находится от 10 до 30% азота почвы. Наиболее подвижные соединения азота составляют в каштановых почвах и черноземах 4-5%

Органическое вещество почвы подразделяется на активную и пассивную фазы (Janesson, 1963). Активная фаза включает растительные остатки, отмершую микробную биомассу и их метаболиты, не успевшие еще пройти стадию гумификации. Данные, полученные с использованием N15 (Кудеяров, 1989) свидетельствуют, о прямой связи между запасами азота в активной фазе, накоплением минерального азота в почве и его усвоением растениями. Активная фаза азота учитывается при определении потенциально минерализуемых соединений и азот минерализующей способности почв. Эти показатели характеризуют потенциальные запасы усвояемого азота в почве в органической форме.

Содержание потенциально минерализуемых соединений азота в почвах зависит не только от количества гумуса и азота, но и от условий их происхождения и функционирования (степень гумификации органического вещества, различия в биологической активности, биоклиматические условия). Этот показатель еще не характеризует уровень азотного питания растений в почвенных условиях. В агрохимическом смысле наибольший интерес представляет оценка чистой минерализации, поскольку для построения рациональной системы удобрения требуется определение величины доступного для растений азота. Для приближения к этому, необходимо знать с какой скоростью запасы потенциально минерализуемого органического азота могут минерализоваться в тех или иных условиях. В этом отношении информативен кинетический параметр - константа скорости минерализации органических соединений азота за определенный промежуток времени. Величина константы скорости зависит от состояния и активности микробоценоза, ферментативного пула почвы, состава и количества подвижного органического вещества. В результате даже почвы с достаточно большим количеством потенциально минерализуемого азота могут иметь низкую скорость их минерализации, а, следовательно, низкую обеспеченность доступными формами азота и наоборот. Необходимо знать азотминерализующую способность почвы.

Азотминерализующая способность оподзоленных и южных черноземов - низкая, типичных, карбонатных и обыкновенных черноземов - средняя, темно-серых лесных почв и выщелоченных черноземов - высокая.

Результирующим этих показателей является сумма реально минерализуемого азота за вегетационный период. Этот признак отражает конкретный уровень плодородия почв.

Показатели азотного состояния необходимы не только для оценки пищевых различий почв, они должны отражать изменения уровня азотного режима при различных условиях их использования (эрозия, химизация, технологические нарушения, загрязнение отходами промышленности и т.д.). С экологической точки зрения, важное значение имеет оценка миграции азота, отражающая роль почвы как агрогеохимического барьера. Для оценки степени выраженности миграционной способности нитратов В. Н. Башкин (1987) предлагает использование фактора интенсивности относительной скорости миграции нитратного азота по профилю почв и фактора экстенсивности, или глубины промывания нитратов. Физический смысл первого заключается в определении изменения содержания нитратов в почвах в зависимости от глубины профиля. Физический смысл второго - определение глубины по профилю, на которой содержание нитратов в почве будет равно нулю.

Причинно-следственные связи между потоками веществ, а их бесчисленное множество, многообразны, разнообразно взаимодействуют или противодействуют между собой и, как правило, разнонаправленны. Например, судить об эффективности осадков в связи нитратным режимом почвы возможно только на основании объективных сведений о глубинной миграции воды и NO3-, а также при наличии данных по последействию удобрений в севообороте.

Исходя из этого посыла, существующие представления в условиях Юга России о выщелачивании из типичных, слабовыщелоченных и каштановых почв различных ионов почвенного раствора сформировались преимущественно на основе лизиметрических исследований (В. В. Агеев, 1982, 1983, 1984, 1987, 1989, 1991; Ю. А. Раков 1982, 1990, 1992).

Встречаются также сведения о нисходящей миграции NO3- в профиле карбонатного чернозёма, полученные в зоне недостаточного увлажнения Молдавии. В силу высокой нитрифицирующей способности почвы даже при недостаточном увлажнении, обнаруживаются высокие запасы NO3- в 300-370 см толще профиля. В полузасушливых условиях Канады в черном пару нитраты мигрируют на глубину до 8 м.

В большинстве работ, посвященных обсуждаемой проблеме, сообщается лишь о размерах и глубине проникновения NO3- в почве и, как правило, рассуждения не сопряжены с миграцией воды. Возможна ли миграция NO3- на глубину до 8 м без миграции воды, если речь идёт о полузасушливых условиях. Что касается дальнейшей трансформации мигрировавшего азота в восходящем потоке почвенного раствора, доступности его растениям, можно с небольшой долей риска сказать, что она не изучена.

Следовательно, эти данные лишь свидетельствуют о нисходящей миграции почвенного раствора и содержащихся в нём солей и не дают возможности судить о дальнейшем поведении почвенной влаги и вымывшегося NO3-.

Изымается ли он из биологического круговорота? На этот вопрос даст ответ информация, полученная в связи с изучением последействия удобрений в севообороте, через продуктивность сельскохозяйственных культур в нём.

Таким образом, объективную информацию о миграции в почве и возможных потерях, если таковые есть, обеспечивают систематические наблюдения за нисходящей и восходящей миграцией воды, нитратов и биологической миграцией, выраженной через прибавки урожайности в связи с последействием удобрений в стационарных севооборотах, развёрнутых в пространстве и времени.

Под влиянием нисходящей и восходящей миграции воды и нитратов возможно глубокопочвенное формирование нитратного максимума в слое 40-150 см. Существенное влияние на распределение продуктивной влаги и нитратов оказывает севооборот и способ использования пашни в нём (с межкультурными периодами или без них, орошаемый или неорошаемый), уровень и сбалансированность азотных удобрений в нём, коэффициенты использования азота из удобрений в продуктивном процессе, способность корневых систем сельскохозяйственных культур усваивать воду и содержащиеся в ней нитраты из глубоких горизонтов почвы.

Учитывая то, что часть данных полученных в полевых и лабораторных исследованиях опубликована нами ранее, акцентируем внимание на миграции воды и N-NO3- в 1,5 метровом слое с 1991 года, т.е. последнего года второй ротации 8-польного севооборота, развёрнутого в пространстве и времени с 1976 года. В.В Агеев (1984) утверждает, что в условиях Юга России восходяще-нисходящая миграция воды и NO3- наблюдается в межкультурные периоды, когда на полях отсутствует растительный покров (основные, озимые промежуточные, поукосные, пожнивые посевы и их сочетания в севообороте). Этого же мнения в Центральной России, применительно к различным почвенно-климатическим условиям, придерживаются М. А. Бобрицкая (1975), А. С. Тулин с сотрудниками (1977), В. И. Никитишен с сотрудниками (1999) и другие.

По завершении второй ротации севооборота на всех вариантах опыта после уборки озимой пшеницы в первом поле были выполнены полнопрофильные разрезы на варианте с отвальной обработкой почвы. Отобраны почвенные образцы для аналитических исследований. Разрезы подробно описаны нами в соответствующих работах, опубликованных в центральных и региональных издательствах.

Последний год второй ротации севооборота (1990/91) оказался весьма засушливым для Ставропольской возвышенности (табл. 9).

Таблица 9

Атмосферные осадки, определяющие режим увлажнения почвы и влагообеспеченность растений (по данным метеостанции г. Ставрополя), мм

Год

Месяцы

Осадков

IX

X

XI

XII

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

I-X

XI-III

за год

1990/91

1991/92

1992/93

1993/94

1994/95

1995/96

1996/97

1997/98

57,3

64,0

114,0

29,7

37,0

55,0

36,2

40,9

43,5

55,0

74,0

14,7

28,0

121

35,3

60,1

37,3

13,7

47,0

9,3

65,6

68

12,7

28,3

40,2

0

0

31,3

26,3

33

27,2

19,1

44,6

118

103

33,5

29

20

17,2

23,9

9,6

162

81

14,8

18

48,4

25,0

47,2

20,0

81

43

47,0

42,9

15

17,8

64,2

86,5

100,6

65,5

44,6

106,7

20

42,5

47,5

68,4

74,0

75,5

70,3

33

22,1

28,2

77,6

33,0

170

80,7

77,8

75,4

91

24,6

56,9

53,0

90,5

27,9

10,6

9,7

41

132,1

58,9

45,7

13,0

109

47,2

28,5

31

42,6

4,2

387,4

594,3

545

294,9

318

381

481,4

292,1

151,7

475,3

274

135,9

181

184

163,9

182,7

539,1

1069

819

430,8

498

565

645,3

474,8

Среднее многолетнее

54

43

46

41

32

27

34

53

70

90

80

53

443

180

623,0

Осадков выпало за холодный период 28,1%, за тёплый - 71,9% или только 86,5% от средней многолетней нормы. Если исключить все виды миграции почвенного раствора с содержащимися в нём нитратами, за исключением нисходящей, можно предположить промачивание 1,5 метрового слоя почвы, чего в силу временной растянутости и характера выпадения осадков вряд ли можно ожидать.

Полной противоположностью 1990/91 г оказался первый год третьей ротации севооборота. Наблюдаемое поле согласно севообороту занимал подсолнечник. Следовательно, мы имеем дело с длительным межкультурным периодом между уборкой предшественника и уборкой подсолнечника. В сумме за 1991/92 г. выпало 1069 мм атмосферных осадков или в 1,72 раза больше по сравнению со средней многолетней нормой. На долю холодного периода пришлось 44,4%, тёплого - 55,6% атмосферных осадков, что явилось поводом задуматься о миграции воды и растворённых в ней веществ в глубокие горизонты чернозёма выщелоченного.

На второй год третьей ротации севооборота первое поле занимал занятой пар (горохо-овсяная смесь на зелёный корм), что естественно предопределило продолжительный межкультурный период в виде зяби. В 1992/93 г выпало 819 мм атмосферных осадков в том числе 33,5% в холодный период и 66,5% в тёплый, или осадки года превысили среднюю многолетнюю норму в 1,3 раза. При ранней уборке горохо-овсяной смеси, обильных осадках предшествующего вегетации холодного периода и не менее обильных после уборки, когда за VI-VIII 1993 г. выпало 217,6 мм атмосферной влаги уже не вызывало сомнений - наблюдается миграция воды и растворённых в ней веществ как по вертикали вверх-вниз, так и внутрипочвенный и поверхностный сток, особенно в холодное время года и в тёплый отрезок, когда на поле отсутствовала растительность.

С 1993/94 по 1997/98 сельскохозяйственный год включительно изучалось последействие систем удобрений на урожайность культур севооборота, сопровождаемое наблюдениями за миграцией продуктивной влаги и питательных веществ в 1,5 м профиле выщелоченного чернозёма.

Последействие систем удобрений по сравнению с контролем, за исключением 1996/97 сельскохозяйственного года, по нашей оценке совпало с засушливыми годами и неравномерным распределением осадков по основным фазам вегетации растений в севообороте (табл. 9).

Так, в 1993/94 г сумма осадков от средней многолетней нормы составила 69,1%, за тёплый период - 68,5%, за холодный - 31,5% от выпавших, соответственно в последующие годы: 1994/95 г - 78,9, 68,3 и 36,2%; 1995/96 г. - 90,7, 63,4 и 36,6; 1997/98 г. - 76,2, 61,5 и 38,5. В 1996/97 сельскохозяйственном году атмосферных осадков выпало в пределах средней многолетней нормы (+3,5%), но на долю тёплого периода пришлось на 8,7% выше средних значений, следовательно, на столько же уменьшилась доля холодного периода. Таковы объективные условия атмосферного увлажнения, сопутствовавшие нашим исследованиям в области изучения теоретических и технологических основ биогеохимических основ потоков веществ в агроландшафтах.

Негативные изменения в содержании органического вещества и его миграция по профилю почвы существенно влияет на потоки воды (табл. 10). Расчёты показывают, что из осадков, выпавших от уборки предшественника до посева кукурузы, поверхностный сток на контроле составил 342,7 мм, а на систематически удобряемом варианте 379,3 мм. Внутрипочвенная миграция соответственно составила 74,4 и 37,8 мм или 17,8 и 9,1% от выпавших осадков в летне-осенне-зимне-весенние месяцы. На навозно-минеральном фоне выпавшие в межкультурный период осадки (417,1 мм), как сквозь сито проходят 10 см слой и активно мигрируют в глубокие слои почвы по сравнению с контролем (рис. 2). Так, к посеву кукурузы на контроле продуктивной влаги в 0-40 см слое содержалось 17,4 мм, что едва достаточно для получения всходов, а на удобренном варианте в обсуждаемом слое влаги было еще меньше (14,8 мм) с полным отсутствием продуктивной влаги в 10-20 см слое почвы. Как и следовало ожидать, всходы получились растянутыми и изреженными, что вызывало необходимость пересева кукурузы (28.05.96 г.).

Таблица 10

Миграция продуктивной влаги (мм) в профиле выщелоченного чернозёма Ставропольской возвышенности (отвальная обработка почвы, поле 1)

Глубина отбора образцов,

см

Уборка озимой пшеницы

14.07.95

Посев кукурузы

29.04.96

9-10 листьев кукурузы

15.07.96

Уборка кукурузы

30.07.96

Посев озимой пшеницы

19.09.96

Весеннее кущение пшеницы

17.04.97

Колоше-ние пшеницы

04.06.97

Уборка озимой пшеницы

17.07.97

Посев гороха

18.04.98

Цвете- ние гороха

10.06.98

Уборка гороха

12.07.98

Контроль без удобрений

0-10

10-20

20-40

40-60

60-80

80-100

100-125

125-150

7,5

1,1

6

7,8

4,4

6,4

20,4

10,6

6,5

9,1

1,8

10,4

23

51,4

10,2

26,2

30,9

6,4

23,8

3,2

17,5

39,2

23,6

30,8

7,7

8,2

21,6

19,2

15,1

27

37

35,4

6,4

6,1

13

9,4

5,4

21,1

27

25,4

5,2

16

41

37,4

41,8

71,3

79

75,5

1,5

14,8

6,6

33,7

22,1

38,7

44

45,1

5,3

5,1

11,1

10,4

46,2

13,2

18

19,5

15,5

15,4

27,1

21,6

16,7

26,7

20,3

15

25,7

24,9

26,6

27,1

28,9

34

35,6

36

16,8

17

16,5

16,9

19

19,8

26,6

22,1

Внесено N1246P1496K504 + 135 т/га навоза за 18 лет

0-10

10-20

20-40

40-60

60-80

80-100

100-125

125-150

отсут.

3,4

16,4

10,7

24,5

22,3

15,3

32

1,7

отсут.

13,1

33,2

30,3

32,9

26,8

19,9

отсут.

отсут.

отсут.

отсут.

24,6

16,8

30

26,5

5,7

6,9

15,5

30

39,4

25,9

33,1

33

4,4

5,4

6,1

20,1

29,7

10,8

14,2

23,5

17

18

42,1

33,3

51,3

43,7

45,2

55

5,7

12,7

29,7

9,6

8,7

7,8

23,5

21,2

14,8

6,5

10,1

7,7

1,1

4,6

17,8

16

10

11,5

16

29,2

26,4

23,4

13,2

13,5

26,3

25,7

25,5

26,5

29,4

32

24,7

22,1

17,4

16,6

16,1

16,7

18,5

20,2

17,2

21,7

Отсюда, в течении летне-осенне-зимне-весеннего периода, только пашня с проективным покрытием (растения, пожнивные остатки, мульча и т. п.) способствует внутрипочвенному стоку выпадающих осадков без заметных потерь. Потери воды за счёт поверхностного стока на открытой зяби достигают 67,4-83,4% от суммы выпавших осадков.

От посева до пересева кукурузы выпало 28,8 мм атмосферных осадков, что в сочетании с очень низкой относительной влажностью воздуха привело к полной приостановке роста растений и послужило первопричиной пересева. Тем не менее, за счёт внутрипочвенного перераспределения отмечена миграция продуктивной влаги в 0-60 см слой почвы. На контроле наблюдается очень активная восходящая миграция воды из 60-150 см слоя в верхние горизонты почвы.

Подтверждением восходящей миграции по почвенному профилю может служить то, что при 28,8 мм атмосферных осадков, в 1,5 м слое почвы по сравнению с предыдущим сроком определения, содержание продуктивной влаги увеличилось на 38,8 мм, или 10 мм поступили из более глубоких горизонтов профиля (табл. 10, рис. 2).

Последействие органо-минерального фона на обсуждаемый период миграции воды адекватно контролю, только с более выраженным восходящим потоком и иссушением 0-20 слоя почвы. Миграция воды наблюдается из 40-150 см слоя в верхние горизонты. Следует подчеркнуть, что содержание влаги на 29.05.96 в 1,0 и 1,5 м слое почвы оказалось на обсуждаемых вариантах равным, так как полностью исключён биологический поток воды из-за неспособности растений кукурузы поглощать её.

Таким образом, на контрольном варианте наблюдается увлажнение верхних слоёв почвы, а в варианте с последействием в 0-60 см отмечено полное отсутствие продуктивной влаги, т. е. эвапотранспирация значительно превышает приход воды с атмосферными осадками. Запасы продуктивной влаги, независимо от варианта опыта, в 60-150 см слое были примерно равные (табл.10, рис. 2).

Рисунок 2. Миграция продуктивной влаги в профиле выщелоченного чернозёма (поле 1):

контроль

N1246P1496K504 + 135 т/га навоза

Метровый слой почвы подпитывается одновременно за счёт атмосферных осадков и восходящего потока воды из первой половины второго метрового слоя почвы с активным участием корневой системы кукурузы вместе определяющих эвапотранспирацию. Об этом свидетельствует то, что поверхностный сток на контроле был ниже на 36,6 мм, а в 1,5 м слое удобренной почвы продуктивной влаги было на 18,3 мм больше. Особо следует отметить восходящую миграцию в 0-40 см слое почвы в период открытой зяби на варианте с длительным и систематическим применением удобрений.

От пересева до 8-10 листьев у кукурузы выпало 91,7 мм атмосферных осадков, что следующим образом сказалось на содержании продуктивной влаги в почве: на контроле в 1 м слое почвы уменьшилось на 21,8 мм; за счёт нисходящей миграции в 100-150 см слой мигрировало 40,7 мм воды. В целом эвапотранспирация на контроле составила 113,5 мм при активном восходящем токе воды, что не уравновешивается приходом влаги с осадками.

Последействие системы удобрения способствовало активной миграции воды в двух направлениях: из 80-100 мм слоя вверх и вниз. В слое 0-60 см в фазу уборки отсутствует продуктивная влага (табл. 10, рис. 2). Если на контроле, не считая атмосферных осадков, из 1 м слоя неудобряемой пашни расход воды составил 21,8 мм, то с органо-минерального фона (последействие) в 5,74 раза больше, что соответственно сказалось на миграции NO3- и уровне урожая зелёной массы кукурузы. На этом варианте эвапотранспирация достигла 216,9 мм, или оказалась в 1,91 раза выше по сравнению с контролем.

Несмотря на отмеченные коллизии, к уборке кукурузы запасы продуктивной влаги в 0-150 см профиле выщелоченного чернозёма, независимо от предшествующей удобренности поля, оказались практически равными (171-189 мм). В 0-100 см слое почвы концентрируется 58-65% влаги от содержания её в 1,5 м профиле почвы. Причём на варианте с последействием системы удобрений максимум, в отличие от контроля, продуктивной влаги приходится на 40-100 см слой почвы. В 100-150 см слое сложилась несущественная (6,3 мм) разница в пользу контрольного варианта (табл. 10, рис. 2).

От уборки кукурузы до посева озимой пшеницы наблюдаются значительные потери влаги за счёт физического испарения: на контрольном варианте из 1,5 м профиля почвы испарилось 57,4 мм и 75,2 мм на варианте по изучению последействия систем удобрения. Нисходящей миграции не зафиксировано. Поверхностный сток составил 57,7 мм влаги.

Таким образом, между уборкой предшественника и посевом озимой пшеницы за счёт физической миграции (испарение) и отчасти поверхностного стока с необработанной пашни потеряно 115-132,9 мм из осадков и запасов продуктивной почвенной влаги. Следовательно, оставлять поле летом без растительного покрова с целью накопления влаги противоестественно, а сохранившиеся в посевном слое запасы продуктивной влаги не в состоянии обеспечить даже удовлетворительные всходы озимой пшеницы.

В осенне-зимний период вегетации озимой пшеницы выпало 180,3 мм атмосферных осадков, что обеспечило значительную нисходящую миграцию, охватившую всю толщу 1,5 м слоя почвы. Содержание продуктивной влаги в 0-100 см слое почвы за счёт нисходящей миграции увеличилось в 1,7-2,2 раза. Из них 62,2-77,1 мм сконцентрировалось в слое 0-40 см, то есть в зоне основной массы корней озимой пшеницы (табл. 10, рис. 2).

В межфазный период выход в трубку-колошение последействие системы удобрения способствовало более значительной биологической миграции воды в связи с формированием большего урожая, по сравнению с контролем. При равном количестве выпавших осадков, эвапотранспирация на варианте с последействием системы удобрений была в 3,1 раза выше по сравнению с естественным агрохимическим фоном, несмотря на то, что поверхностный сток на удобренном фоне был в 2,6 раза больше.

В дальнейшем вплоть до уборки озимой пшеницы отмечается снижение содержания продуктивной влаги, наблюдается значительная восходящая миграция из нижних слоёв почвы. Так, в межфазный период колошение-уборка содержание продуктивной влаги уменьшилось на контроле в слое 0-40 см на 6,2%, 40-100 см - на 26,1%; под влиянием последействия системы удобрений соответственно на 34,7% и 49,8%. Это связано с биологической миграцией на формирование урожая. В целом в слое 0-150 см к уборке урожая содержание продуктивной влаги под влиянием последействия системы удобрений уменьшилось на 34%, а по сравнению с контролем на 39%.

Таким образом, системы удобрения, изменив свойства почвы в желательном направлении, способствуют более продуктивному расходу влаги в последействии на формирование урожая. В результате в 0-100 слое почвы на контроле оказалось 46,5 мм, а в 1,5 м толще выщелоченного чернозёма - 50,2 мм «не востребованной» продуктивной влаги, достаточной для получения урожая зерна озимой пшеницы порядка 5-6 ц/га.

Период от уборки озимой пшеницы до посева гороха оказался обильным на атмосферные осадки. Выпало 451,6 мм воды в виде дождя, снега, снега с дождем. Распределение их выглядит следующим образом: нисходящая миграция на контроле составила 29,5 мм; поверхностный сток талых, дождевых вод, сноса снега ветром и других неучтённых явлений составил 422,1 мм. Последействие системы удобрений в 2,2 раза усилило нисходящий ток воды по профилю выщелоченного чернозёма, а поверхностный сток снизился до 387,0 мм продуктивной влаги.

Следовательно, улучшение водно-физических свойств выщелоченного чернозёма применением систем удобрений, рациональных способов основной обработки почвы недостаточно, для аккумуляции выпадающих осадков в межкультурные периоды (зябь и др.).

Накопленной влаги в активном слое почвы, независимо от вариантов опыта, оказалось достаточным для недружных и растянутых всходов гороха (табл. 10, рис. 2). Выпавшие осадки в межфазный период посев-всходы (47,8 мм) не аккумулировались почвой и подверглись поверхностному стоку. Этому способствовали характер осадков (кратковременные ливни), уплотненная после посева гороха почва (уплотнение предусмотрено технологией), независимо от удобренности почвы в севообороте. Мало того, за 17 дней пришедшихся на обсуждаемый межфазный период в порядке физического испарения и набухания семян на контроле из метрового слоя почвы, независимо от вариантов опыта, израсходовано 36,8 мм.

Таким образом, в межфазный период уборка озимой пшеницы - всходы гороха потери продуктивной влаги соответственно вариантам опыта суммарно достигли 481,1-434,8 мм. Можно ли после этого говорить о засушливости климата? Мы же утверждаем, что названных объёмов влаги достаточно для формирования высоких урожаев любой сельскохозяйственной культуры.

Выпавшие осадки от всходов гороха до стеблевания (57,6 мм) спровоцировали минимальную восходящую миграцию воды из почвы, независимо от варианта опыта: на контроле эвапотранспирация составила 7,6 мм, на длительно и систематически удобрявшемся фоне в 2,3 раза больше, что свидетельствует об активной биологической миграции под влиянием последействия системы удобрений.

В критический период потребления влаги и максимального накопления зелёной массы от стеблевания до цветения в агрофитоценозе гороха выпало 117 мм атмосферных осадков. В силу мощного растительного покрова, за исключением 24,2-21,2 мм условно отнесённых нами к поверхностному стоку воды и затрат на эвапотранспирацию, запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы увеличились на 93,5-96,4 мм. В фазу цветения отмечалось наличие свободной воды.

Межфазный период цветение - образование бобов сопровождался резкой засухой и высокими температурами воздуха. Выпало 8 мм атмосферных осадков, которые естественно не достигли почвы. Наблюдается односторонняя восходящая миграция воды из почвы на физическую и биологическую миграцию. Расход воды на контроле был ниже на 15% по сравнению с последействием системы удобрения, что способствовало формированию высокого урожая.

Высокое содержание влаги в 1,0 м профиле почвы, особенно, в зоне основного распространения корневой системы (табл. 10, рис. 2), вследствие гипоксии корней и снижения фотосинтетической активности отрицательно сказалось на дальнейшем росте и развитии гороха. Наблюдается односторонне выраженная нисходящая миграция воды, независимо от агрохимического фона (96,4-93,5 мм).

От образования бобов до уборки гороха выпало 69,5 мм, не сказавшихся на нисходящей миграции воды. Наблюдалась восходящая миграция. В конце вегетации по содержанию продуктивной влаги варианты опыта не отличались друг от друга. Вместе с осадками за обсуждаемый период эвапотранспирация составила 133,1-157,8 мм.

Таким образом, выпавших осадков за период вегетации гороха оказалось достаточным для расхода на эвапотранспирацию, а запасы продуктивной влаги не изменились по сравнению с исходными (посев гороха).

В весенне-летне-осенний период, несмотря на большую долю осадков приходящихся на этот сезон, нисходящий поток продуктивной влаги выражен слабо и отмечается в 1 м толще почвенного профиля. Эвапотранспирация предопределяются вегетирующими растениями, продолжительностью вегетации и межкультурных периодов в севообороте и, если в условиях естественного увлажнения можно назвать, регулируются не столько суммарным выпадением осадков, сколько совпадениями с основными фазами роста и развития сельскохозяйственных культур. Эвапотранспирация из 1 м слоя почвы не восполняется суммой осадков, а в 1,5 м слое компенсируется атмосферными осадками на всех вариантах опыта.

Как показали наши наблюдения миграции воды и N-NO3- в почвенном профиле сопряжены и тесно взаимосвязаны. Не будет откровением сказать о нисходящей миграции NO3- в связи с атмосферными осадками. Наибольших значений нисходящая миграция достигает при длительном и систематическом применении азотных удобрений в системе удобрений (табл. 11, рис. 3).

По завершении второй ротации севооборота, после уборки озимой пшеницы, N -NO3- в почвенном профиле распределился следующим образом: на контроле в пахотном слое обнаружилось 13,6%; в 20-100 см - 58,8%; в 100-150 см - 27,9% от содержащегося в 1,5 м слое почвы; на варианте N1246P1496K504 + 135 т/га навоза соответственно: 14.7, 50.7 и 34,7 или в абсолютных показателях на удобренном фоне N-NO3- в метровом слое осталось в 1,4 раза; в 1,5 м - в 1,6 раза больше по сравнению с контролем. Заметна равномерная концентрация N-NO3 по горизонтам 1,5 м профиля выщелоченного чернозёма.

После 18-летнего внесения азотных удобрений, предусмотренных системами удобрений в севообороте, в последующие 5 лет изучали последействие их в связи с миграцией воды и N-NO3 в 1,5 м профиле выщелоченного чернозёма.

Таблица 11

Миграция N-NOз - в профиле выщелоченного чернозёма Ставропольской возвышенности (отвальная обработка почвы, поле 1), кг/га

Глубина отбора образцов,

см

Уборка озимой пшеницы

14.07.95

Последействие

Посев кукурузы

29.04.96

9-10 листьев кукурузы

15.07.96

Уборка кукурузы

30.07.96

Посев озимой пшеницы

19.09.96

Весеннее кущение пшеницы

17.04.97

Колоше-ние пшеницы

04.06.97

Уборка озимой пшеницы

17.07.97

Посев гороха

18.04.98

Цвете- ние гороха

10.06.98

Уборка гороха

12.07.98

Контроль без удобрений

0-10

10-20

20-40

40-60

60-80

80-100

100-125

125-150

9,6

3,3

7,6

20,6

13,5

14

12,4

14,2

1,5

0,7

1,5

1,8

3,0

3.0

3,6

7,4

3,2

1,8

3,0

4,9

13,8

4,7

18,1

20,6

6,5

9,8

11,8

10,9

4,9

6,0

8,5

13,2

2,5

2,7

1.3

1,5

1,7

1,3

1,6

1,6

4,2

3,3

15,1

13,0

16,2

11,0

12,4

11,8

3,2

3,3

8,8

9,1

8,1

8,2

9,2

9,2

2,1

3,3

7,1

2,9

3,0

2,7

21,3

22,8

4,3

4,0

12,9

7,8

11,9

6,9

22,4

19,1

5,8

4,8

12,1

15,3

7,8

6,0

14,9

17,3

5

5

8,1

3,4

3,5

11,2

14,9

26,1

Внесено N1246P1496K504 + 135 т/га навоза за 18 лет

0-10

10-20

20-40

40-60

60-80

80-100

100-125

125-150

13,1

8,8

15,1

19,0

21,6

19,2

23,1

28,3

0,6

0,7

1,5

2,9

12,4

11,8

20,6

16,2

7,3

9.6

10,3

3,4

8,4

6,3

6,8

18,0

8,1

5,1

12,3

7,8

8,1

10,3

17,0

16,9

3,0

7,2

5,1

5,0

2,4

1,7

3,5

2,5

4,7

6,4

12,1

10,4

21,6

21,9

14,2

11,2

10,0

4,2

15,1

13,0

10,8

12,3

6,4

3,7

2,7

3,6

7,1

13,1

13,0

17,0

23,4

21,1

7,5

9,2

19,7

13,3

10,3

11,2

18,5

14,7

5,6

5,4

10,3

20,5

13,2

14,0

43,0

35,6

8

7,8

16,6

15,6

25,1

22,2

35,5

29

Рисунок 3. Миграция N-NO3 (кг/га) в 1,5 м профиле выщелоченного чернозёма (поле 1)

Учитывая позиционную недоступность N-NO3-, мигрировавшего в предшествующий период в 20-150 см слой, для ярового ячменя (1993/94), корневая система которого сосредоточена в 0-60 см слое почвы, можно предположить, что последействие азотных удобрений обеспечивалось, прежде всего, остаточными запасами нитратного азота, деминерализацией азота, закрепившегося в составе органических соединений почвы, микробной плазме и пожнивно-корневых остатках. Об этом свидетельствуют характер распределения N-NO3- в профиле почвы под культурами севооборота (табл. 11, рис. 3). Так, перед уборкой озимой пшеницы, при односторонней восходящей миграции N-NO3-, в 0-10 см слое почвы на контроле содержание его снизилось на 57,1 кг/га, а в 1,5 м слое на 72,7 кг/га, что вполне вписывается в объёмы биологической миграции на формирование урожая ярового ячменя и озимой пшеницы.

Так, перед уборкой озимой пшеницы, при односторонней восходящей миграции N-NO3-, в 0-10 см слое почвы на контроле содержание его снизилось на 57,1 кг/га, а в 1,5 м слое на 72,7 кг/га, что вполне вписывается в объёмы биологической миграции на формирование урожая ярового ячменя и озимой пшеницы. Таким образом, в метровом профиле почвы от исходного содержания азота на контроле сохранилось 16,8%, в 1,5 метровом - 23,6%. Кривая миграции N-NO3- по профилю почвы из выгнутой с 10-20 до 100-125 см слоя преобразуется в почти прямую с некоторым отклонением в слое 125-150 см (рис. 3).

При более высоких абсолютных показателях под влиянием последействия системы удобрений картина миграции нитратного азота оказывается аналогичной контролю. Однако, за счёт последействия системы удобрений N-NO3- в метровом слое сохранилось в 2,6, в 1,5 м - почти в три раза больше по сравнению с контролем. Кривые миграции в слое 0-60 см, независимо от варианта опыта, параллельны, глубже она приобретает выгнутый вид с максимумом сосредоточения в слое 60-150 см (табл. 11, рис. 3).

В межкультурный период уборка озимой пшеницы - посев кукурузы в силу отмеченных явлений, N-NO3- на контроле концентрируется в 1 м слое почвы, а в 1,5 м, его оказывается соответственно в 2,7-3,2 раза больше по сравнению с контролем. При этом нитраты мигрируют в 100-125 см слой почвы, где и формируется максимум их содержания - 55,2% от наличия в 1,5 м слое. Кривая миграции свидетельствует о двух максимумах сосредоточения N-NO3- : 40-80 и 100-150 см (табл. 11, рис, 3).

Под влиянием системы удобрения, в метровом слое почвы по сравнению с контролем, накапливается нитратного азота в 1,5 раза больше за счёт восходящей миграции из 100-150 см (-36%). Следовательно, наблюдается восходящая миграция нитратов из глубоких горизонтов почвы в верхний метровый слой. Отсюда, изменяется число и расположение максимумов сосредоточения их: 0-40; 60-80 и 125-150 см.

В силу сложившихся погодных и технологический условий к уборке кукурузы, вопреки традиционным представлениям, на контроле наблюдается восходящая миграция из всего 1,5 м профиля почвы, при неизменном содержании N-NO3- от посева до уборки. В результате в 1 м слое почвы содержание увеличилось на 18,5 кг/га за счёт почти равного уменьшения в 100-150 см слое (17,0 кг/га). Следует особо подчеркнуть биологическую миграцию, связанную с глубоко проникающей корневой системой кукурузы.

Под влиянием последействия системы удобрения содержание нитратного азота по сравнению с предыдущим сроком определения и контролем в метровом слое почвы увеличилось соответственно: на 14,4 и 3,6%; в 1,5 м - на 22,1 и 19,5%. На кривой миграции в уборку кукурузы отмечается два максимума сосредоточения N-NO3- : 20-60 и 100-150 см.

От уборки кукурузы до посева озимой пшеницы наблюдается активная миграция воды и содержащегося в ней нитрата, независимо от варианта опыта, из 1,5 м слоя почвы. С парами воды из метрового слоя почвы улетучилось 38,9, а из 100-150 см - 18,5 кг/га. Впервые на это явление в середине 60-х годов 20 столетия обратил внимание профессор Г.Е. Немерюк. Нитратный азот равномерно, почти по прямой разместился в 1,5 м профиле выщелоченного чернозёма (табл. 11, рис. 3). Кривая на варианте с последействием системы почти адекватна изображённому на контроле, но указывает на вдвое большее содержание в 1,5 м слое почвы по сравнению с контролем.

В течении осенне-зимне-ранневесеннего периода, независимо от вариантов опыта, наблюдается миграция и деминерализация органического вещества в 1,5 м слое почвы. В результате к весеннему кущению озимой пшеницы по сравнению с предыдущим сроком наблюдения содержание N-NO3- увеличилось: на контроле в 1 м слое почвы в 5,7 раза, а 100-150 см - в 7,6 раза; соответственно под влиянием последействия в 3,2 и в 4,2 раза. Следовательно, под покровом озимой пшеницы на варианте с последействием, при менее активной миграции, по сравнению с контролем в 1,5 м слое почвы N-NO3- содержится на 17,8% больше, благодаря мощному биологическому экрану, препятствующему выщелачиванию нитратов. Максимум сосредоточения нитратов на контроле ограничивается 40-100 см слоем почвы, под влиянием последействия в 80-125 см слое.

В межфазный период весеннее кущение-колошение наблюдается односторонняя восходящая миграция N-NO3-, естественно при активном участии растений, из глубоких слоёв почвы в верхние горизонты (табл. 11, рис. 3). На контроле кривая миграция по всему профилю почвы, за исключением слоя 0-40 см, приближается к прямой и указывает на почти равное содержание N-NO3- по профилю. Под влиянием последействия в метровом слое почвы N-NO3- содержится на 60,7% меньше по сравнению с контролем, и обратная зависимость наблюдается в слое 100-150 см. Можно говорить о действии двух механизмов миграции - физическом и биологическом.

От колошения до уборки озимой пшеницы биологическое поглощение из почвы сокращается. Отсюда, изменяются миграционные потоки вещества (табл. 11, рис. 3). В слое 0-40 см, независимо от варианта опыта, содержится практически равное количество N-NO3-. На контроле в горизонте 40-100 см содержание N-NO3- приближается к нулю, а максимум сосредоточения оказывается в горизонте 100-150 см, что свидетельствует об одновременной восходящей и нисходящей миграции с участием корневой системы озимой пшеницы. Под влиянием последействия систем удобрений наблюдается нисходящая миграция N-NO3-.

Длительный межкультурный период (уборка озимой пшеницы - посев гороха) способствует миграции N-NO3- : на контроле в метровом слое однозначно нисходящей и не оказывает влияния на 100-150 см слой почвы, что приводит к увеличению их по сравнению с исходным содержанием и размещению по профилю более, чем в 2 раза (табл. 11, рис. 3).

Аналогично протекает миграция нитратного азота под влиянием последействия системы удобрений, только в значительно больших объемах по сравнению с контролем и выраженным восходящим потоком из 100-150 см горизонта почвы в верхние слои (0-40 см). Кривые миграции N-NO3 по вариантам опыта почти совмещаются и заметны три зоны концентрации азота : 20-60, 80-100 и 125-150 см на контроле и два максимума в связи с последействием системы удобрения.

Под воздействием растений гороха и физических факторов, на контроле отмечается однозначно выраженная восходящая миграция в 1,5 м слое почвы и наблюдается увеличение содержания азота в метровом слое по сравнению с предыдущим сроком определения на 8,3%.

Что касается последействия системы удобрений на процессы миграции N-NO3, то они не однозначны и разнонаправленны: в 1 м слоя почвы от посева до цветения гороха наблюдается биологическая миграция, приводящая к снижению содержания нитратов по сравнению с предыдущим сроком определения и сопровождается активным перемещением их в 100-150 см слой почвы (табл. 11, рис. 3). Кривая миграции свидетельствует о двунаправленных, независимо от вариантов опыта, процессах: восходящая в слое 0-80 см и нисходящая в 100-150 см профиле выщелоченного чернозёма.

От цветения до уборки гороха наблюдается биологическая миграция метрового слоя почвы и незначительная на контроле нисходящая миграция в 100-150 см слой почвы. Под влиянием последействия системы удобрения физическая восходящая миграция в 1 м слое почвы превышает биологическую, поэтому происходит увеличение содержания N-NO3 на 38,1% по сравнению с предыдущим определением, а по сравнению с контролем его содержится в 2,63 раза больше (табл. 11, рис. 3).

Урожайность сельскохозяйственных культур в севообороте, качество продукции, прибавка адекватно отражают миграционные процессы веществ почвы (табл. 12).

Как видно из данных приведённых в таблице 12, яровой ячмень в первый год последействия, в зависимости от предшественников, увеличил урожайность зерна на 5,2-7,8 ц/га. Особенно высокие прибавки получены (7,0-7,8 ц/га) по таким предшественникам как повторная озимая пшеница, кукуруза на силос, горох, озимая пшеница, размещаемая в севообороте после гороха, подсолнечник.

Всплеск эффективности последействия систем удобрений наблюдался в 1995 и 1997 годах, когда прибавки составили (ц/га): зелёной массы горохо-овсяной смеси - 52-44; озимой пшеницы в зависимости от предшественников - 6,0; 4,1-7,2; 3,2-3,7; гороха - 6,5-4,2; семян озимого рапса - 3,2-6,0; зелёной массы кукурузы - 44-42.

Таблица 12

Последействие систем удобрений на урожайность (ц/га) культур

в севообороте (отвальный способ обработки почвы на глубину 20-22 см)

Чередование культур

в севообороте

Внесено эа 18 лет

0

N1246P1496K504 + 135 т/га навоза

Горох + овёс

1994 г яровой ячмень

1995-1998 гг.

22,7

196

28,5

237

Озимая пшеница

1994 г яровой ячмень

1995-1998 гг.

23,0

27,8

28,8

33,0

Озимый ячмень

1994 г яровой ячмень

1995-1998 гг.

17,4

26,7

24,4

31,0

Кукуруза на силос

1994 г. яровой ячмень

1995-1998 гг.

22,1

266

29,5

306

Озимая пшеница

1994 г. яровой ячмень

1995-1998 гг.

22,2

25,1

27,2

30,6

Горох

1994 г яровой ячмень

1995-1998 гг.

25,7

19,9

32,8

24,3

Озимая пшеница

1994 г. яровой ячмень

1995-1998 гг.

21,9

27,9

29,0

32,2

Озимый рапс

1994 г. яровой ячмень по подсолнечнику

1995-1998 гг.

17,7

16,9

25,5

23,2

Примечание: в 1994 г. яровой ячмень выращивался по всем вариантам опыта в качестве уравнительной культуры.

В засушливые годы или с неудачным распределением атмосферных осадков по основным фазам развития сельскохозяйственных культур прибавки снизились (а некоторые и повысились) соответственно (ц/га): 32; 5,4-5,3; 3,6-3,2; 5,8-4,4; 3,6-3,2; 9,5; 30-34.

Таким образом, урожайность сельскохозяйственных культур зависит от миграции воды и содержащихся в ней ионов, способности корневых систем сельскохозяйственных культур в севообороте извлекать элементы питания из различных слоёв почвенного профиля и, главным образом, из зон максимального сосредоточения того или другого питательного вещества.

Прибавки урожайности от последействия N-NO3- в системе удобрения в севообороте можно объяснить также использованием растениями мигрировавшего из зоны недосягаемости корневой системы в силу восходящей миграции почвенного раствора и содержащихся в нём элементов питания. Последействие систем удобрений с обсуждаемой насыщенностью удобрениями, на наш взгляд, может быть эффективным, как минимум, на ротацию 8-10-польного зернопропашного севооборота.

Исходя из изложенного, можно с полной уверенностью ставить вопрос об уточнении коэффициентов использования питательных веществ из почвы и удобрений. Как мы указывали и ранее, новые коэффициенты будут принципиально отличаться от принятых ныне в агрохимической науке и практике, а это повлечёт за собой непременное уточнение норм удобрений под сельскохозяйственные культуры в севооборотах Юга России.

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены