Влияние систем удобрения на накопление элементов питания корневыми и пожнивными остатками многолетних травосмесей на дерново-подзолистой рыхло-супесчаной почве

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ И ПРИМЕНЕНИЕ УДОБРЕНИЙ

143

Институт почвоведения и агрохимии, г. Минск, Беларусь

Влияние систем удобрения на накопление элементов питания корневыми и пожнивными остатками многолетних травосмесей на дерново-подзолистой рыхло-супесчаной почве

В.И. Сороко

Г.В. Пироговская

Корневая система играет главную роль в поступлении элементов питания в растения. Рост и развитие корневой системы зависит от многих причин: почвенных и климатических условий, наличия важнейших элементов питания в почве, а также биологических особенностей возделываемых культур. В то же время минерализация корневых остатков растений оказывает определенное влияние на почву и урожай последующих культур, часто в большей степени, чем внесение традиционных органических удобрений [1-4].

Многочисленные научные данные свидетельствуют о том, что доля органических удобрений в балансе органического вещества составляет примерно 30-40 %. Остальные 60 и более процентов приходятся на долю возделываемых растений за счет корневых и поверхностных растительных остатков. Особое значение имеет использование многолетних трав в севооборотах, их ботанический состав в травосмесях и сроки использования. Например, в зернотравяном севообороте, где многолетние травы возделывались в двух полях севооборота (клевер 1 года пользования + клеверо-злаковая смесь 2 годичного пользования) баланс гумуса был положительным даже при минеральной безнавозной, системе удобрений [1, 2 ,5]. Отмечено также, что при бессменном возделывании многолетних злаковых трав не только не наблюдается увеличения содержания гумуса в почве но, напротив, обозначилась тенденция к его снижению [1]. Литовские ученые [6] констатируют, что на фоне высоких доз азота (N₁₈₀), количество гумуса в почве на злаковом травостое повышалось, однако на бобово-злаковом травостое (N_0-60) содержание гумуса возросло в большей степени - на 0,42-0,60 % (до 2,18-2,44 %). Таким образом, многолетние травы способствуют окультуриванию почв, но в большей степени при возделывании бобово-злаковых травосмесей.

Ценность корневых и пожнивных остатков зависит не только от объемов их поступления в почву, но также и от их химического состава, что в конечном итоге влияет на величину поступления в почву элементов питания, в первую очередь, азота.

Имеются данные, что бобово-злаковые многолетние травосмеси способны накапливать в почве от 90 до 120 кг/га азота, а бобовые травы в чистых посевах - до 150-200 кг [7]. Такое количество накопленного азота в пересчете эквивалентно 18-24 т/га навоза и более [2, 8].

Большая часть исследований по накоплению корневых остатков многолетними травами проводилась в опытах с бобово-злаковыми и бобовыми травосмесями.

Опыты со злаковыми травами менее многочисленны, в то же время утвердилось мнение, что только бобово-злаковые и бобовые травосмеси способны повысить запасы органического вещества в почве [1, 7]. Данные по влиянию злаковых травосмесей на содержание гумуса в почве и другие показатели плодородия во многих случаях получены в производственных условиях, где отмечается низкий уровень применения удобрений и продуктивность травостоев. Следует учитывать, что под злаковые травы во многих случаях применяются высокие дозы азотных удобрений, не сбалансированных по фосфору и калию, что не способствует улучшению почвенных показателей [1].

Накопление корневых остатков многолетних трав зависит не только от применения удобрений, но и от уровня плодородия почв. Ведущими отечественными агрохимиками установлено, что недостаток питания подавляет рост корневой системы, в то же время улучшение условий питания увеличивает долю корней в общей биомассе растений. Так, на более бедных дерново-подзолистых суглинистых почвах на долю корней у овса приходилось 28 % от общей биомассы, тогда как на черноземах у пшеницы - 70 % [9]. Есть сведения, что на менее плодородных почвах с баллом пахотных земель от 29 до 39, каждый гектар многолетних трав способен накопить объем корневых остатков, равноценный внесению 15 т/га навоза, а на более плодородных с баллом от 40 до 50-20 т/га [2].

Таким образом, накопление органического вещества корневыми остатками возделываемых культур зависит от их биологических особенностей и уровня питания, обеспечиваемого плодородием почвы и внесением удобрений.

На легких дерново-подзолистых рыхло-супесчаных почвах в течение последних лет сложилось неблагоприятное соотношение площадей посева многолетних трав и пропашных культур, следствием чего явилось недостаточное поступление в почву органического вещества с корневыми остатками трав и неблагоприятный баланс гумуса [2, 5]. В связи с вышеизложенным, необходимо расширять объемы травосеяния с применением удобрений на научной основе, обеспечить повышение продуктивности трав и, в итоге, урожайности последующих культур севооборота. Если биологические особенности многолетних трав в отношении формирования корневых систем в определенной мере изучены, то сведения о влиянии систем удобрения на аккумуляцию элементов питания в корневых остатках злаковых и бобово-злаковых травосмесей на легких почвах весьма ограничены.

Цель исследований - определить количество элементов питания, поступающих в почву с корневыми и пожнивными остатками злаковых и бобово-злаковых травосмесей второго и третьего года пользования на дерново-подзолистой рыхло-супесчаной почве в зависимости от системы удобрения.

Объекты и методика исследований

Изучение влияния системы удобрения на накопление пожнивных и корневых остатков многолетних злаковых и бобово-злаковых травосмесей второго и третьего года пользования проводилось на дерново-подзолистой рыхло-супесчаной, развивающейся на рыхлой супеси, подстилаемой с глубины 0,35 м рыхлым песком, почве в РУП «Экспериментальная база им. Суворова» Узденского района Минской области.

Схема опыта на злаковой травосмеси включала варианты:

Контроль без удобрений;

N₇P₂₅K₇₀ под 1-й укос + K ₇₀ под 2-й укос - фон 1;

N13P50K70+70 - фон 2;

Фон 1 + N₄₅ под 1-й укос + N₄₅ под 2-й укос;

Фон 1 + N_120(60+60);

Фон 2 + N_90(45+45);

Фон 1 + 30 т/га органических удобрений (ОУ)+ N_90(45+45);

N₄₅P₂₅K₇₀ (под 1-й укос) комплексное с микроэлементами + N₄₅K₇₀ (под 2-й укос);

N₆₀P₅₀K₉₀ (под 1-й укос) комплексное с микроэлементами + N₆₀K₅₀ (под 2-й укос).

Соответственно, на бобово-злаковой травосмеси:

Контроль без удобрений;

N8P30K80+80 - фон 1;

N16P60K80+80 - фон 2;

Фон 1+ N40(20+20);

Фон 1 + N_60(30+30);

Фон 2 + N_40(20+20);

Фон 1 + 30 т/га органических удобрений (ОУ)+N_40(20+20);

N₂₀P₃₀K₈₀ (под 1-й укос) комплексное с микроэлементами + N₂₀K₈₀ (под 2-й укос);

N₃₀P₆₀K₁₀₀ (под 1-й укос) комплексное с микроэлементами + N₃₀K₆₀ (под 2-й укос).

Агрохимические показателями пахотного горизонта перед закладкой опыта были следующие: рН_КСl -5,19, Р₂О₅ - 195 и К₂О - 266 мг/кг почвы, содержание гумуса - 2,51 %.

Исследования проводили в звене кормового севооборота с чередованием культур: многолетние травы первого года жизни (2004 г.) - первого года пользования (2005 г.) - второго года пользования (2006 г.) - третьего года пользования (2007 г.).

Состав травосмесей:

бобово-злаковая травосмесь: тимофеевка луговая - 4,7 кг/га, овсяница луговая - 7 кг/га, лядвенец рогатый - 8 кг/га, клевер луговой - 3 кг (22,7 кг/га, 16 млн. семян).

злаковая травосмесь: тимофеевка луговая - 8 кг/га, овсяница луговая - 12 кг/га (20 кг/га, 17 млн семян).

Площадь делянок: 32 (8х4) м². Повторность вариантов - 4-кратная.

В качестве минеральных удобрений в опытах применяли: азотные - карбамид (под первый укос), сульфат аммония (второй укос), фосфорные - аммонизированный суперфосфат, калийные - хлористый калий; в качестве органических - торфонавозный компост перед закладкой опыта.

В почвенных образцах определяли: рН_КСI - потенциометрическим методом (ГОСТ 26483-85); подвижные формы фосфора и калия - по Кирсанову (ГОСТ 26207-91), общий гумус - по Тюрину в модификации ЦИНАО (ГОСТ 262 13-91). В растительных образцах азот, фосфор и калий определяли из одной навески после мокрогоозоления серной кислотой; азот - методом Къельдаля (ГОСТ 13496.4-93); фосфор - на фотоэлектрокалориметре (ГОСТ 26657-85); калий - на пламеннном фотометре (ГОСТ 30504-97); кальций и магний - на атомно-адсорбционном спектрофотометре (ГОСТ 26570-95, ГОСТ 305-97).

Определение массы корневых и пожнивных остатков проводили по методу М.З. Станкова [10], после уборки последнего укоса трав второго и третьего года пользования.

Результаты исследований и их обсуждение

Влияние систем удобрения на урожай травосмесей и накопление корневых и пожнивных остатков трав было изложено нами в предыдущих сообщениях [11, 12]. Можно лишь отметить, что в течение трех лет пользования наибольшая урожайность многолетних трав была отмечена на второй год пользования как злаковой, так и бобово-злаковой травосмесей. На третий год пользования урожай трав снизился незначительно и составил 90-99 % от уровня урожая, полученного во второй год пользования. Учет корневых и пожнивных остатков трав, а также данные по накоплению элементов питания приведены за второй и третий годы пользования, так как в практике сельского хозяйства травы запахивают именно в эти годы, после уборки последнего укоса.

Химический анализ корневых и пожнивных остатков трав второго года пользования (2006) и расчет накопления элементов питания показал, что без внесения удобрений злаковые травы накапливают минимальное количество азота - 47,7 кг/га, бобово-злаковые - 112,9 кг/га. В вариантах с удобрениями накопление азота возросло в 1,8-3,7 раза на злаковых травах и в 1,3-1,8 на бобово-злаковых травосмесях. При запашке корневых и пожнивных остатков злаковых травосмесей второго года пользования в количестве 44,2-64,6 ц/га (в пересчете на сухое вещество) в почву поступало 85,3-175,1 кг/га азота, фосфора - 45,1-65,2, калия - 41,1-69,1, кальция - 8,8-16,2, Mg - 3,1-5,2 кг/га. Следует отметить, что в вариантах с фосфорными и калийными удобрениями накопление элементов питания было ниже, чем в вариантах с полным минеральным удобрением (NPK). Так, внесение азотных удобрений на фоне различных доз фосфорных и калийных повышало накопление азота на 47,5-89,8 кг/га (табл. 1).

Таблица 1. Влияние систем удобрения на накопление элементов питания в корневых и пожнивных остатках травосмесей второго года пользования

* ОУ - органическое удобрение.

Корневые и пожнивные остатки бобово-злаковых травосмесей в вариантах с удобрениями (49,7- 65,1 ц/га сухого вещества) аккумулировали: азота - 153,1- 197,9 кг/га, фосфора - 48,0-89,0, калия - 59,0-109,5, кальция - 9,0-13,0, магния - 3,0-5,0 кг/га. Внесение фосфорных и калийных удобрений повышало накопление азота остатками бобово-злаковых трав на 33,2-40,2 кг/га, внесение азотных удобрений - на 12,3-44,8 кг/га.

Последействие органических удобрений при органо-минеральной системе удобрения (вариант 7) также сказалось на накоплении азота корневой массой злаковых и бобово-злаковых травосмесей - 42,3 и 51,1 кг/га азота ( вариант 4) соответственно (табл. 1).

Корневые и пожнивные остатки злаковых трав третьего года пользования в варианте без удобрений (30,0 ц/га сухого вещества) аккумулировали 45,9 кг/га азота, что несколько ниже по сравнению со вторым годом пользования (47,7 кг/га). В удобренных вариантах в 43,0-67,5 ц/га сухого вещества остатков злаковых трав третьего года пользования содержалось: азота - 77,4-136,1 кг/га, фосфора - 26,2-47,3, калия - 25,4-90,4, кальция - 9,5-19,6, магния - 4,2-9,6 кг/га. Фосфорные и калийные удобрения повышали накопление азота на 31,1- 31,5 кг/га, азотные, по фону фосфорных и калийных удобрений - на 16,8-59,1 кг/га (табл. 2).

Более высокая масса корневых и пожнивных остатков бобово-злаковых травосмесей и содержание элементов питания в них обеспечило в третьем году пользования более высокий объем накопления элементов питания в сравнении со злаковыми травосмесями: азота в варианте без удобрений - 71 кг/га, в фоновых вариантах 107,3-134,9 кг/а, в вариантах с внесением полного минерального удобрения - 132,3-178,4 кг/га. Фосфорные и калийные удобрения повышали накопление азота на 36,3-63,9 кг/га, азотные - на 22,6-65,4 кг/га. Количество фосфора, аккумулированного в корневых остатках, составило 24,9- 49,4 кг/га, калия - 35,7-62,7 к/га, кальция - 8,0-25,0 кг/га, магния - 3,6-8,3 кг/га (см. табл. 2).

Таблица 2. Влияние систем удобрения на накопление элементов питания в корневых и пожнивных остатках травосмесей третьего года пользования, ц/га

Поступление элементов питания в почву с пожнивными и корневыми остатками многолетних бобово-злаковых травосмесей второго и третьего года пользования было постоянно более высоким по сравнению со злаковыми травосмесями: по азоту во второй год пользования - в 1,3 раза, фосфору - 1,0, калию - 1,3 раза, в третий год пользования по азоту - в 1,4, фосфору - в 1,2, калию - 1,1 раза соответственно (табл. 1, 2).

Значение пожнивных остатков сельскохозяйственных растений в качестве органического удобрения для последующих культур севооборота оценивается, прежде всего, по накоплению азота. В наших исследованиях проведен сравнительный анализ поступления основных элементов питания с остатками травосмесей и подстилочным навозом КРС, в котором содержится азота - 5 кг/т, фосфора - 2,5, калия - 6 кг/т [2]. Анализ экспериментальных данных показал, что травосмеси двух лет пользования в удобренных вариантах накапливали значительное количество элементов питания, особенно, азота, в среднем - от 101 до 156 кг/га, что соответствует 20-30 т/га навоза КРС. Поступление фосфора было примерно равным внесению 20 т навоза: 34-58 кг/га с остатками травосмесей и 50 кг/га с навозом. Поступление калия с остатками трав несколько уступало навозу - 42- 71 кг/га и в пересчете было эквивалентно его содержанию в 6-12 т/га навоза, что должно учитываться при системе удобрения последующих культур (табл. 3).

Результаты наших исследований согласуются с данными, полученными П.Ф. Тиво [13]. В корневых и пожнивных остатках многолетних бобово-злаковых травосмесей содержалось: азота - 2,44-2,48 %, фосфора - 0,50-0,58, калия - 0,96-1,16 %. При этом в 46,7-53,8 ц/га сухого вещества остатков аккумулировалось азота 115,8-131,3 кг/га, фосфора - 26,9-27,1, калия - 51,6-54,2 кг/га. Соотношение азота к фосфору и калию было: 1:0,21-0,23:0,39-0,47 [13].

Таблица 3. Соотношение элементов питания в сухом веществе корневых и пожнивных остатков злаковых и бобово-злаковых травосмесей и подстилочном навозе

Количество элементов питания, аккумулированных в корневых и пожнивных остатках многолетних злаковых и бобово-злаковых травосмесей зависит от вида травосмеси и несколько снижается к третьему году пользования травостоя. Злаковые травосмеси во второй год пользования в корневых и пожнивных остатках накапливают азота - 118,6 кг/га, фосфора - 56,3 кг/га, калия - 56,2 кг/га, в третий год - 101,6 кг/га, 33,8 и 41,6 кг/га соответственно. Аккумуляция элементов питания бобово-злаковыми травосмесями более высокая - во второй год пользования: азота - 156, 2 кг/га, фосфора - 57,6, калия - 70,8 кг/га, в третий год - азота - 144,2 кг/га, фосфора - 39,1 и калия - 45,9 кг/га.

Накопление элементов питания зависит от системы удобрения трав: наименьшие показатели характерны для вариантов с внесением фосфорные и калийных удобрений, наибольшие - для минеральной и органо-минеральной системы с внесением NPK.

Сравнение количества элементов питания накопленных корневыми и пожнивными остатками трав с подстилочным навозом показало, что по азоту оно эквивалентно 20-30 т навоза, по фосфору - 20 т навоза, по калию - 6-12 т навоза, что следует учитывать при удобрении последующих культур.

Список литературы

травосмесь гумус почва плодородие

1. Никончик, П.И. Роль севооборота и рациональной структуры посевных площадей в повышении продуктивности земледелия и воспроизводства плодородия почвы / П.И Никончик // Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наук. - 2003. - № 1. - С. 37-40.

2. Лапа, В.В. Методические указания по учету и применению органических удобрений / В.В. Лапа [и др.]. - Минск: Ин-т почвоведения и агрохимии, 2007. - 16 с.

3. Влияние многолетних трав на плодородие почв / Г.В. Благовещенский [и др.] // Кормопроизводство. - 2003. - № 4. - C. 20-23.

4. Шпаков, А.С. Продуктивность озимой ржи в зернотравяных севооборотах Нечерноземной зоны / А.С. Шпаков [и др.] // Зерновое хозяйство. - 2003. - № 3. - С. 15-17.

5. Богдевич, И.М. Анализ изменения содержания гумуса в почвах пахотных и кормовых угодий Республики Беларусь / И.М. Богдевич, И.Д. Шмигельская, Ю.И. Конашенко // Почвенные исследования и применение удобрений. - 2004. - Вып. 28. - С. 3-18.

6. Вайчюлите, Р. Влияние луговых сообществ на агрохимические показатели дерново-подзолистой супесчаной почвы // Почвы и их плодородие на рубеже столетий: материалы II съезда БОП, 25-29 июня 2001 г., Минск. - Минск, 2001. - С. 68-70.

7. Мееровский, А.С. Луговое кормопроизводство Беларуси: задачи и перспективы / А.С. Мееровский, Н.Ф. Башлаков // Резервы повышения продуктивности кормовых угодий в Республике Беларусь: материалы респ. науч.-практ. конф. - Горки: БСХА.- 2002. - С. 10-12.

8. Справочник агрохимика / В.В. Лапа [и др.]; под ред. В.В. Лапа. - Минск: Белорус. наука, 2007. - С. 75.

9. Трутнев, А.Г. Особенности роста корневой системы растений на подзолистых почвах / А.Г. Трутнев // Вопросы корневого питания растений. - Л.: Изд-во Ленинградского ун-та, 1968.- С. 24-25.

10. Станков, Н.З. Корневая система полевых культур / Н.З. Станков. - М.: Колос, 1964. - 280 с.

11. Влияние системы удобрения на урожайность многолетних трав на дерново-подзолистых рыхло-супесчаных почвах / В.И. Сороко [и др.] // Почвоведение и агрохимия. - 2007 г. - № 1(38). - С. 182-195.

12. Сороко, В.И. Влияние систем удобрения на накопление корневых и пожнивных остатков многолетними травосмесями на дерново-подзолистой рыхло-супесчаной почве / В.И. Сороко, Г.В. Пироговская // Почвоведение и агрохимия. - 2012. - № 2(49). - С. 206-215.

13. Тиво, П.Ф. Агрохимическая оценка растительных остатков сельскохозяйственных культур в условиях Белорусского Поозерья / П.Ф. Тиво [и др.] // Мелиорация сельскохозяйственных земель в ХХI веке: проблемы и перспективы: доклады междунар. науч.-практ. конф. 20-22 марта 2007 г. - Минск: ИВЦ МинФина, 2007. - С. 321-324.

Размещено на Allbest.ru