Эколого-агрохимическое обоснование воспроизводства плодородия чернозёма выщелоченного при использовании приёмов биологизации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Эколого-агрохимическое обоснование воспроизводства плодородия чернозёма выщелоченного при использовании приёмов биологизации

М.А. Куликова, А.Г. Ступаков, БелГСХА им. В.Я. Горина; М.М. Рукавицина, А.П. Чернышова, А.А. Болдин, Льговская ОСС; В.В. Сапрыкин Елецкий ГУ им. И.А. Бунина

плодородие почва сидерат гумус

В исследованиях на Льговской опытно-селекционной станции в зернотравянопропашном севообороте с 20 % насыщением сахарной свёклой, 50 % зерновыми и 30 %-кормовыми культурами выявлено, что расширенное воспроизводство плодородия чернозёма выщелоченного, в частности, тенденция к нарастанию содержания гумуса в почве и усиление накопления усвояемых форм фосфора и калия, было обусловлено применением минеральных удобрений при насыщенности 1 га севооборотной площади из расчёта N₈₈Р₆₀К₁₀₄, а также N₆₆P₄₅K₇₈ в сочетании с 4 т/га навоза или N₄₄P₃₀K₅₂ в сочетании с 8 т/га навоза (А.Г. Ступаков, 1998; М.А, Куликова, 2008). При этом органо-минеральная система удобрения практически обеспечила стабилизацию физико-химических свойств почвы на уровне исходных величин.

Подобные результаты были получены В.И. Кураковым (1992) в длительных исследованиях на разных подтипах чернозёма: выщелоченного, типичного и обыкновенного.

Целью данных исследований было выявление путей сохранения и повышения плодородия почв без применения значительного количества минеральных удобрений в условиях удорожания их и усиления экологической напряжённости при бессистемном использовании туков.

В чернозёме выщелоченном изучалось действие нетоварной части продукции сельскохозяйственных культур и сидерата на их урожайность и плодородие почвы. Выращивались культуры в трёх 4-польных севооборотах с таким чередованием: 1) чистый пар - сахарная свёкла (ботва запахивалась) - ячмень+клевер - клевер 1 г.п. на сено (отава запахивалась); 2) озимая пшеница (солома запахивалась) - сахарная свёкла (ботва запахивалась) - ячмень+клевер - клевер 1 г.п. на сено; 3) ячмень (солома запахивалась) - сахарная свёкла (ботва запахивалась) - ячмень+клевер - клевер 1 г.п. на сено (отава запахивалась). То есть, сахарная свёкла являлась второй культурой всех трёх севооборотов, а чистый пар, озимая пшеница и ячмень являлись её предшественниками (табл. 1). При запашке соломы вносили азот в форме N_аа из расчёта 1 % от массы соломы.

Наблюдения проводились в период с 2004 г. по 2008 г. в метеорологических условиях, близких, в основном, к средним многолетним значениям (табл. 2). Отмечено наиболее заметное повышение температуры воздуха в среднем за сельскохозяйственный год (октябрь-сентябрь), в большей мере за счёт зимнего периода.

Таблица 1 - Чередование сельскохозяйственных культур в севооборотах

Таблица 2 - Метеорологические условия проведения исследований (2004-2008)

Исследования показали, что в пахотном слое почвы (0-30 см) при среднем содержании валового гумуса в опыте 4,34 % (по Тюрину) выявлено повышение содержания его на 0,17 % (абсолют.) в севообороте с чистым паром, на 0,34 % в севообороте с озимой пшеницей и на 0,39 % в севообороте с двумя полями ячменя. В среднем за год оно составило соответственно 0,04, 0,09 и 0,10 %. Относительное увеличение за весь период составило 3,9, 7,0 и 9,0 % или в среднем за год 1,0, 1,8 и 2,3 % (табл. 3).

Таблица 3 - Изменение агрохимических свойств пахотного слоя (0-30 см) почвы в динамике (2004 г. - начало ротации севооборотов, 2008 г. - завершение)

* - нитрификационная способность почвы

Содержание валовой формы азота (среднее 0,261 %) мало изменялась в первом и третьем севооборотах при наметившейся тенденции к снижению в севообороте с озимой пшеницей и с использованием клевера только на сено (- 6,1 % относит.). При этом содержание валовой формы фосфора (среднее 0,159 %) не претерпевало изменений, а в севообороте с чистым паром заметно снижалось (- 16,4 % относит.) при наметившейся тенденции к росту в севообороте с двумя полями ячменя (+ 3,8 % относит.). Нитрификационная способность почвы снизилась мало - в среднем на 3 мг/кг почвы нитратов после компостирования при среднем содержании 32 мг/кг. Несколько более заметно снижалось содержание обменного калия - на 12-13 мг/кг в севооборотах с чистым паром и с двумя полями ячменя, в которых использовали клевер в качестве сидерата, и на 22 мг/кг - в севообороте с озимой пшеницей, в котором клевер выращивали только на сено. Наибольшее варьирование, повлёкшее за собой смену градаций, отмечено при анализе содержания подвижного фосфора. При среднем содержании фосфора в исходных почвенных образцах 110 мг/кг величина его снижения - 59-80 мг/кг - относительно мало изменялась с вариантами.

Физико-химические свойства почвы в динамике за 4 года по-разному реагировали на применение изучаемых органических удобрений. Сумма поглощённых оснований, при среднем содержании 25,9 мг-экв./100 г почвы в начальный период, снизилась только на 1,7-1,9 мг-экв./100 г почвы и не зависела от вариантов. При этом выявлено незначительное повышение обменной кислотности на 0,1-0,2 значений рН от средней величины рН 5,4. Гидролитическая кислотность почвы при средних значениях 4,2 мг-экв./100 г почвы уменьшилась в севообороте с озимой пшеницей и клевером, который выращивался только на сено (- 0,5 мг-экв./100 г почвы) и повысилась в севообороте с двумя полями ячменя и клевером, который возделывался на сено (первый укос) и сидерат (второй укос) (+ 0,4 мг-экв./100 г почвы). Неизменной практически она осталась в севообороте с чистым паром (+ 0,1 мг-экв./100 г почвы).

В результате суммарная основная продуктивность культур (без учёта сена клевера) наиболее высокой оказалась в севообороте с озимой пшеницей и клевером, который выращивался только на сено - 54,5 ц/га к.е. на 1 га севооборотной площади (табл. 4).

Таблица 4 - Урожайность культур, ц/га (2004-2008)

Примечание. 1) Чистый пар; 2) озимая пшеница; 3) ячмень.

В севооборотах с чистым паром, а также при 50 %-ном насыщении ячменём, где в обоих случаях использовали клевер на сено и как сидерат, она была существенно ниже - соответственно 42,9 ц и 39,4 ц/га к.е. (- 21,3 и - 27,7 %). Урожайность сахарной свёклы была равной соответственно 292, 342 и 227 ц/га.

Таким образом, в условиях лесостепи ЦЧР в севооборотах с сахарной свёклой применение нетоварной части продукции культур и сидерата (солома, ботва, отава клевера) как органических удобрений, обусловило повышение содержание валового гумуса в чернозёме выщелоченном в севообороте с озимой пшеницей и клевером 1 г.п. на сено без использования его на сидерат, а также в севообороте при 50 %-ном насыщении ячменём и выращиванием клевера на сено и сидерат. В меньшей мере повышение содержание гумуса отмечено в севообороте с чистым паром. Динамика азотного режима почвы проявилась слабо.

Наиболее заметное снижение содержания валовой формы фосфора выявлено в севообороте с чистым паром, а подвижной его формы - в целом при использовании всех изучавшихся биологически способов воспроизводства плодородия почв. Наметилась и тенденция к снижению содержания обменного калия, особенно в севообороте с озимой пшеницей и клевером на сено. Изменение физико-химических свойств почвы проявилось в снижении гидролитической кислотности в севообороте с озимой пшеницей и клевером на сено и в её повышении в севообороте при 50 %-ном насыщении ячменём и возделыванием клевера на сено и сидерат. Наибольшая суммарная основная продуктивность культур обеспечена при выращивании в севообороте сахарной свёклы, озимой пшеницы, ячменя и клевера на сено, а урожайность корнеплодов сахарной свёклы - в севообороте: чистый пар - озимая пшеница - сахарная свёкла - ячмень - клевер на сено и сидерат.

Следовательно, при проектировании севооборотов на основе биологизации для достижения положительного баланса гумуса в почве наряду с решением проблемы углерода остро встает вопрос режима питания культур, особенно фосфатного, в большей мере, его подвижной формы, а также обменного калия, хотя и в меньшей степени, при усилении гидролитической кислотности, как формы потенциальной.

Размещено на Allbest.ru