Почвоведение и агрохимия №2(49) 2012

Размещено на http://www.allbest.ru/

200

Размещено на http://www.allbest.ru/

Динамика агрохимических свойств почв при возделывании риса

Специфические условия возделывания риса обуславливают многие особенности пищевого и гумусового режима почв, вызванные тем, что после затопления исчезает свободный кислород и в них преобладают сильно выраженные восстановительные процессы. Это сказывается на условиях питания растений и приводит к большой подвижности гумуса. Практически полностью исчезают из корнеобитаемого слоя почвы такие важные источники минерального питания растений, как нитраты и сульфаты. Затопление рисового поля сопровождается понижением в почве окислительно-восстановительного потенциала, увеличением активности водородных ионов, накоплением закисных форм железа и восстановленных продуктов, повышением степени дисперсности почвы, мобилизацией минеральных элементов питания [1-4].

Преобладание в почве анаэробных процессов приводит к уменьшению количества гумуса в связи с возрастанием его подвижности, изменению качественного состава гумуса, образованию водорастворимых органических соединений и их миграции в составе оросительных вод [4-5]. Снижение содержания гумуса обусловлено многими причинами. В первую очередь, это связано с сокращением поступления в почву растительных остатков, поскольку значительная часть органического вещества в анаэробных условиях используется микроорганизмами как энергетический материал, а также с выносом водорастворимых органических соединений, образующихся в условиях восстановительного режима, вниз по профилю, с последующим закреплением их в нижних горизонтах почвы [6].

Целью представленной работы являлось изучение пищевого и гумусового режимов почвы при возделывании риса.

Исследования проведены на стационарном участке бессменного посева риса (с 1937 г.) в ЭСП «Красное» Красноармейского района Краснодарского края. Схема опыта следующая:

I. Без удобрений (контроль);

II. N180Р120К60;

III. Сидераты;

IV. Сидераты + N₁₅₀Р₉₀К₆₀.

В качестве зеленого удобрения использовали надземную растительную массу озимой пшеницы в фазу начала выхода в трубку, азотного - мочевину, фосфорного - суперфосфат двойной гранулированный, калийного - 40% калийную соль.

Почвенные образцы отбирали по фазам вегетации риса, в которых определяли: рн - потенциометрическим методом, сумму восстановленных продуктов - по Старжис-неунылову в модификации Бутова, обменный аммоний - феноловым методом в модификации Кудеярова, подвижный фосфор и калий - по Чирикову. Содержание водорастворимых органических веществ оценивали по перманганатной (по Кубелю-Тиману) и бихроматной (по Тюрину) окисляемости водных вытяжек при равном 1:5 соотношении почва: вода.

Объект исследования - рисовая аллювиальная луговая слабовыщелоченная слабогумусная мощная тяжелосуглинистая почва, сформированная на аллювиальных средних суглинках под лугово-степной растительностью. Стационарный участок бессменного посева риса характеризуется невысоким почвенным плодородием. Физико-химические показатели пахотного горизонта следующие: содержание гумуса - 2,88%, физической глины и ила - 54,0 и 28,9% соответственно от абсолютно сухой почвы, запасы гумуса - 95,6 т/га, рН_н2О - 6,55 ед., сумма поглощенных оснований - 28,06 мг-экв/100 г. [7].

Результаты исследования показали, что после затопления почвы наблюдалось развитие восстановительных процессов. Об этом свидетельствовало изменение реакции почвенного раствора в сторону увеличения на 0,7 ед. и суммы восстановленных продуктов на 70%. Причем с увеличением глубины пахотного слоя восстановительные процессы снижались.

Сумма восстановленных продуктов не является величиной постоянной, и с продолжительностью периода вегетации их содержание в почве постепенно повышалось. Максимальное накопление наблюдалось в фазу трубкования растений, при этом их содержание в слое 0-10 см составило 101-124 мг О₂/100 г., а уже в слое 10-20 см не превышало 22-30 мг О₂/100 г. в зависимости от варианта.

немаловажное значение для культуры риса имеет реакция почвенного раствора. Рис. более чувствителен к отклонению рн в сторону щелочности, чем кислотности почвы, поскольку при затоплении активная кислотность снижается [1-2]. Как показали исследования, затопление рисового чека не привело к сильному подщелачиванию почвы. В течение всего вегетационного периода реакция почвенной среды сильно не изменялась. В зависимости от варианта опыта рн составило от 6,46-6,66 в фазу всходов до 6,30-6,36 ед. в фазу выметывание-цветение риса. После сброса воды с чека в связи с развитием окислительных процессов наблюдалось уменьшение суммы восстановленных продуктов в 2 раза, особенно в слое 0-10 см, и значений рн на 1,48 ед.

Пополнение почвы свежим органическим веществом привело к более интенсивному развитию восстановительных процессов. Заделка в почву зеленой массы озимой пшеницы и совместное ее сочетание с минеральным удобрением увеличивало содержание восстановленных продуктов в среднем на 16% и несколько уменьшало значения рн по сравнению с другими вариантами, где органические удобрения не вносились.

Своеобразный окислительно-восстановительный режим рисового поля отражается на динамике содержания в почве элементов минерального питания растений. Исследования показали, что содержание доступных для растений риса питательных элементов было значительно больше в верхнем корнеобитаемом слое почвы 0-10 см, где наиболее интенсивно протекают восстановительные микробиологические процессы (рис. 1-3).

После затопления почвы аммонийный азот является основной формой азотного питания риса. Исследования показали, что в период вегетации наибольшее содержание обменного аммония наблюдалось в фазу всходов и постепенно снижалось до фазы трубкования (рис. 1). В цветение риса количество аммонийной формы азота увеличивалось в основном в слое 0-10 см, так как в этот период корневая система теряет свою окислительную способность [2].

Рис. 1. Динамика содержания обменного аммония в почве: 1 - всходы, 2 - кущение, 3 - трубкование, 4 - выметывание-цветение, 5 - полная спелость; I, II, III, IV - варианты опыта

рис гумус почва агрохимический

Динамика содержания подвижного фосфора имеет свои особенности, зависящие от специфических условий, создающихся в затопленной почве, от потребления его растениями (рис. 2). Результаты исследования показали, что на фоне общего увеличения фосфора отмечалось его уменьшение в фазу трубкования, особенно в слое 0-10 см. Известно, что в период кущения риса происходит формирование корневой системы и поглощение фосфора растениями идет достаточно активно [2-3].

При сбросе воды с рисового поля почвенные процессы смещаются в сторону окисления, вследствие чего содержание в почве аммонийного азота и подвижного фосфора уменьшилось (рис. 1-2).

Рис. 2. Динамика содержания подвижного фосфора в почве

Рис. 3. Динамика содержания подвижного калия в почве

Динамика содержания подвижного калия в почве зависела как от внесения удобрений, так и от поглощения его рисом. наибольшее его содержание отмечено в период кущения. К концу вегетации риса количество подвижного калия в почве увеличивалось, так как его потребление растениями почти полностью прекращается (рис. 3).

Наиболее благоприятный азотный режим почвы в течение всего вегетационного периода был отмечен на вариантах с заделкой зеленой массы озимой пшеницы и совместным ее использованием с N₁₅₀^P₉₀^K₆₀. Содержание обменного аммония было выше на 13 и 36% соответственно, чем на других вариантах опыта.

Фосфатный и калийный режимы почвы лучше складывались на вариантах с внесением минеральных удобрений, сидератов и совместного их применения по отношению к контролю. В среднем содержание подвижного фосфора в почве на этих вариантах было выше на 33, 18 и 35%, а подвижного калия - на 17, 11 и 19% соответственно.

Восстановительные процессы, создающиеся при затоплении рисового поля, оказывают большое влияние на интенсивность и направленность микробиологических процессов разложения органического материала и определяют образование водорастворимых органических веществ (ВОВ) - продуктов разложения растительных остатков и органических удобрений.

Исследования показали, что с изменением окислительно-восстановительных условий связана подвижность легко- и трудноокисляемых ВОВ в пахотном слое почвы (рис. 4-5). наибольшее содержание легкоокисляемых ВОВ отмечено в фазы кущение и трубкование, а наименьшее - в выметывание-цветение риса. К полной спелости зерна их содержание повышалось за счет корневых выделений органических компонентов в почвенный раствор [8]. По динамике трудноокисляемых ВОВ отмечено увеличение их содержания в фазы трубкования и выметывания-цветения риса и уменьшение - в фазу всходов.

Рис. 4. Динамика содержания легкоокисляемых водорастворимых органических веществ в почве (0-20 см)

Рис. 5. Динамика содержания трудноокисляемых водорастворимых органических веществ в почве (0-20 см)

рис гумус почва агрохимический

В ранее опубликованной работе было показано [9], что легкоокисляемые ВОВ, в отличие от трудноокисляемых, характеризуются наибольшей динамичностью, им принадлежит важная роль в формировании агрохимических свойств и режимов почвы. Результаты исследований показали, что содержание легкоокисляемых ВОВ в почве зависело от внесения удобрений (рис. 4).

На рисунке 4 показано, что внесение сидератов как в сочетании с минеральными удобрениями, так и без них способствовало увеличению содержания легкоокисляемых ВОВ в почве. В среднем за вегетацию риса их содержание в почве увеличилось на 15-19% по сравнению с контролем. Внесение минеральных удобрений способствовало повышению этого показателя, однако сильных различий по сравнению с контролем не наблюдалось.

Проведенными исследованиями не было установлено влияние удобрений на количественные изменения трудноокисляемых ВОВ в почве (рис. 5). Они слабее вовлекаются в процессы минерализации, и поэтому их содержание в почве на 73% больше, чем легкоокисляемых ВОВ.

Агрономическая роль содержания в почве легкоокисляемых ВОВ весьма очевидна, однако нельзя недооценивать роль трудноокисляемых ВОВ в почвенной системе. С ними связана устойчивость почвы к различным антропогенным факторам, а также буферность, потенциальные запасы элементов питания, емкость поглощения, водно-физические характеристики. Они в малой степени участвуют в питании растений, но создают для них благоприятные условия [5, 9].

Выводы

1. Специфика возделывания риса, обусловленная созданием слоя воды на поверхности почвы, способствовала развитию восстановительных процессов, повышению подвижности элементов минерального питания и водорастворимых органических веществ.

2. В фазах кущения и трубкования риса отмечалось увеличение содержания легко- и трудноокисляемых ВОВ, что благоприятно влияло на доступность питательных элементов растениям в почве.

3. Заделка озимой пшеницы как источника органических веществ увеличивала восстановительные свойства почвы, содержание элементов питания и легкоокисляемых ВОВ. Внесение сидератов как совместно с минеральными удобрениями, так и без них способствовало повышению содержания в почве суммы восстановленных продуктов на 16%, обменного аммония - на 13-36%, подвижного фосфора - на 18-35%, подвижного калия - на 11-19% и легкоокисляемых ВОВ - на 15-19%.

Литература

1. Шеуджен, А.Х. Питание и удобрение зерновых культур. Рис. / А.Х. шеуджен. - Краснодар: КубГАУ, 2011. - 24 с.

2. Шеуджен, А.Х. Агрохимия и физиология питания риса / А.Х. шеуджен. - Майкоп: Адыгея, 2005. - 1012 с.

3. Николаева, С.А. Динамика питательных элементов в черноземных почвах, используемых под культуру риса / С.А. николаева, Г.М. Майнашева // Химия почв рисовых полей. - М.: Наука, 1976. - С. 75-89.

4. Кауричев, И.С. Окислительно-восстановительные процессы и их роль в генезисе и плодородии почв / И.С. Кауричев, Д.С. Орлов. - М.: Колос, 1982. - 247 с.

5. Концепция оптимизации режима органического вещества почв в агроландшафтах / В.И. Кирюшин [и др.]. - М.: МСХА, 1993. - 99 с.

6. Гуторова, О.А. Влияние возделывания риса на содержание органического вещества в почве / О.А. Гуторова, А.Х. шеуджен // Проблемы агрохимии и экологии. - 2012. - №1. - С. 22-24.

7. Гуторова, О.А. Подвижность водорастворимого органического вещества аллювиальной луговой почвы древней дельты р. Кубань: автореф. дис. …канд. биол. наук / О.А. Гуторова. - Ростов-на-Дону, 2006. - 24 с.

8. Гуторова, О.А. Подвижность водорастворимого органического вещества почвы при возделывании риса / О.А. Гуторова, А.Х. шеуджен, А.Г. Ладатко // Доклады Россельхозакадемии. - 2012. - №1. - С. 28-30.

9. Dynamics of dissolved organic carbon and methane emissions in a flooded rice soil / Lu Yahai [et al.] // Soil Sci. Soc. Amer. J. - 2000. - 64. - №6. - P. 2011-2017.

Размещено на Allbest.ru