Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по сельскому хозяйству
На правах рукописи
Митрофанова Екатерина Михайловна
АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
СНИЖЕНИЯ ОТРИЦАТЕЛЬНОГО ВЛИЯНИЯ КИСЛОТНОСТИ ПОЧВ В УСЛОВИЯХ АДАПТИВНО-АНДШАФТНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
ПРЕДУРАЛЬЯ
06.01.04 - агрохимия
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
доктора сельскохозяйственных наук
Пермь - 2011
Работа выполнена в отделе земледелия и агрохимии ГНУ Пермский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии и кафедре агрохимии ФГОУ ВПО Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова
Научный консультант: | доктор сельскохозяйственных наук, профессор Шильников Игорь Александрович |
Официальные оппоненты: | доктор сельскохозяйственных наук, профессор |
Юлушев Ирек Галеевич | |
доктор сельскохозяйственных наук, профессор | |
Алиев Шамиль Арифович | |
доктор сельскохозяйственных наук | |
Безносиков Василий Александрович |
Ведущая организация: ГНУ Ленинградский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Белогорка Россельхозакадемии
Защита диссертации состоится л20 октября 2011г. в 10 часов на заседании диссертационного совета ДМ-220.054.02 при ФГОУ ВПО Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова по адресу: 614990, г. Пермь, ул. Петропавловская, 23
Тел./факс (342) 212-53-94, E-mail: gd@parmail.ru
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова
Автореферат разослан УЕЕ УЕЕЕЕЕ..2011 года
Учёный секретарь
диссертационного совета Ю.А. Акманаева
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Почвы с кислой реакцией среды широко распространены в мире - занимают около 30% общей площади и более 50% площади пашни (Von Uexkll H. R., Mutert E., 1995). По расчетам, проведенным И.А. Шильниковым и др. (2006), площади кислых почв в Российской Федерации достигают 55 - 56 млн. га. По состоянию на 01.01.2010. в Пермском крае из обследованной площади 953.8 тыс. га 78 % имеет кислую реакцию среды, из них 50 % сильно- и среднекислых почв. В настоящее время в стране повсеместно снижается плодородие почв, высокий уровень которого был создан вследствие реализации программ по известкованию, фосфоритованию, комплексной химизации и мелиорации земель (Минеев В.Г., Болышева Т.Н., 2005).
Основным приемом улучшения плодородия кислых почв является известкование, необходимость проведения которого подчеркивали: Д.Н. Прянишников (1963), О.К. Кедров-Зихман (1954, 1957, 1959), Н.С. Авдонин (1969), М.Ф. Корнилов (1955, 1958, 1971), А.Н. Небольсин (1979, 1983, 1997, 2005), И.А. Шильников (1984, 1987, 2008) и др. В Предуралье, работами В.Н. Прокошева (1939, 1950, 1952, 1976), М.П. Петухова (1964), С.И. Поповой (1968, 1982), С.Н. Демидовцева (1971), А.А. Панова (1952) и др., показано, что известкование является решающим условием повышения плодородия почв, создает благоприятный фон для применения минеральных удобрений, оказывает высокое положительное влияние на урожай культур, возделываемых в Предуралье.
В связи с недостаточной обеспеченностью современного сельского хозяйства России минеральными и энергетическими ресурсами, резким снижением по этой причине объемов известкования кислых почв создалась объективная предпосылка для широкого применения адаптивных приемов преодоления повышенной кислотности почв. Среди таких приемов имеет место подбор сортов устойчивых к почвенной кислотности.
В сложившихся экономических условиях исследования, направленные на изучение эффективности различных приемов снижения отрицательного влияния почвенной кислотности на растения приобретают особую значимость.
Цель работы: установить роль известкования, органических и минеральных удобрений, кислотоустойчивых сортов в снижении отрицательного влияния почвенной кислотности и разработать приемы улучшения плодородия кислых почв Предуралья, обеспечивающие повышение продуктивности пашни.
Задачи исследований:
- обобщить результаты исследований научно-исследовательских учреждений Предуралья по эффективности известкования дерново-подзолистых почв;
- изучить влияние известкования на агрохимические показатели дерново-подзолистых почв и оподзоленного чернозема;
- исследовать динамику кислотности произвесткованных почв, установить закономерности изменения форм почвенной кислотности и обменных оснований в зависимости от доз минеральных удобрений;
- установить количественные потери биогенных элементов из корнеобитаемого слоя почвы инфильтрационными водами;
- рассчитать баланс кальция в почвах;
- определить роль приемов комплексного окультуривания почвы в снижении почвенной кислотности;
- дать агроэкономическую оценку использования кислотоустойчивых сортов в условиях кислых почв;
- дать агрономическую, экономическую и агроэнергетическую оценки известкования дерново-слабоподзолистых почв и оподзоленного чернозема;
- разработать приемы повышения плодородия кислых почв и рекомендовать их для адаптивно-ландшафтного земледелия Предуралья.
Работа выполнена в соответствии с планом НИР Российской академии сельскохозяйственных наук по заданию 02.03.01.01 Усовершенствовать приемы известкования и применения минеральных удобрений в системе почва-растение с целью повышения продуктивности сельскохозяйственных культур и окупаемости удобрений.
Научная новизна исследований. Впервые в Предуралье проведены комплексные исследования по изучению динамики кислотности произвесткованных почв, обменных оснований, влиянию минеральных удобрений и извести на отдельные показатели почвенного плодородия и адаптивные приемы снижения отрицательного влияния почвенной кислотности:
- выявлены темпы подкисления произвесткованных почв;
- рассчитан баланс кальция в дерново-подзолистой почве при длительном применении минеральных удобрений и последействии извести;
- рассчитан баланс кальция для почв Пермского края и дан прогноз ежегодного сдвига рНKCl;
- дана комплексная оценка известкования в улучшении плодородия почв в зависимости от доз минеральных удобрений;
- выявлена эффективность использования кислотоустойчивых сортов полевых культур в условиях дерново-подзолистой почвы.
Теоретическая и практическая значимость. Установлены новые закономерности влияния длительного последействия извести на динамику кислотности произвесткованных почв и содержание обменных оснований.
Использование кислотоустойчивых сортов полевых культур позволит получать на кислых дерново-подзолистых почвах урожайность зерна яровой пшеницы - 2.4 - 2.8 т/га, клевера 5.8 - 9.2 т/га сена при высокой энергетической и экономической эффективности.
Внедрение в сельскохозяйственное производство приемов повышения плодородия кислых почв, включающих периодическое внесение извести и органических удобрений, систематическое применение минеральных удобрений, обеспечивает среднегодовую продуктивность севооборотов до 4.0 - 4.4 тыс. корм.ед./га.
Положения и выводы диссертации могут быть использованы сельскохозяйственными предприятиями Предуралья для повышения плодородия кислых почв.
Основные положения, выносимые на защиту:
- значение извести в сохранении и повышении плодородия почв;
- закономерности и направленность изменений физико-химических показателей произвесткованных почв;
- потери оснований из почвы при инфильтрации атмосферных осадков;
- значение окультуривания почв в снижении почвенной кислотности;
- сортовая устойчивость полевых культур к почвенной кислотности.
Реализация научных исследований. Результаты исследований прошли производственную проверку в ОПХ Лобановское Пермского района. Материалы диссертации использованы при составлении следующих рекомендаций: Рекомендации по известкованию кислых почв Пермской области (1988), Методы экологически адаптивного управления агрохимическим воздействием (NPK и известкование) на почвенно-растительную систему (2006), Приемы управления продукционным процессом различных по восприимчивости к почвенной кислотности сортов сельскохозяйственных культур (2010). Полученные результаты исследований в виде отдельных элементов технологий внедрены в хозяйствах Пермского, Куединского, Ильинского и Уинского районов Пермского края на площади 26600га.
Апробация результатов исследований. Основные положения работы доложены на научных конференциях:
- Международные конференции, совещания: Москва, 2005, 2008; 2010; Нальчик, 2009.
- Всероссийские научно-практические конференции: Киров,1999; Пермь, 2001; Ижевск, 2009; С.-Петербург, 2010; Саранск, 2010.
Межрегиональные, региональные конференции, координационные Советы: Свердловск, 1986, 1988, 1990; Челябинск, 1993; Екатеринбург, 2005; Пермь, 1988, 2008.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 38 печатных работ, в том числе 11 работ в рецензируемых журналах.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, 7 разделов экспериментальной части, заключения, выводов, рекомендаций производству, списка литературы. Работа изложена на 283 страницах, содержит 109 таблиц, 22 рисунка, 109 приложений. Список литературы включает 450 работ отечественных и 105 зарубежных авторов.
ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследования проводили в течение 1985-2010гг. в отделе земледелия и агрохимии ГНУ Пермский НИИ сельского хозяйства (ранее Пермская государственная сельскохозяйственная опытная станция) в трех полевых (центральная, южная и юго-восточная природно-климатические зоны Предуралья), лизиметрическом и вегетационном опытах (более 70 опыто-лет), заложенных под руководством доктора с.-х.н., профессора С.И. Поповой. Помимо этого, сделан анализ публикаций по результатам полевых исследований НИУ Предуралья, проведенных по вопросам известкования кислых почв.
Полевые опыты в центральной (опыт 1) и южной (опыт 2) зонах проводили в полевом 7-польном севообороте, типичном для Пермского края. Исследования вели по полной факториальной схеме, включающей шесть доз извести (в том числе нулевую) с шагом 0.5 гидролитической кислотности (Нг) (0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5). Действие извести изучали на четырех уровнях минерального питания: нулевом, умеренном (NPK), повышенном (2 NPK) и высоком (3 NPK). Повторность вариантов в опыте 3-х кратная. Кодированная запись схемы опыта - (6 x 4)x 3.
Почвы опытов дерново - подзолистые среднесуглинистые со следующими агрохимическими показателями перед закладкой в центральной зоне: рНKCl - 4.4 - 4.5, S-17.0 - 19.0 мг-экв/100г, Нг-5.1 мг-экв/100г, Ноб. - 0.070 - 0.160мг-экв/100г , V - 77- 79 %, гумус (по Тюрину) - 2.49- 3.12 %, Р2О5 и К2О (по Кирсанову) - соответственно 40 - 62 и 68 - 107 мг/кг; южной зоне: рНKCl - 4.7 - 4.9, S - 14.9- 15.4 мг-экв/100г, Нг - 4.2 - 5.3 мг-экв/100г, Ноб.-0.049 - 0.067 мг-экв/100г, V - 74 - 78%, гумус (по Тюрину)- 2.13 - 2.37%, Р2О5 и К2О (по Кирсанову) - соответственно 70 - 107 и 107 - 128 мг/кг. В минералогическом составе почвы центральной зоны преобладали глинисто-охристые слюдистые образования (монтмориллонитового состава с хлоритом) - 37.98 % и кварц и кремнистые образования - 33.25%, южной зоны - кварц и кремнистые образования -37.76 % и глинисто-охристые слюдистые образования - 36.7 %.
Исследования в центральной зоне по полной схеме вели в течение 3 ротаций севооборота, южной - в течение ротации. Дозы минеральных удобрений на фоне NPK в центральной зоне за I-ю ротацию севооборота соответственно составили: 185, 290, 290 (кг/га д.в.), за II-ю и III-ю ротации: 145, 240, 245, в южной зоне: 145, 240, 245. Использовали мочевину (или аммиачную селитру), двойной гранулированный суперфосфат и хлористый калий.
В IV-ой и начале V-ой ротациях севооборота в опыте центральной зоны изучение действия извести (первично внесенной) и минеральных удобрений проводили по укороченной схеме: без извести (контроль), СаСО3 по 0.5 Нг, СаСО3 по 1.0 Нг на следующих фонах: без удобрений, NРК, 2NРК (дозы минеральных удобрений как во II-й и III-ей ротациях севооборота). Действие факторов изучали на двух сортах: сорт, неустойчивый к кислотности почвы и сорт, устойчивый к кислотности (толерантный).
Почва в опыте юго-восточной зоны (опыт 3) чернозём оподзоленный глинистый: рНKCl- 4.8, S -33.9 мг-экв/100г, Нг - 10.8 мг-экв/100г, Ноб. - 0.046 мг-экв/100г, V - 76% , гумус (по Тюрину) - 10.12%, Р2О5 и К2О (по Чирикову) - соответственно 36.4 и 58.1 мг/кг. Закладка опыта в юго-восточной зоне проведена в 1988 г. Опыт двухфакторный: фактор А - фон минерального питания (без удобрений, РК, NPK), фактор В - доза извести по Нг (0, 0.25, 0.5, 1.0). Повторность вариантов 3-х кратная. При размещении вариантов использован метод расщепленной делянки. Исследования проводили в течение ротации полевого 7-польного севооборота: ч. пар, оз.рожь, яровая пшеница с подсевом клевера, клевер 1 г.п., клевер 2 г.п., ячмень, овес. Известняковую муку, в соответствии со схемой опыта, вносили перед закладкой опыта в паровом поле. Минеральные удобрения вносили под зерновые культуры севооборота, клевер не удобряли, насыщенность на 1 га в год составила: N - 37, Р2О5 - 35, К2О - 50 кг.
Агротехника соответствовала зональными рекомендациями. Сорта районированные. Учет урожайности - сплошной поделяночный.
изиметрический опыт закладывали на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве (рНKCl- 4.3, S -20.7 мг-экв/100г, Нг -3.9 мг-экв/100г, Ноб. -0.096 мг-экв/100г, V - 84% , гумус (по Тюрину) - 1.80%, Р2О5 и К2О (по Кирсанову) 79 и 88 мг/кг соответственно) в насыпных бетонных лизиметрах размером 0.6 м3 (1х1х0.6). Схема опыта: 1. Р120К120-фон; 2. Фон+СаСО3; 3. Фон+N120; 4. Фон+СаСО3+N120. Исследования проводили в звене севооборота: Овес-Ячмень-Вико-овсяная смесь. Годы проведения: 1986-1988 гг.
Вегетационные исследования проводили на дерново-сильноподзолистой среднесуглинистой почве на 12 разноудобренных вариантах длительного опыта Действие минеральных удобрений в связи с навозом и известью. Почву для исследований отбирали перед посевом овса V-ой ротации полевого 8-польного севооборота. Схема вегетационного опыта: 1. Без удобрений; 2. N; 3. CaCO3; 4. N + CaCO3. Повторность вариантов 4-х кратная. Годы проведения опыта: 1985-1986. Учетная культура: ячмень Луч.
Химические анализы почв и растений проводили по общепринятым методикам и утвержденным ГОСТам на базе аналитической лаборатории Пермского НИИСХ. При анализе лизиметрических вод использовали Методические указания по проведению исследований с изотопом азота 15N и определению элементов питания в лизиметрических водах (М.,1978). Изучение кислотно-основной буферности проводили по методу, описанному в работах (Надточий П.П., 1993, 1998).
Количество продуцируемой углекислоты определяли методом Аксенова С.М. и Банкина М.П. путем компостирования почвы при температуре 28 оС, влажности 60% ПВ, фиксируя выделение СО2 на газовом хронометре ХРОМ-5. Определение численности микроорганизмов отдельных физиологических групп проводили в институте экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения РАН (г. Пермь) методом высева из предельных десятичных разведений пробы на соответствующие среды с последующим расчетом по таблицам Мак Креди. Степень разложения клетчатки - методом лаппликаций.
Содержание тяжелых металлов в почве определяли в ФГУ Центр агрохимической службы Пермский.
Статистическую обработку результатов исследований проводили по алгоритму дисперсионного анализа в изложении Б.А. Доспехова (1969, 1985), корреляционно-регрессионные анализы - с использованием пакетов прикладных программ для персональных компьютеров REGRM, AGROS 2.07, Microsoft Excel 2003, SPSS -16.0. Определение численных значений параметров уравнений факториальных опытов проводили по методу наименьших квадратов в изложении В.Н. Перегудова (1976).
Опыты проводили в IV-м и V-м агроклиматических районах Пермского края. Четвертый агроклиматический район (полевые опыты 1 и 3, лизиметрический и вегетационный опыты) умеренно теплый, влажный. Сумма среднесуточных температур выше 10С составляет 1700-1900. Пятый агроклиматический район (опыт 2) занимает южную часть края и является самым теплым районом. Сумма среднесуточных температур выше 10С больше 1900. Район относится к зоне достаточного увлажнения. Осадков за год выпадает 450-500 мм. ГТК меньше 1.4. Годы исследований характеризовались разнообразием метеорологических условий.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.Эффективность известкования дерново-подзолистых почв Предуралья (анализ результатов исследований НИУ Предуралья)
Обобщение результатов исследований научно-исследовательских учреждений Предуралья по вопросам известкования почв позволяет всесторонне оценить значение этого приема для дерново-подзолистых почв. Агрохимические показатели почв опытов с известкованием в Предуралье представлены в таблице 1.
Вопрос о дозах извести занимает центральное место в проблеме известкования почв. Научно-исследовательские учреждения Предуралья за более чем полувековой промежуток времени изучали различные дозы извести.
В результате обобщения данных, полученных в полевых опытах в разное время и при различном насыщении минеральными удобрениями, выявлено, что оптимальными являются дозы извести, рассчитанные по 0.5 - 1.0 Нг (таблица 2). Дозы извести ниже 0.5 и выше 1.0 Нг в полевых севооборотах мало эффективны.
Таблица 2 - Дозы извести в полевых опытах
НИУ, опытное поле | Годы исследований | Изучаемые дозы, в долях Нг | Оптимальные дозы, в долях Нг |
Пермская ГСХОС Менделеевское опытное поле | |||
длительный опыт | 1929 - 1978 | 0; 0.5; 1.0 | 0.5 |
полевой опыт | 1947 - 1955 | 0.125; 0.25; 0.5; 1.0 | 0.5 |
полевой опыт | 1971 - 1979 | 0; 0.5; 1.0 | 1.0 |
Коми-Пермяцкое опытное поле | 1976 - 1983 | 0; 0.5; 1.0; 1.5;2.0;2.5 | 0.5 |
Бардымское опытное поле | 1973 - 1986 | 0; 0.25; 0.5; 1.0 | - |
Архирейка | 1946 - 1952 | 0; 0.1; 0.2; 0.5; 1.0; 1.5 | 0.5 |
Соликамская опытная станция | 1949 -1956 | 0; 0.25; 0.5; 1.0; 1.5 | 0.5 |
-л- | 1966 - 1970 | 0; 0.25; 0.5; 1.0; 1.5 | 0.75 -1.0 |
Пермский ГСХИ | 1966 - 1972 | 0; 0.5; 1.0; 1.5 | 1.0 - 1.5 |
Таблица 1 - Агрохимическая характеристика почв перед закладкой полевых опытов с известкованием
№ п/п | Вид почвы | Разновидность | Год закладки опыта | рНKCl | мг-экв/100г | V, % | Гумус, % | мг/100г | Авторы | ||||
Нг | Ноб. | Al | S | Р2О5 | К2О | ||||||||
1 | Дерново-подзолистая | Рыхло-песчаная | 1935 | 4.6 | н.д. | 0.3-0.4 | н.д. | н.д. | н.д. | н.д. | 1.25 | н.д. | Прокошев В.Н., 1950; Васильева Л.В., 1966, 1968 |
2 | - л - | связно-песчаная | 1934 | 4.1 | н.д. | 1.37 | н.д. | 2.52 | н.д. | 1.13 | 1.6 | 10.0 | Прокошев В.Н., 1950; Васильева Л.В., 1966, 1968; Прокошев В.Н., Беляев Г.Н., Васильева Л.В., 1976 |
3 | - л - | - л - | 1948 | 4.8 | 2.9 | 0.33 | 2.5 | 1.95 | 40 | н.д. | 5.3 | 15.8 | Прокошев В.Н., Беляев Г.Н., Васильева Л.В., 1976 |
4 | - л - | супесчаная | 1930 | н.д. | н.д. | н.д. | н.д. | н.д. | н.д. | н.д. | н.д. | н.д. | Петухов М.П., Прокошев В.Н., 1964 |
5 | Дерново-сильноподзолистая | средне-суглинистая | 1946 | 4.6 | 7.4 | 1.73 | 1.7 | 5.1 | 41 | 2.4 | 7.5 | н.д. | Зиганьшина Ф.М., 1990 |
6 | - л - | - л - | 1975 | 4.5 | 4.71 | н.д. | н.д. | 8.52 | 65 | 2.07 | 5.3 | 20.8 | Попова С.И., Бурылов Б.И., 1982; Митрофанова Е.М., Мартьянов С.П., 1988 |
7 | Дерново-сильноподзолистая | тяжело-суглинистая | 1929 | 3.8 | 8.4 | н.д. | 1.11-1.67 | 9.1 | 52 | 1.2 | 1.3 | 6.3 | Демидовцев С.Н., Сергиенко В.И., Сычева Г.П., 1971; Попова С.И., 1982 |
8 | - л - | - л - | 1947 | 3.4 | 7.9 | н.д. | 10.5 | 57 | 1.1 | 3.2 | 13.1 | Демидовцев С.Н., Сергиенко В.И., Сычева Г.П., 1971 | |
9 | - л - | - л - | 1971 | 4.1 | 8.9 | н.д. | н.д. | 9.1 | н.д. | 2.7 | 7.2 | 10.5 | Попова С.И., Власова Г.Е., Шаврина Л.С., 1982 |
10 | - л - | - л - | 1946 | 4.5 | 7.2 | н.д. | н.д. | н.д. | 60 | 2.1 | н.д. | н.д. | Панов А.А., 1952 |
11 | - л - | - л - | 1970 | 4.1 | 7.54 | 0.80 | н.д. | 13.0 | 63 | 2.6 | 3.2-10.0 | 7.2-12.0 | Тришкина Н.А., 1974 |
12 | Дерново-среднеподзолистая | - л - | 1966 | 4.8 | 4.55 | 0.16 | н.д. | 22.9 | 83 | 3.0 | 9.0 | 6.0 | Ходырев И.А., 1976 |
13 | - л - | - л - | 1972 | 5.5 | 4.32 | 0.04 | н.д. | 14.3 | 77 | 2.89 | 6.6 | 9.2 | Хасанова Ф.М., 1988 |
14 | Дерново-мелкоподзолистая | - л - | 1998 | 4.8 | 5.10 | н.д. | н.д. | н.д. | н.д. | н.д. | н.д. | н.д. | Олехов В.Р., 1999 |
Известь является одним из самых длительно действующих удобрений. Результаты длительного опыта Менделеевского опытного поля показали, что известкование дерново-подзолистых почв обеспечивает устойчивое повышение продуктивности пашни на длительный срок. Известь, внесенная в начале опыта по 0.5 Нг почвы и более высоких дозах, устойчиво действовала на урожай зерна в течение пяти ротаций 7-польного севооборота (Попова С.И., 1982). Высокоэффективное действие извести на многолетних травах продолжалось в течение всего опыта, в том числе и в седьмой ротации.
В системе мероприятий по окультуриванию дерново-подзолистых почв легкого гранулометрического состава и повышению их плодородия известкование явилось наиболее радикальным приемом, улучшающим физико-химические свойства этих почв. Исследованиями, проведенными на Соликамской опытной станции под руководством В.Н. Прокошева, установлено, что внесение извести, коренным образом меняющее реакцию почвенной среды, устраняя вместе с тем подвижный алюминий, обеспечивает в целом благоприятные условия для развития растений, повышая при этом эффективность кислых форм минеральных удобрений (Прокошев В.Н., 1939; 1950; Прокошев В.Н.и др., 1976) (№№ 1 - 4 таблицы 1). Данные анализа почвы по глубинам показали, что мелиорирующее действие извести ограничивается глубиной 0- 40 см, но увеличивая дозы извести до 1.5 Нг или при дополнительном внесении магния, кислотность почвы уменьшается и в слое 40 - 60 см.
Снижение кислотности почвы и подвижного алюминия в опытах, представленных в таблице 2, происходило в прямой зависимости от доз извести.
Известкование, существенно улучшая физико-химические свойства дерново-подзолистых почв, способствовало повышению урожайности полевых культур и продуктивности пашни.
Наиболее высокая агрономическая эффективность извести была получена в длительном опыте Менделеевского опытного поля, где на фоне NPK от 1т СаСО3 (первично внесенной в дозе 7.8 т/га) в дозе 0.5 Нг получено дополнительной продукции за период проведения опыта 2.54; 1.0 Нг- 1.41; 1.5 Нг - 0.80 тыс. корм.ед/га (таблица 3). В опыте Соликамской опытной станции на связной песчаной почве от 1 т извести на фоне без минеральных удобрений получено около 0.97 тыс. корм.ед., на фоне NPK - 1.60 тыс. корм.ед.; длительном опыте ПГСХОС (Архирейка) - 1.42 тыс. корм.ед./га, при внесении навоза - 0.76 тыс. корм.ед./га (см.табл. 3).
Изучение эффективности различных видов известковых удобрений (Менделеевское опытное поле, Соликамская опытная станция, Пермская ГСХОС (Архирейка), Пермский ГСХИ) показало, что все они оказывают близкое действие на урожайность культур и свойства почвы. Одни из них действуют быстрее (гашеная известь), другие - медленнее, но более продолжительный срок (известняки). М.П. Петухов и В.Н. Прокошев (1964) писали, что использовать надо такие известковые материалы, которые обойдутся дешевле.
Таблица 3 - Эффективность использования извести в полевых опытах
НИУ, опытное поле | Получено доп. продукции от извести, тыс.корм.ед/га | Внесено СаСО3, т/га | Получено доп. продукции от 1 т СаСО3 за период исследований, тыс.корм.ед./га | |||
в среднем в год | за период исследова-ний | |||||
Пермская ГСХОС, Менделеевское опытное поле | 7 ротаций полевого 7- польного севооборота | |||||
СаСО3 0.5 Нг | 0.40 | 19.81 | 7.8 | 2.54 | ||
СаСО3 1.0 Нг | 0.45 | 22.05 | 15.6 | 1.41 | ||
СаСО3 1.5 Нг | 0.38 | 18.83 | 23.4 | 0.80 | ||
Архирейка | 6 ротаций полевого 8-польного севооборота | |||||
без навоза | 0.82 | 37.08 | 26.1 | 1.42 | ||
навоз+известь | 0.44 | 19.76 | 26.1 | 0.76 | ||
Коми-Пермяцкое опытное поле | 1 ротация полевого 7- польного севооборота | |||||
СаСО3 0.5 Нг | 0.29 | 2.03 | 4.9 | 0.41 | ||
СаСО3 1.0 Нг | 0.62 | 4.34 | 9.8 | 0.44 | ||
СаСО3 1.5 Нг | 0.63 | 4.41 | 14.7 | 0.30 | ||
СаСО3 2.0 Нг | 0.75 | 5.25 | 19.6 | 0.27 | ||
СаСО3 2.5 Нг | 0.74 | 5.18 | 24.5 | 0.21 | ||
N34P34K34 + СаСО3 0.5 Нг | 0.37 | 2.59 | 4.9 | 0.53 | ||
Соликамская опытная станция | 3 ротации полевого 8 - польного севооборота | |||||
без минеральных удобрений | 0.20 | 4.85 | 5.0 | 0.97 | ||
NPK | 0.33 | 8.00 | 5.0 | 1.60 | ||
Пермский ГСХИ | Звено с/о (ячмень, клевер 1 г.п., клевер 2 г.п.) | |||||
СаСО3 0.5 Нг | 0.30 | 0.91 | 6.0 | 0.15 | ||
Пермский ГСХИ | юцерна, 5-летнее использование | |||||
СаСО3 1.5 Нг | 3.04 | 15.20 | 12.7 | 1.20 | ||
Звено с/о (клевер 2 года, пшеница, ячмень, овес) | ||||||
СаСО3 1.0 Нг | 0.37 | 1.85 | 8.5 | 0.22 | ||
2. Влияние известкования на кислотность и устойчивость почв к подкислению
Влияние известкования на кислотность почв и содержание катионов, сопутствующих повышенной кислотности. Внесение извести в полевых опытах 1 - 3 в дозах, соответствующих 0.25 - 2.5 Нг, привело к существенному повышению показателя рНKCl, снижению обменной и гидролитической кислотности почвы. Снижение кислотности от извести отмечено в слоях почвы 0 - 20 и 20 - 40 см.
Известно, что основным препятствием для производства сельскохозяйственных культур на кислых почвах является высокое содержание подвижного алюминия, оказывающее токсическое действие на растения. Исследуемые почвы характеризуются низким содержанием подвижного алюминия (по методу А.В. Соколова - от следов до 0.088 мг - экв/100г), однако в вытяжке по Крупскому - до 5.8 мг/100г, Тамма - до 182.1 мг/100г.
Внесение минеральных удобрений в течение 4 - х ротаций севооборота в дозах 2 NPK в опыте 1 (насыщенность N - 44, Р2О5 - 68, К2О-74 кг/га в год) способствовало существенному повышению содержания подвижного алюминия (по А.В. Соколову) в слоях почвы 0 - 20 и 20 - 40 см по сравнению с неудобренным фоном (от 0.10 до 0.66 и от 0.31 до 0.84 мг/100г соответственно) (рис. 1).
При изучении влияния реакции почвенной среды на содержание подвижного алюминия отмечено наличие тесной обратной корреляционной связи между этими показателями, которая, при уровне значимости 0.001, описывается уравнением полинома второй степени (таблица 4).
Таблица 4 - Математические зависимости между показателем реакции почвенной среды и содержанием подвижного алюминия
d | n | Р | Уравнение регрессии | |
конец 1 - ой ротации севооборота | ||||
- 0.71 | 0.50 | 180 | 0.001 | Al = 7.081 - 2.811рН + 0.279(рН)2 |
конец IV - ой ротации севооборота | ||||
- 0.88 | 0.78 | 180 | 0.001 | Al = 8.954 - 3.879рН + 0.420(рН)2 |
Корреляционно-регрессионный анализ позволил выявить, что содержание подвижного алюминия в исследуемой почве на 50 - 78 % зависит от показателя рНKCl, остальная часть изменчивости обусловлена влиянием других факторов.
Исследования показали наличие тесных обратных зависимостей содержания Fe2+, Mn2+ от показателя рНKCl в опытах 1- 3 (таблица 5), свидетельствующие о том, что при снижении реакции почвенной среды происходит существенное повышение содержания этих элементов в почвах и уменьшение - при известковании.
Таблица 5 - Взаимосвязи между реакцией почвенной среды и содержанием легкоподвижных форм железа и марганца
Показатели | n | d | P | Уравнение регрессии | |
Опыт 1 | |||||
рH - Fe | 48 | - 0.91 | 0.83 | 0.001 | Fe = 2.1 - 2.67 lgpH |
pH - Mn | 48 | - 0.81 | 0.66 | 0.001 | Mn = 0.185 - 0.198 lgpH |
Опыт 2 | |||||
pH - Fe | 48 | -0.83 | 0.69 | 0.001 | Fe = 1.76е(-23.0 lgpH) |
pH - Mn | 48 | -0.83 | 0.69 | 0.001 | Mn = 10.2е(-8.09lgpH) |
Опыт 3 | |||||
pH - Fe | 30 | -0.84 | 0.70 | 0.001 | Fe = 13600е(-15.3 lgpH) |
pH - Mn | 30 | -0.88 | 0.77 | 0.001 | Mn = 5.94е(-7.36lgpH) |
Динамика кислотности произвесткованных почв. Через 1 - 3 года после внесения извести уровень рНKCl почвы достигал максимального значения, в последующие годы произвесткованная почва подкислялась. Интенсивное подкисление почвы в опыте 1 наблюдали в течение 1 - ой ротации севооборота. В вариантах с дозами извести 0.5 - 1.0 Нг в конце I-ой ротации севооборота снижение сдвига рНKCl от максимально достигнутого уровня составило 57 - 50 % (рис. 2).
В следующих ротациях севооборота темпы подкисления почвы снижались. В начале V-ой ротации (через 30 лет после внесения извести) сдвиг рНKCl от максимально достигнутого уровня в вариантах с дозами 0.5 и 1.0 Нг составил 14 - 21%. Условные потери СаСО3 в варианте с дозой 0.5 Нг (3.8 т/га СаСО3) составили 109 кг/га в год, варианте 1.0 Нг (8.0 т/га СаСО3) - 211 кг/га в год. Ежегодные потери СаСО3 в процентах от количества внесенной извести составили 2.6 - 2.9 %.
В опыте 2 в течение ротации севооборота происходили аналогичные изменения реакции почвенной среды дерново-подзолистой почвы (рис. 3). К концу ротации севооборота наибольшие снижение сдвигов рНKCl от максимально достигнутого уровня произошли в почве вариантов с дозами 0.5 и 1.0 Нг - 50 %.
В почве вариантов с более высокими дозами извести (1.5 - 2.5 Нг) терялось 18 - 29 %.
На оподзоленном черноземе (опыт 3) после максимально достигнутого уровня шло более интенсивное подкисление почвы, чем в опытах 1 и 2 - к концу ротации севооборота в почве вариантов с дозами извести 0.5 и 1.0 Нг терялось 71 и 50 % от максимального сдвига в щелочную сторону (рис. 4). Действие дозы извести 0.25 Нг было кратковременным - к концу ротации севооборота нейтрализующее действие прекратилось.
Динамика рНKCl в опыте 1 за 2 ротации севооборота выражена уравнением: y = 3.24 + 1.78x - 0.53x2 + 0.06x3 - 0.003x4 + 0.000005x5; R2 = 0.75; опыте 2 за ротацию севооборота - y = - 0.61 + 9.38x - 5.09x2 + 1.27x3 - 0.15x4 + 0.0067x5; R2 = 0.97; опыте 3 - y = - 25.2 + 69.48x - 59.54x2 + 24.75x3 - 5.33x4 + 0.57x5 - 0.02x6; R2 = 1, где х - количество лет после внесения извести.
Динамика гидролитической кислотности почвы описана следующими уравнениями в опыте 1 y = 10.68 - 8.90x + 3.77x2 - 0.75x3 + 0.08x4 - 0.004x5 - 0.00008x6; R2 = 0.65; опыте 2 - y = 11.97 - 10.64x + 4.02x2 - 0.60x3+ 0.03x4; R2 = 0.98; опыте 3 - y = - 11.63 + 49.74x - 36.27x2 + 11.14x3 - 1.53x4 + 0.08x5; R2 = 0.81.
Значения обменной кислотности почвы в вариантах с дозами извести и контрольном варианте по годам варьировали, но сохранялась общая тенденция - с повышением дозы извести обменная кислотность значительно снижалась. Изменение обменной кислотности во времени выражено уравнениями полинома 4-й - 6-й степени в опыте 1 y = 0.090 - 0.108x + 0.070x2 - 0.021x3 + 0.003x4 - 0.0002x5 + 0.000006x6; R2 = 0.41; опыте 2 - y = 0.138 - 0.127x + 0.053x2 - 0.009x3 + 0.0005x4; R2 = 0,98; опыте 3 - y = 0.024 + 0.025x - 0.009x2 + 0.001x3 - 0.00002 x4; R2 = 0.62.
По действию на показатели кислотности (рНKCl,обменную (по А.В. Соколову) и гидролитическую кислотность) в слоях почвы 0 - 20 и 20 - 40 см через 4 ротации севооборота в опыте 1 сохранялось преимущество полной дозы извести, по сравнению с половинной (таблица 6). На более глубокие слои почвы действие изучаемых приемов (известкование и минеральные удобрения) не распространялось.
Таблица 6 - Влияние минеральных удобрений и извести на показатели кислотности дерново-подзолистой почвы (конец IV-й ротации севооборота)
Фон NPK (А) | Доза СаСО3, Нг (В) | Глубина, см | рНKCl | Нг, мг-экв/100г | Ноб., мг-экв/100г |
0 | 0 | 0 - 20 | 4.5 | 6.71 | 0.090 |
20 - 40 | 4.3 | 4.56 | 0.099 | ||
0.5 | 0 - 20 | 4.6 | 4.82 | 0.068 | |
20 - 40 | 4.5 | 4.43 | 0.068 | ||
1.0 | 0 - 20 | 4.9 | 4.25 | 0.048 | |
20 - 40 | 4.7 | 4.12 | 0.060 | ||
2NPK | 0 | 0 - 20 | 4.2 | 6.00 | 0.125 |
20 - 40 | 4.2 | 5.60 | 0.139 | ||
0.5 | 0 - 20 | 4.3 | 5.78 | 0.094 | |
20 - 40 | 4.2 | 5.78 | 0.128 | ||
1.0 | 0 - 20 | 4.6 | 5.33 | 0.056 | |
20 - 40 | 4.6 | 4.86 | 0.063 | ||
НСР05 частн. ср. фактора А | 0.16 | 1.031 | 0.038 | ||
НСР05 разн. частн. ср. фактора В | 0.28 | 0.905 | 0.149 | ||
Минеральные удобрения в течение 1 - 2 ротаций севооборота не оказывали влияния на подкисление почв в опытах 1 - 3, однако применение удобрений в течение четырех ротаций полевого 7 - польного севооборота в опыте 1 в дозах 2NPK (насыщенность в среднем на 1 га в год N44P68K74) в вариантах без извести в слое почвы 0 - 20см способствовало снижению рНKCl, повышению Ноб. (см. табл. 6).
Кислотно - основная буферность почв. Вопросы, связанные с оценкой буферности почв, в связи с прогрессирующим их подкислением под влиянием естественных и антропогенных факторов, приобретают все большее значение. Основная причина подкисления почв, как полагает Р.Н. Ушаков (2005) - ослабление буферных свойств почв вследствие ухудшения плодородия и недостаточное антропогенное регулирование кальциевой буферной зоны за счет применения известковых материалов.
Исследования показали, что известкование почв улучшает буферные свойства кислых почв опытов.
Доза извести по 1.0 Нг способствовала увеличению буферной площади в кислотном интервале во всех опытах. В опыте 1 площадь буферности увеличилась от 9.14 до 11.03 см2 (21 %), опыте 2 - от 8.54 до 10.64 см2 (25 %), опыте 3 - от 12.91 до 15.15 см2 (17 %).
По результатам корреляционно-регрессионного анализа агрохимических показателей почвы и площади буферности в кислотном интервале установлены тесные линейные и полиномиальные зависимости буферной площади от показателей рНKCl (прямые), Ноб. и Нг (обратные) (таблица 7).
Таблица 7 - Математические зависимости между показателями кислотности почв и площадью буферности в кислотном интервале (ПБк)
Показатели | r | P | Уравнение регрессии |
Опыт 1 | |||
рНKCl | 0.89 | 0.016 | ПБк = -1.64 + 2.50 рН |
Нг | - 0.85 | 0.148 | ПБк = 27.08 - 6.96 Нг + 0.66 Нг2 |
Ноб. | - 0.95 | 0.132 | ПБк = 66.22-2825.67Ноб.+41735.36 Ноб.2-164374.6 Ноб.3 |
Опыт 2 | |||
рНKCl | 0.99 | 0.001 | ПБк = -6.43 + 3.09pH |
Нг | - 0.97 | 0.001 | ПБк = 13.56 - 1.02Нг |
Ноб. | - 0.94 | 0.006 | ПБк = 12.54 - 85.40Ноб. |
Опыт 3 | |||
рНKCl | 0.80 | 0.018 | ПБк = -0.85 + 2.98рН |
Нг | - 0.73 | 0.041 | ПБк = 17.45 - 0.40Нг |
Ноб. | - 0.58 | 0.308 | ПБк = 21.07 - 299.11Ноб. + 2783.78Ноб.2 |
Повышение реакции почвенной среды, вызванное последействием известкования в опытах, привело к закономерному снижению щелочного показателя нейтрализации и повышению интегрального индекса кислотно-основного равновесия (СБКк/СБКщ), что свидетельствует о повышении устойчивости произвесткованных почв к кислотным воздействиям.
3. Содержание обменных оснований в почвах и баланс кальция
Обменные основания в почвах. Плодородие почв обеспечивается составом почвообразующей породы, в первую очередь, содержанием Ca и Mg, определяется почвообразующим потенциалом породы и развивается по мере формирования почвенного поглощающего комплекса (Алябина И.О., 1998). По данным Н.Я. Коротаева (1949) дерново-подзолистые почвы, занимающие основную долю площади пашни Пермского края, сформировавшиеся на богатых основаниями пермских глинах, отличаются от таких же почв центральной России повышенным содержанием перегноя, повышенной емкостью обмена катионов и всего почвенного поглощающего комплекса.
В результате корреляционного анализа показателей реакции почвенной среды и суммы поглощенных оснований установлено наличие между ними тесной линейной связи, свидетельствующей о потере оснований при подкислении почвы (r = 0.83 в опыте 1, r = 0.89 в опыте 2). Со временем идет снижение суммы поглощенных оснований, которое описывается полиномиальными уравнениями в опыте 1: y = - 110.72 + 261.02x - 181.86x2 + 59.73x3 - 10.01x4 + 0.83x5 - 0.03x6;R2 = 0.84; опыте 2 - y = 11.05 + 5.09x - 0.85x2; R2 = 0.90.
Исследование ежегодной динамики содержания обменного кальция в опыте 1 через 5 - 13 лет после внесения извести, включающее конец I-ой ротации севооборота и II-ю ротацию, показало, что произошло снижение содержания обменного кальция во всех вариантах опыта, динамика которого описана уравнением: y = 36.38 - 34.85x + 21.49x2 - 5.68x3 + 0.67x4 - 0.03x5, R2 = 0.99. Интенсивное снижение содержания обменного кальция способствовало подкислению почвы, о чем свидетельствовали тесные коэффициенты корреляции, установленные между показателем рНKCl и содержанием обменного кальция в опыте 1 (таблица 8).
Таблица 8 - Математические зависимости между реакцией почвенной среды (Х) и содержанием обменных форм кальция и магния (Y)
X | Y | r | d | P | Уравнение регрессии | |
Опыт 1 | ||||||
рН | Ca | 0.71 | 0.50 | 0.001 | Y = 8.82+1.38X | |
рН | (Са + Мg) | 0.44 | 0.19 | 0.029 | Y= 14.68 +0.85X | |
Опыт 2 | ||||||
рН | Ca | 0.63 | 0.40 | 0.005 | Y = -315+169X-29X2+1.66X3 | |
рН | (Са + Мg) | 0.54 | 0.29 | 0.066 | Y=-631 + 348X-62.4X2+3.73X3 | |
Опыт 3 | ||||||
рН | Ca | 0.33 | 0.11 | 0.479 | Y= -5890 + 2740X + 0.006X2 - 187X3 + 34.4X4 - 1.89X5 | |
рН | (Са + Мg) | 0.25 | 0.06 | 0.420 | Y= -2060 + 934X + 0.002X2 - 59.3X3 + 10.5X4 -0.56X5 | |
В опыте 2 к концу ротации севооборота во всех вариантах отмечено снижение содержания обменного кальция с 13.1 - 14.8 до 12.3 - 13.1 мг-экв/100г почвы, динамика выражена уравнением: y = 61.50 - 102.54x + 78.62x2 - 27.26x3 + 4.32x4 - 0.25x5; R2 = 1.00. Коэффициенты корреляции между показателем рНKCl и содержанием обменного кальция и суммой кальций + магний свидетельствовали о наличии средней сопряженности между коррелирующими показателями. На основании коэффициентов детерминации (0.40 и 0.29), установленных между данными показателями, можно сказать, что содержание обменного кальция и сумма кальций + магний на 40 и 29 % соответственно определяются влиянием реакции почвенной среды.
Содержание обменных форм кальция на оподзоленном черноземе в течение ротации севооборота (опыт 3) практически не изменялось под влиянием доз извести и по годам исследований. Содержание обменного магния, в отличие от кальция, подвержено большим колебаниям по годам исследований. Установлено наличие слабых зависимостей между показателем реакции почвенной среды и содержанием обменных форм кальция и магния (см. табл. 8).
Исследование содержания обменных форм кальция и магния в почве опыта 1 за 4 ротации севооборота показало, что даже в почве контрольного варианта сохраняется высокая обеспеченность обменным кальцием и повышенная - обменным магнием. Балансовые расчеты позволили сделать вывод, что основной причиной устойчивого содержания основных катионов почвенного поглощающего комплекса в течение 4-х ротаций севооборота являются большие запасы кальция и магния в профиле исследуемой почвы.
Определение форм кальция показало, что содержание необменного, обменного и подвижного кальция достоверно увеличивается с глубиной. Необменный кальций, представляющий ближайший резерв для пополнения запасов обменного и подвижного, мало связан с содержанием органического вещества почвы, количеством частиц физической глины и ила (r = - 0.49, r = 0.43, r = 0.41 при уровнях значимости 0.03 - 0.07 соответственно). По-видимому, содержание этой формы определяется минералогическим составом почвообразующей породы. К аналогичному выводу пришли исследователи подзолистых почв Кольского полуострова (Переверзев В.Н. и др., 2000).
Содержание обменного и подвижного кальция находилось в тесной положительной корреляционной зависимости от количества частиц физической глины и ила (коэффициенты корреляции между содержанием частиц < 0.01 мм и обменным кальцием 0.89, подвижным - 0.68; содержанием частиц < 0.001 мм и обменным кальцием 0.90, подвижным - 0.71 при уровне значимости 0.001). Для исследуемой почвы характерно резко убывающее распределение углерода по профилю, а кальция - возрастающее (с органическим веществом и содержанием обменной и подвижной форм кальция выявлены тесные отрицательные корреляционные связи (r = - 0.85 и r = - 0.73)). Следовательно, минеральные коллоиды в большей степени определяют содержание подвижной и обменной форм кальция в профиле изучаемой почвы.
Применение минеральных удобрений в течение четырех ротаций севооборота и последействие извести в опыте 1 не оказало влияния на профильное распределение обменных форм кальция и магния в дерново-подзолистой почве (рис. 5, 6).
Содержание обменных форм кальция и магния в слоях почвы 40 - 60 см и глубже в 1.5 - 2 раза, магния в 3 раза выше, чем в слоях 0 - 20 и 20 - 40 см, что объясняется особенностями почвообразующей породы и следствием промывного режима увлажнения - выщелачиванием этих элементов в нижние слои.
Потери кальция, магния и калия из почвы при инфильтрации атмосферных осадков. Известкование почвы и внесение азотных удобрений в лизиметрическом опыте, повышая урожай выращиваемых культур, способствовало снижению просачивания атмосферных осадков. Между продуктивностью культур и инфильтрацией осадков установлена тесная обратная связь (r = - 0.73).
Среди катионов в лизиметрических водах преобладал кальций. Его содержание составляло 63-69 мг-экв % (таблица 9). Следует отметить и высокое содержание магния.
Под влиянием извести наблюдалась тенденция увеличения потерь магния (МgCО3) (таблица 10). Использование в качестве азотного удобрения сернокислого аммония повышало потери кальция из почвы на 8.5 %, магния - 36 %. Совместное внесение извести и сернокислого аммония способствовало дальнейшему увеличению потерь данных элементов при инфильтрации атмосферных осадков, однако различия между вариантами математически не доказаны, поэтому можно говорить о тенденции увеличения потерь кальция и магния из слоя почвы 0 - 60 см.
Таблица 9 - Содержание ионов в пробах лизиметрических вод, мг-экв %
Вариант опыта | Катионы | Анионы | Ca2+ SO42- | Ca2+ HCO3- | Ca2+ Cl- | |||||
Са2+ | Mg2+ | K+ | NH4+ | SO42- | HCO3- | Cl- | ||||
Р120К120 - фон | 69 | 27 | 4 | 0 | 36 | 39 | 25 | 1.92 | 1.76 | 2.76 |
Фон + СаСО3 | 64 | 33 | 3 | 0 | 45 | 32 | 23 | 1.42 | 2.00 | 2.78 |
Фон + N120 | 63 | 35 | 2 | 0 | 54 | 29 | 17 | 1.17 | 2.17 | 3.71 |
Фон+CaCO3+N120 | 64 | 35 | 1 | 0 | 58 | 24 | 18 | 1.10 | 2.67 | 3.50 |
Таблица 10 - Потери элементов при инфильтрации атмосферных осадков
(в среднем за1986 - 1988гг.), кг/га
Вариант опыта | Ca (СаСО3) | Mg (МgСО3) | К | SO42- | HCO3- | Cl- |
Р120К120- фон | 130.5 | 47.1 | 5.8 | 87.2 | 117.2 | 48.5 |
Фон+СаСО3 | 130.7 | 65.2 | 4.3 | 109.1 | 98.1 | 41.1 |
Фон + N120 | 141.6 | 64.1 | 3.5 | 111.5 | 73.9 | 26.9 |
Фон + N120+С аСО3 | 172.7 | 85.0 | 4.1 | 135.2 | 70.0 | 30.2 |
НСР05 | Fф<Fт | Fф<Fт | Fф<Fт | Fф<Fт | 24.3 | 11.72 |
Между потерями кальция и магния и сульфат- ионами установлена тесная корреляционная зависимость, а между хлоридами и гидрокарбонат- ионами - сильная отрицательная. Потери калия находились в более тесной зависимости от хлоридов и гидрокарбонатов.
При 3-х летнем внесении сернокислого аммония в дозе 120 кг/га д.в. показатель реакции почвенной среды снизился на 0.6 ед., значительно возросла гидролитическая и обменная кислотность, содержание подвижного алюминия, снизилась степень насыщенности почвы основаниями.
Следовательно, миграция кальция, магния и калия зависит от количества выпавших осадков и применяемых минеральных удобрений, содержащих в своем составе сульфаты и хлориды.
Баланс кальция в почвах. Расчеты баланса кальция (СаСО3) в лизиметрическом опыте и полевом опыте 1 показали, что без внесения известковых удобрений в почве складывался отрицательный баланс этого элемента - 170 - 200 кг/га в год.
В соответствие с проведенными расчетами, известь, внесенная перед закладкой опыта в дозе, рассчитанной по 1.0 Нг, сохраняла свой ресурс в течение четырех ротаций полевого 7-польного севооборота и более. Спустя 4 ротации севооборота положительный баланс кальция составил 2252 - 3293 кг/га (в зависимости от фонов NPK), с учетом ежегодного расхода 200 кг/га - сохранится еще в течение 11 лет.
В вариантах с половинной дозой извести положительный баланс кальция складывался в течение трех ротаций севооборота - 21 год.
Используя методические указания, разработанные в лаборатории известкования ВНИИА имени Д.Н. Прянишникова (Шильников И.А., Ермолаев С.А., Аканова Н.И, 2006) был рассчитан ориентировочный баланс кальция для почв Пермского края за 2009 год (таблица11).
Таблица 11 - Баланс кальция (СаСО3) в почвах Пермского края за 2009 год
Статьи баланса | Количество, тыс.т. |
Приход | |
С известковыми удобрениями | 0 |
С органическими удобрениями | 5.58 |
С фосфоритной мукой | 0 |
Всего: | 5.58 |
Расход | |
Вымывание из почвы | 147.88 |
Вынос урожаями | 36.29 |
Всего: | 184.17 |
Баланс | - 178.59 |
В почвах Пермского края сложился отрицательный баланс кальция, так как основной приходной статьей явилось поступление кальция с органическими удобрениями, объемы внесения которых очень низкие. С учетом проводимых агрохимических работ в текущих объёмах ожидаемый ежегодный сдвиг рНKCl составит - 0.01. Следовательно, среднегодовые темпы подкисления почв будут происходить со скоростью уменьшения рНKCl на 0.01ед. Экстенсивное использование пахотных угодий приводит к нарушению основного закона земледелия - закона возврата, в соответствии с которым устойчивость любой системы сохраняется при полной сбалансированности процесса потребление-восполнение, в противном случае происходит разрушение системы, т.е. потеря естественного плодородия почв.
4. Влияние известкования почв на показатели плодородия
Влияние известкования на содержание подвижного фосфора в почвах в зависимости от доз минеральных удобрений. Влияние минеральных удобрений на содержание подвижного фосфора в почвах опытов 1 - 2 повышалось с увеличением доз удобрений (рис. 7).
Известкование почвы дозой 0.5 Нг в опытах 1 и 2 на фонах без применения минеральных удобрений способствовало существенному повышению содержания подвижного фосфора (см. рис. 7). Вероятно, повышение уровня реакции почвенной среды способствовало частичному переходу труднорастворимых фосфатов полуторных окислов в более растворимые. Эффективность более высоких доз извести математически не доказана.
Дозы извести 0.25 - 1.0 Нг в опыте 3 не влияли на содержание подвижного фосфора оподзоленного чернозема в течение ротации севооборота.
Реакция почвенной среды оказала наибольшее влияние на содержание подвижного фосфора в опытах 1 и 2 через 1 год после внесения извести, на оподзоленном черноземе (опыт 3) - через 4 года. Коэффициенты детерминации подтверждают это (таблица 12).
Таблица 12 - Связь содержания подвижного фосфора
и реакции почвенной среды (R2)
№ опыта | Количество лет после внесения извести | |||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | |
1 | 0.58 | 0.40 | 0.18 | 0.19 | 0.19 | 0.18 | 0.02 | 0.06 | 0.08 | 0.02 | 0.04 | 0.05 |
2 | 0.40 | 0.23 | 0.26 | 0.19 | 0.03 | 0.15 | н.д. | н.д. | н.д. | н.д. | н.д. | н.д. |
3 | 0.26 | 0.28 | 0.25 | 0.39 | 0.09 | 0.07 | н.д. | н.д. | н.д. | н.д. | н.д. | н.д. |
В последующие годы, из-за подкисления почв, влияние показателя рНKCl на содержание подвижного фосфора ослабевало.
Следовательно, известкование исследуемых дерново-подзолистых почв дозой 0.5 Нг, помимо положительного влияния на другие свойства, является приемом улучшения фосфатного режима дерново-подзолистых почв. Однако, основным источником пополнения запасов подвижного фосфора является внесение минеральных (фосфорных) удобрений.
Влияние известкования на содержание обменного калия в почвах. В научной литературе встречаются противоречивые мнения о влиянии извести на содержание обменного калия в почвах.
Исследованиями в опытах 1 и 2 показано преимущество минеральных удобрений в изменении содержания обменного калия и, в отдельные годы, положительный эффект от совместного влияния извести и минеральных удобрений. Возможно, при сочетании минеральных удобрений и извести создаются благоприятные условия для образования обменного калия в почвах. Действие извести без внесения минеральных удобрений не оказало влияния на обменный калий почвы. В опыте 3 дозы извести и минеральные удобрения за ротацию севооборота существенно не изменяли содержание обменного калия оподзоленного чернозема.
Влияние реакции почвенной среды на содержание обменного калия в опытах математически не доказано - выявлены слабые криволинейные зависимости между этими показателями за все годы исследований.
Влияние известкования и минеральных удобрений на микробиологическую активность почвы. Плодородие почв находится в непосредственной связи с их микробиологической активностью. Е.Н. Мишустин (1972) обращал внимание на необходимость улучшения кислотного режима дерново-подзолистых почв, как обязательного условия оптимизации состояния их микробного сообщества и, тем самым, более полного использования биологического потенциала почв.
Исследования, проведенные нами на дерново-подзолистой почве центральной зоны Предуралья показали, что известкование кислой дерново-подзолистой почвы и внесение минеральных удобрений способствовало существенной активизации почвенной микрофлоры. Общая численность микроорганизмов увеличилась от 250 тыс. на неудобренной почве - до 3500 тыс. на 1 г почвы в варианте с периодическим известкованием на фоне 2NРК (таблица 13).
Снижение почвенной кислотности под влиянием известкования и поступление в почву органического вещества пожнивно-корневых остатков в больших количествах, чем в варианте без удобрений, способствовало росту численности азотфиксирующих бактерий. Между рНKCl и количеством микроорганизмов-азотфиксаторов выявлена тесная экспоненциальная зависимость ( = 0.70).
Таблица 13 - Влияние минеральных удобрений и известкования на микробиологические показатели дерново-подзолистой почвы
(опыт 1, IV-я ротация севооборота)
Вариант опыта | Общая численность микро-организмов | Азот- фикси- рующие бакте-рии | Нитрифи- цирующие бактерии | Проду-цирова-ние С - СО2, мкг/г/ 24ч | Нитрифи-цирующая способность, мг N-NO3/кг/ 14 сут. | Разложение ьняного полотна, %/мес. |
тыс. на 1 г почвы | ||||||
Без удобрений и извести | 250 | 12 | 2.0 | 269 | 22.4 | 28 |
СаСО3 по 1.0 Нг | 450 | 150 | 9.5 | 407 | 58.1 | 67 |
СаСО3 по 1.0 Нг + СаСО3 по 0.5 г.к* | 650 | 200 | 15.0 | 346 | 65.8 | - |
2NРК | 2000 | 150 | 15.0 | 220 | 52.6 | 29 |
2NРК + СаСО3 по 1.0 Нг | 2500 | 200 | 15.0 | 296 | 54.8 | 58 |
2NРК + СаСО3 по 1.0 Нг + СаСО3 по 0.5 Нг* | 3500 | 250 | 20.0 | 311 | 86.2 | - |
НСР05 | 175 | 11 | 2.7 | 18 | 4.7 | 3.9 |
*Повторное известкование проведено на половине делянок в паровом поле второй и четвертой ротаций севооборота
Объективным показателем эффективного плодородия почвы является наличие в ней нитрифицирующих бактерий, которые отличаются высокой требовательностью к условиям существования. В неудобренной почве количество микроорганизмов этой группы было минимальным и составило 2.0 тыс./г почвы. Известкование (основное и периодическое) способствовало увеличению нитрификаторов в 5-10 раз (см. табл. 13).
Нитрифицирующая способность почвы является критерием окультуренности почвы, ее биологических свойств и обеспеченности растений усвояемым азотом. Минимальной нитрифицирующей способностью обладала почва контрольного варианта - накопление нитратов при компостировании почвы составило 22.4 мг N-NО3/кг. Существенное усиление нитрифицирующей способности почвы отмечено при внесении минеральных удобрений и извести. Максимальных значений этот показатель достигал в варианте с периодическим известкованием на фоне 2 NPK.
Ход биологических процессов в почвах определяется не столько численностью микроорганизмов, а главным образом, их активностью. Одним из важных показателей биологической активности почв является выделение углекислого газа. Влияние извести на выделение углекислого газа, по данным разных исследований, неоднозначно. В наших исследованиях минимальный уровень продуцирования углекислого газа (26-27 мкг С-СО2/г/ч) отмечен в варианте 2NРК, максимальный - в варианте СаСО3 по 1.0 Нг (42-43 мкг/г/ч). Учет суммарной эмиссии С-СО2 за 24 часа показал, что наибольшее количество почвенного органического вещества минерализовалось в почве, произвесткованной дозой по 1.0 Нг, а минимальное - при внесении в почву полного минерального удобрения в повышенных дозах (2NPK) (см. табл. 13). Полученные результаты исследований позволили предположить, что минеральные удобрения подавляли эмиссию СО2, вследствие подкисления почвы, а известь ее усиливала.
Большую роль в разложении органических веществ почвы, особенно свежих растительных остатков, играют целлюлозоразлагающие микроорганизмы, активность которых определяли по степени разложения клетчатки (льняного полотна). В научной литературе существуют различные мнения о влиянии известкования и применения минеральных удобрений на этот показатель биологической активности почвы. Минимальная степень разложения клетчатки была в контрольном варианте и варианте 2NРК (см. табл. 13). Известкование почвы в дозе 1.0 Нг привело к увеличению разложения льняной ткани по отношению к контролю в 2 раза. Внесение извести на фоне 2NPK также способствовало значительной убыли массы ткани.
Роль минеральных удобрений и извести в загрязнении дерново-подзолистой почвы тяжелыми металлами. Известно, что длительное применение минеральных удобрений, помимо улучшения питательного режима растений, ухудшает состояние почвенного поглощающего комплекса и приводит к загрязнению почв тяжелыми металлами (ТМ) (Гомонова Н.Ф., 1994; Черных Н.А. и др., 1995 и др.). Однако такие опасения не всегда оправданы. Другими исследованиями показано, что в зависимости от видов и доз удобрений, типа почвы и гранулометрического состава, агрохимические приемы (внесение навоза, NPK и извести) неоднозначно влияют на содержание тяжелых металлов (ТМ) в почвах.
По данным длительного полевого опыта 1 на дерново-подзолистой почве в начале V - ой ротации севооборота (через 29 лет после закладки опыта) содержание кислоторастворимых (Cu - 3.8Е6.3; Zn - 2.9Е5.2; Pb - 0.8..1.2; Cd - 0.12Е0.17 мг/кг) и подвижных (Cu - 0.08Е0.14; Zn - 0.20Е0.96; Pb - 0.04Е0.69; Cd - 0.03Е0.07 мг/кг) форм ТМ в исследуемой почве было значительно ниже существующих ПДК (ОДК).
Различия между вариантами опыта по слоям почвы 0 - 20 и 20 -40 см по содержанию кислоторастворимых форм ТМ математически не доказаны.
Из подвижных форм ТМ отмечено снижение содержания меди в слое 0 - 20 см в результате известкования почвы. Возможно, изменение реакции почвенной среды приводит к закреплению меди в верхнем слое почвы. Содержание подвижных форм Cu находилось в средней сопряженности с показателем реакции почвенной среды (r = 0.46 при низком уровне значимости).
Внесение минеральных удобрений не привело к повышению содержание подвижных форм Cu, Zn, Pb и Cd в почве.
Содержание подвижных форм Cu, Zn, Pb, Cd в слое 0 - 20 см существенно выше, чем в слое 20 - 40 см. Очевидно, что более высокое содержание органического вещества в верхнем слое почвы способствует закреплению ТМ и препятствует миграции их по почвенному профилю.
Таким образом, применение минеральных удобрений (при насыщенности N -22 - 44, P2О5 -33 - 66, K2О- 36 - 72 кг/га в год) в течение 4-х ротаций полевого 7-польного севооборота в условиях исследуемой дерново-подзолистой почвы не приводит к накоплению кислоторастворимых и подвижных форм Cu, Zn, Pb, Cd.
5. Роль приёмов окультуривания в снижении почвенной кислотности
Среди агрохимических приемов снижения почвенной кислотности наиболее распространенным является известкование почв, о значении которого говорилось в предыдущих главах. Известны и другие приемы: внесение органических и фосфорных удобрений, сравнительную эффективность которых рассматриваем на примере исследований в длительном полевом опыте Пермской ГСХОС (Архирейка) за V-ю ротацию полевого 8-польного севооборота (по данным Ф.М. Зиганьшиной (1990)).
Влияние длительного применения удобрений и извести на физико-химические свойства почвы. Результаты длительного полевого опыта и вегетационные исследования показали, что реакция почвенной среды спустя 5 ротаций 8-польного севооборота без известкования удерживалась на уровне 4.1 - 4.3 единиц рНKCl (рис. 8). Внесение навоза (варианты 6 - 10) не влияло на этот показатель. Периодическое известкование почвы (варианты 11 - 15) поддержи-
Рис. 8. Влияние длительного применения удобрений на агрохимические показатели почвы, 0 - 20 см (конец V-ой ротации полевого 8-польного севооборота)
1 - без удобрений; 2 - РК; 3 - NK; 4 - NP; 5 - NPK; 6 - Навоз - фон 1; 7 - фон 1+РК; 8 - фон 1+NK; 9 - фон 1+NP; 10 - фон 1+NPK; 11 - Известь - фон 2; 12 - фон 2 +РК; 13 - фон 2 + NK; 14 - фон 2 + NP; 15 - фон 2 + NPK; 16 - Навоз +известь - фон 3; 17 - фон 3 + PK; 18 - фон 3 + NK; 19 - фон 3 + NP; 20 - фон 3 + NPK.
вало показатель рНKCl на уровне 5.2 - 5.7. Внесение NK - удобрений на произвесткованном фоне способствовало снижению показателя рНKCl на 0.5 ед. (9%).
Применение азотсодержащих удобрений на кислой почве повышало обменную кислотность и содержание подвижного алюминия: в варианте с внесением NK - удобрений на фоне без навоза и извести Ноб. на 0.53, Al - 0.53 мг-экв/100г (24% и 25% соответственно) (рис.8, вариант 3). РК - удобрения на фоне без навоза и извести способствовали снижению обменной кислотности на 0.470 мг-экв/100г (29%). Периодическое внесение навоза в течение пяти ротаций севооборота снижало обменную кислотность и содержание подвижного Al (по сравнению с вариантом без удобрений на 0.82 и 0.79 мг-экв/100г, 37% и 38%), однако только известкование, проведенное в I-ой, III-ей и V-ой ротациях севооборота существенно снизило обменную кислотность (на 97 - 99 %) и способствовало переводу подвижного алюминия в неподвижные формы. Систематическое применение минеральных удобрений на фоне извести не оказывало влияния на обменную кислотность и содержание подвижного алюминия.
Гидролитическая кислотность почвы на фоне без извести в конце V - ой ротации севооборота под влиянием минеральных удобрений существенно не изменялась (см. рис.8). РК-удобрения снизили на 3 %, N-содержащие удобрения повышали на 10 - 14 %. Внесение навоза не оказало заметного влияния на гидролитическую кислотность почвы (снижение составило от 4 до 12 %). Наибольшее влияние на гидролитическую кислотность оказало известкование, существенно снижая ее по сравнению с фоном без навоза и извести (62 - 71 %).
Внесение РК - удобрений повышало сумму поглощенных оснований (21 %), а применение азотных (в сочетании с фосфорными и калийными) - снижало (8 - 24 %). Известкование (как в сочетании с навозом, так и без него) повышало сумму поглощенных оснований в пахотном слое по сравнению с фоном без навоза и извести с 8.2 до 14.9 мг-экв/100г (на 73 - 82 %) (рис.8, варианты 11 и 16).
Следовательно, окультуривание почвы, включающее периодическое внесение навоза, извести и минеральных удобрений в течение пяти ротаций полевого 8-польного севооборота улучшило физико-химические показатели дерново-сильноподзолистой почвы. Существенному снижению кислотности способствовало периодическое известкование почвы.
Продуктивность пашни в зависимости от степени окультуренности почвы. Длительное окультуривание дерново-сильноподзолистой почвы в полевом 8-польном севообороте (№ 5 таблицы 1) способствовало повышению продуктивности пашни в V-ой ротации севооборота с 2.4 тыс.корм.ед/га в контрольном варианте до 4.43 тыс. корм.ед/га на фоне навоз + известь в варианте с систематическим внесением NPK-удобрений (рис. 9).
Наибольшее повышение продуктивности пашни от навоза (1.03 тыс. корм.ед/га) произошло в варианте без удобрений, с улучшением обеспеченности минеральным питанием (вариант NPK) прибавки от навоза снижались в 2 раза (см. рис. 9).
Периодическое внесение извести в I, III, V-ой ротациях севооборота повысило продуктивность пашни в V-ой ротации севооборота на 0.75 - 0.96 тыс. корм. ед./га (21 - 38 % к фону без навоза и извести).
Максимальная продуктивность пашни получена на фоне совместного применения навоза, извести и систематического внесения NP- и NPK-удобрений и составила 4.43 - 4.46 тыс. корм. ед/га.
Последействие периодического известкования почвы полевого опыта способствовало повышению урожайности ячменя в вегетационном опыте на 38 - 57 % к фону без навоза и извести (рис. 10). Под влиянием систематического внесения навоза наблюдали тенденцию повышения урожайности ячменя в вариантах без удобрений и РК-удобрений. Существенное повышение урожайности ячменя от навоза (100 % к фону без навоза и извести) произошло в варианте с внесением NPK-удобрений. Наибольший уровень урожайности ячменя (28.6 г/сосуд) обеспечивало совместное применение навоза, извести и NPK-удобрений.
Таким образом, результаты длительного опыта, а также вегетационные исследования показали, что периодическое известкование почвы, внесение навоза и минеральных удобрений являются существенным фактором повышения продуктивности пашни и урожайности ячменя. Для получения высоких урожаев полевых культур и продуктивности пашни дерново-сильноподзолистой почвы необходимо комплексное применение приемов окультуривания (органические удобрения, известкование) и внесение минеральных (NPK) удобрений.
6. Использование кислотоустойчивых сортов полевых культур для повышения продуктивности пашни
Эффективность применения кислотоустойчивых сортов в полевом опыте. Изучение сравнительной эффективности использования кислотоустойчивых и неустойчивых к кислотности сортов культур полевого 7 - польного севооборота проводили на базе длительного опыта в IV - ой ротации севооборота и начале V - ой. В исследованиях использовали районированные в крае сорта, различающиеся устойчивостью к почвенной кислотности. В качестве оценки кислотоустойчивости сорта использовали показатель ИДК (индекс длины корней) - лабораторный показатель, характеризующий отношение длины корней в растворе алюмокалиевых квасцов с рН 4.3 к длине корней в дистиллированной воде с рН 6.0 (Лисицын Е.М., 2003).
Эффективность использования кислотоустойчивых сортов по сравнении с менее устойчивыми в условиях дерново-подзолистой почвы, имеющую кислую реакцию среды, зависела от культуры севооборота. Сортовая специфичность по отношению к почвенной кислотности проявилась на яровой пшенице IV-ой и V-ой ротаций севооборота, а также на клевере I и II г.п. (рис. 11).
Применение кислотоустойчивых сортов озимой ржи, ячменя и овса не имело преимущества перед менее устойчивыми ввиду более высокой продуктивности восприимчивых к кислотности почвы сортов. Основываясь на исследованиях Е.М. Лисицына и др. (2004), один и тот же сорт в разные годы может испытывать различные по жесткости и продолжительности действия стрессы, что и приводит к сдвигам в работе сложной генетической системы адаптивности. Ввиду различий на генетическом уровне одни и те же параметры среды выращивания для сортов будут стрессовыми, для других нет. Иными словами, условия года будут способствовать либо проявлению адаптивного потенциала сорта, либо - наоборот.
Реакция растений на кислотность в зависимости от почвенных условий. По вопросу об отношении растений к кислотности почвы проведены многочисленные исследования, на основании которых для каждого вида растений установлен определенный, наиболее благоприятный интервал реакции среды, отклонение от которого в сторону кислотности или щелочности ухудшает их рост и развитие (Авдонин Н.С., 1969). Однако реакция почвенной среды неоднозначно влияет на рост и развитие растений. Степень вредоносности кислой среды и токсичных концентраций алюминия, железа и марганца, как правило, сопутствующих повышенной кислотности почв, зависит от конкретных почвенных условий.
Д.Н.Прянишников (1931) писал: Екислотность почвы и ее токсичность для культур нельзя рассматривать вне связи с другими условиями среды.
Факторами почвенного плодородия, лимитирующими в условиях опыта урожайность культур севооборота, являются токсичность ионов водорода и недостаток подвижного фосфора на фоне без минеральных удобрений.
Внесение минеральных удобрений на кислых почвах повышало урожайность зерновых культур в большей мере, чем известь, в то время как клевер более отзывчив на мелиорацию известью.
Корреляционно-регрессионный анализ урожайности культур севооборота и агрохимических показателей почвы показал наличие тесных положительных зависимостей урожайности клевера от реакции почвенной среды, тесных обратных - от гидролитической и обменной кислотности (таблица 14). Следует отметить, что урожайность более устойчивого к почвенной кислотности сорта клевера находилась в меньшей зависимости от кислотности почвы.
Урожайность зерновых культур находилась в слабой зависимости от показателей кислотности почвы и содержания обменных оснований, в большей степени - от содержания в почве подвижного фосфора и обменного калия (см. табл. 14).
Существенная причина невысокой эффективности использования кислотоустойчивых сортов зерновых культур (озимой ржи, ячменя, овса), по нашему мнению, состоит в особенности исследуемой почвы, которая, наряду с низким значением показателя реакции почвенной среды, характеризуется высоким содержанием обменных форм кальция и магния, которые уравновешивают (по Д.Н. Прянишникову) ионы водорода и алюминия в почвенном растворе.
Таблица 14 - Показатели тесноты связи между агрохимическими показателями почвы и урожайностью полевых культур 4-ой ротации севооборота
Культура | Агрохимические показатели | Сорта восприимчивые к кислотности почвы | Сорта устойчивые к кислотности почвы |
Озимая рожь | P2O5 | 0.74 0.26 | 0.79 0.23 |
K2O | 0.70 0.27 | 0.70 0.27 | |
Яровая пшеница | P2O5 | 0.85 0.20 | 0.89 0.18 |
K2O | 0.85 0.20 | 0.90 0.16 | |
Клевер | рН | 0.77 0.24 | 0.66 0.28 |
S | 0.55 0.32 | 0.29 0.36 | |
Нг | - 0.77 0.24 | - 0.05 0.38 | |
Ноб. | - 0.72 0.26 | - 0.67 0.28 | |
Ячмень | P2O5 | 0.53 0.32 | 0.64 0.29 |
Овес | P2O5 | 0.93 0.14 | 0.88 0.18 |
Анализ литературных данных показал, что генетическая устойчивость сортов к стрессовым эдафическим факторам (почвенная кислотность) варьирует в зависимости от многих других. Важно учитывать наличие факторов, способных влиять на рост и развитие растений и сводящих действие повышенной кислотности к минимуму (содержание кальция и магния в почве, обеспеченность подвижным фосфором и др.). Согласно закону толерантности Шелфорда В. и постулатам Одума Ю. (Савич В.И. и др., 2010), оптимальная зона и пределы выносливости организма, по отношению к тому или иному фактору, могут заметно смещаться в зависимости от того, в каком сочетании и с какой силой действуют одновременно другие факторы.
Полученные в опыте данные позволили выявить следующие уровни стрессовых факторов, при которых можно прогнозировать эффективность возделывания кислотоустойчивых сортов в условиях исследуемой почвы (таблица 15).
Таблица 15 - Уровни стрессовых эдафических факторов
Культуры | рНKCl | Нг, мг-экв/100г | Ноб., мг-экв/100г | Р2О5, мг/кг |
Яр. пшеница | 4.2 - 4.4 | 4.75 - 5.40 | 0.043 - 0.121 | 80 - 100 |
Клевер | 4.6 - 4.8 | 4.51 - 5.21 | 0.058 - 0.095 | 70 - 80 |
Достичь такой же урожайности у сортов яровой пшеницы восприимчивых к кислотности почвы, как у толерантных к кислотности в условиях данной почвы можно внесением минеральных удобрений в умеренных дозах (N45Р40К40) или выращиванием пшеницы на предварительно произвесткованной дозой 1.0 Нг почве. Это обеспечивает повышение урожайности на 0.46 - 0.59 т/га по сравнению с контрольным вариантом при окупаемости 1 кг NPK 3.68 - 4.95 кг зерна, энергетической эффективности 1.97 - 2.28; в вариантах с дозой извести 1.0 Нг повышение урожайности пшеницы составит 0.47 - 0.90 т/га при энергетической эффективности 2.81, уровне рентабельности 125 - 151 %.
Чтобы оптимизировать стрессовые эдафические факторы, лимитирующие урожайность клевера, необходимо снижение почвенной кислотности с помощью известкования, посредством которого повышение урожайности клевера составит 1.02 - 1.23 т/га при энергетической эффективности 7.41 - 8.05, уровне рентабельности 155 - 223 %.
Из опыта использования кислотоустойчивых сортов в зарубежных странах (Foy C. D. et al., 1967; Rojas L.A. et al., 2001; Munoz M.A. et al, 2006 и др.) следует, что целесообразно использовать кислотоустойчивые сорта в труднодоступных и удаленных районах, на сильнокислых почвах - сочетание известкования с применением сортов, толерантных к кислотности почвы.
Возделывание кислотоустойчивых сортов позволяет повысить продуктивность пашни на кислых почвах, но проведенные балансовые расчеты показали, что без дополнительного внесения извести в почве складывается отрицательный баланс кальция. Использование кислотоустойчивых сортов полевых культур в условиях кислых почв не снижает значения известкования, как средства коренного улучшения плодородия почв, а дополняет его.
7. Эффективность известкования почв в полевых опытах
Исследования, проведенные в опытах 1 - 2 на дерново-подзолистых почвах и 3 - на оподзоленном черноземе показали, что эффективность известкования зависит не только от реакции почвенной среды, наличия или отсутствия фитотоксичных катионов (Al, Fe, Mn), обеспеченности основными элементами питания, метеорологических условий, но и от других факторов и их сочетаний.
Изменение урожайности культур от извести варьировало го годам и ротациям севооборота, фонам минерального питания. Существенное повышение отмечено на чувствительных к кислотности культурах в отдельные годы исследований. Средние ежегодные прибавки продуктивности пашни в опытах на исследуемых почвах ниже, чем на дерново-подзолистых почвах других опытов НИУ Предуралья (см. табл. 3 и таблицы 16 - 18).
В полевом опыте 1 наибольшее повышение продуктивности пашни от известкования почвы произошло на фоне без удобрений и фоне умеренных доз минеральных удобрений (NPK), где средние ежегодные прибавки от доз 0.5 - 1.0 Нг составили - 0.09 - 0.24 тыс. корм. ед./га (таблица 16).
Таблица 16 - Эффективность извести на фонах минерального питания
за 4 ротации 7 -польного севооборота, опыт 1
Показатели эффективности | Дозы СаСО3, Нг | |||||
Без удобрений | NPK | 2NPK | ||||
0.5 | 1.0 | 0.5 | 1.0 | 0.5 | 1.0 | |
Средние ежегодные прибавки, тыс. корм.ед./га | 0.09 | 0.24 | 0.16 | 0.20 | 0.09 | 0.04 |
От 1т СаСО3 за 4 ротации, тыс. корм.ед./га | 0.68 | 0.90 | 1.15 | 0.67 | 0.66 | 0.15 |
В опыте 2 дозы извести выше 1.0 Нг не способствовали дальнейшему повышению продуктивности пашни на всех фонах минерального питания, ежегодное повышение продуктивности пашни от применения доз извести 0.5 - 1.0 Нг за ротацию севооборота составило 0.04 - 0.25 тыс. корм. ед./га (таблица 17).
Таблица 17 - Эффективность извести на фонах минерального питания за ротацию 7 -польного севооборота, опыт 2
Показатели эффективности | Дозы СаСО3, Нг | ||||||||||||||
Без удобрений | 2NPK | 3NPK | |||||||||||||
0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | ||
Средние ежегодные прибавки, тыс. к.ед/га | 0.04 | 0.16 | 0.12 | 0.21 | 0.16 | 0.14 | 0.07 | 0.05 | 0.04 | 0.09 | 0.25 | 0.20 | 0.16 | 0.15 | |
От 1т СаСО3 за ротацию, тыс. корм.ед./га | 0.09 | 0.18 | 0.09 | 0.12 | 0.08 | 0.33 | 0.18 | 0.04 | 0.02 | 0.22 | 0.30 | 0.15 | 0.09 | 0.07 | |
На оподзоленном черноземе (опыт 3) существенное повышение продуктивности пашни обеспечивало внесение извести по 0.25 Нг - 0.15 - 0.33 тыс. корм. ед./га в год (таблица 18).
Таблица 18 - Эффективность извести на фонах минерального питания за ротацию 7 - польного севооборота, опыт 3
Показатели эффективности | Дозы СаСО3, Нг | |||||
Без удобрений | PK | |||||
0.25 | 0.5 | 1.0 | 0.25 | 0.5 | 1.0 | |
Средние ежегодные прибавки, тыс. корм.ед./га | 0.15 | 0.08 | 0.18 | 0.33 | 0.29 | 0.31 |
От 1т СаСО3 за ротацию, тыс. корм.ед./га | 0.30 | 0.09 | 0.10 | 0.67 | 0.29 | 0.17 |
Экономическая оценка (в ценах на 01.01.10) показала низкую эффективность применения извести в опыте 1 за 4 ротации севооборота, опытах 2 и 3 - за ротацию севооборота. Основная причина низкой окупаемости затрат на известкование кроется в диспаритете цен на зерно, ГСМ и известковые удобрения. Имеют место и невысокие прибавки урожайности и продуктивности пашни от известкования. Вследствие этого, материально-денежные затраты на известкование за период исследований не окупились дополнительной продукцией, полученной от известкования почв.
Расчет энергетической эффективности известкования дерново-слабо-подзолистой почвы центральной зоны за три ротации севооборота показал, что наиболее энергетически эффективным является вариант с внесением половинной дозы извести на фоне умеренных доз NPK, где получен максимальный коэффициент энергетической эффективности (3.05).
Известкование дерново-подзолистой почвы в опыте 2 за ротацию севооборота оказалось энергетически неэффективным. Совокупные энергозатраты на известкование почвы превышали дополнительную продукцию (в энергетическом эквиваленте), полученную от извести.
На оподзоленном черноземе энергетически эффективным явилось внесение извести на фоне фосфорно-калийных удобрений в дозе по четверти гидролитической кислотности, где за ротацию севооборота получен наиболее высокий коэффициент энергетической эффективности - 1.72.
Заключение
Комплексные исследования, проведенные в опытах 1 - 3 и анализ результатов исследований НИУ Предуралья позволили разработать приемы, способствующие улучшению плодородия кислых почв и повышению продуктивности пашни (рис. 12).
Дерново-подзолистые почвы легкого гранулометрического состава Предуралья бедны питательными веществами, имеют низкое содержание обменных оснований и кислую реакцию среды, свойства которых ухудшаются при длительном применении минеральных удобрений. Регулярное применение органических удобрений не останавливает снижения почвенной кислотности, периодическое известкование не позволяет существенно повысить продуктивность пашни (0.99 тыс. корм.ед./га), только совместное внесение органических удобрений с известью в сочетании с применением минеральных удобрений (NPK) обеспечивает высокую продуктивность пашни (до 4.16 тыс. корм.ед./га в год).
Дерново-сильноподзолистые (дерново-неглубокоподзолистые) почвы тяжелого гранулометрического состава обладают низким естественным плодородием. Периодическое известкование данных почв улучшает физико-химические свойства и способствует получению продуктивности пашни до 3.28 тыс. корм.ед./га в год. Длительное окультуривание, включающее внесение извести, органических удобрений, систематическое применение минеральных удобрений являются существенным фактором улучшения физико-химических свойств почв и повышения продуктивности пашни до 4.43 тыс. корм.ед./га в год.
Дерново-слабоподзолистые (дерново-поверхностноподзолистые) почвы отличаются более высоким плодородием по сравнению с дерново-сильноподзолистыми и широко используются в сельском хозяйстве, но также нуждаются в окультуривании. Систематическое внесение минеральных удобрений на произвесткованной почве позволяет довести продуктивность пашни до 3.55 тыс. корм. ед./га в год. Известь и минеральные удобрения при раздельном применении уступают их совместному действию на продуктивность пашни. Для дальнейшего повышения продуктивности пашни на данных почвах необходимо внесение органических удобрений, которые будут способствовать повышению эффективного плодородия почв.
Использование кислотоустойчивых сортов способствовало повышению продуктивности пашни IV-ой ротации севооборота на кислых почвах по сравнению с неустойчивыми к почвенной кислотности сортами на 8 %. На отдельных культурах (яровая пшеница, клевер) использование сортов, устойчивых к почвенной кислотности имело явное преимущество перед менее устойчивыми (на яровой пшенице 0.55 - 0.63 т/га (19 - 36%), клевере - 0.52 - 2.38 т/га сена (9 - 25%)).
Оподзоленные черноземы (черноземы глинисто-иллювиальные), несмотря на оподзоленность, обладают высоким потенциальным плодородием. По шкале качественной оценки почв Пермского края (Селиванов С.Н., 1969)
V -VI ротации 7 -польного севооборота V ротация 8-польного севооборота IVротация 7-польного севооборота I ротация 7-польного севооборота
Рис. 12. Приемы повышения продуктивности пашни кислых почв Предуралья (тыс. корм.ед./га)
агрохимические показатели оподзоленного глинистого чернозема приняты за 100 баллов. Существенным недостатком оподзоленных черноземов является повышенная кислотность и низкое содержание подвижных форм фосфора, в связи с чем все полевые культуры проявляли высокую отзывчивость на фосфорные удобрения.
Исследования, проведенные в течение ротации севооборота, показали, что внесение извести в дозах 0.25 - 1.0 Нг и минеральных удобрений не позволили существенно повысить урожаи сельскохозяйственных культур и продуктивность пашни этих почв. Нужны дополнительные комплексные исследования (сочетание известкования с применением органических и минеральных удобрений и обработкой почвы) по выявлению факторов, ограничивающих уровень урожайности полевых культур на оподзоленных черноземах.
Выводы
1. Известкование кислых дерново-подзолистых почв Предуралья в дозах 0.5 - 1.0 Нг является приемом их коренного улучшения. Действие извести приводит к улучшению агрохимических свойств почвы и повышению продуктивности пашни на длительное время - 3- 7 ротаций полевого севооборота. Одна тонна извести за время своего действия обеспечивает повышение продуктивности пашни до 2.5 тыс. корм.ед./га.
2. Одной из причин неустойчивого функционирования агроландшафтов Предуралья является почвенная кислотность. Известь снижает все формы почвенной кислотности и содержание катионов, сопутствующих повышенной кислотности (Al, Fe, Mn), находящихся в тесной зависимости от реакции почвенной среды (= 0.71 - 0.91 при уровне значимости 0.001). Установленные зависимости описаны полиномиальными и экспоненциальными уравнениями.
3. Закономерности изменения форм почвенной кислотности произвесткованных почв во времени выражаются уравнениями полинома разной степени с высокими коэффициентами аппроксимации. После максимально достигнутого смещения уровня рН почвы в щелочную сторону (через 1 - 3 года после внесения извести) в течение первой ротации севооборота происходит интенсивное подкисление почвы - теряется от 16 до 57 % (в зависимости от доз внесенной извести 2.5 - 0.5 Нг) достигнутого сдвига в щелочную сторону. В дальнейшем темпы подкисления снижаются. За 4 ротации севооборота в варианте с дозой извести 1.0 Нг теряется 71 % максимально достигнутого сдвига. Более интенсивное подкисление происходит на оподзоленном черноземе, где за первую ротацию севооборота от доз 0.5 - 1.0 Нг теряется 71 - 50% достигнутого сдвига.
4. Применение минеральных удобрений в течение 1 - 2 ротаций севооборота не оказывало влияния на подкисление почвы. Длительное применение минеральных удобрений (в течение 4-х ротаций севооборота) в повышенных дозах (2 NPK) способствовало подкислению дерново-подзолистой почвы (рН, Ноб., Al). Действие удобрений и извести привело к существенным изменениям свойств почвы в верхнем (0-20 см) и подпахотном (20-40 см) слоях, но не оказало значимого влияния на более глубокие слои почвы.
5. Известкование кислых почв, улучшая буферные свойства, повышает их устойчивость к подкислению на длительное время, о чем свидетельствует увеличение площади буферности в кислотном интервале - на дерново-подзолистых почвах на 21 - 25% по сравнению с контрольным вариантом, оподзоленном черноземе - на 17 %. Установлены тесные корреляционные связи буферной площади с показателями кислотности исследуемых почв.
6. Сумма поглощенных оснований находится в тесной линейной связи с показателем рНKCl(r = 0.83 - 0.89). Содержание обменных форм кальция и магния зависит не только от реакции среды и известкования почвы, а также определяется сочетанием других факторов, среди которых влияние почвообразующей породы, гранулометрического и минералогического состава.
7. В условиях промывного водного режима из верхних горизонтов почвы в наибольшей степени вымываются основные элементы, формирующие плодородие почвы - кальций и магний. Ежегодные потери карбонатов кальция и магния из дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы (из слоя 0 - 60 см) составили 130 и 47 кг/га в год. Известкование в дозе 1.0 Нг не увеличивало потери оснований из почвы. Наибольшее влияние на миграцию кальция (8.5 %) и магния (36 %) оказывало использование в качестве азотного удобрения сульфата аммония, что способствовало существенному подкислению почвы.
8. Кальций извести - основной источник пополнения почвенного кальция, без внесения которого в почвах складывается отрицательный баланс данного элемента (-200 кг/га в год). Интенсивное сокращение объемов известкования почв в Пермском крае ведет к подкислению почв со скоростью уменьшения рНKCl 0.01 в год и ухудшению их плодородия.
9. Внесение извести в дозе 0.5 Нг на дерново-подзолистых почвах повышало содержание подвижного фосфора и не влияло на содержание обменного калия. Существенное увеличение содержания питательных элементов в почвах (Р2О5, К2О) происходило при систематическом внесении минеральных удобрений.
10. Сочетание известкования почвы с применением минеральных удобрений улучшало микробиологические свойства почвы. Общая численность микроорганизмов возрастала в 2-10 раз по отношению к неизвесткованной почве, существенно увеличивалась эмиссия углекислого газа, количество азотфиксирующих, нитрифицирующих и целлюлозоразлагающих бактерий. Установлены высокие коэффициенты корреляции между рНKCl и исследуемыми показателями биологической активности почвы (=0.70 - 0.81).
11. Длительное применение (в течение 4-х ротаций полевого 7-польного севооборота) повышенных (2NPK) доз минеральных удобрений и последействие извести в условиях дерново-подзолистой почвы не создавали опасности загрязнения ее кислоторастворимыми и подвижными формами Cu, Zn, Pb, Cd. Известкование способствовало снижению подвижности меди в исследуемой почве.
12. Комплексное окультуривание почвы, включающее периодическое применение навоза, извести и минеральных удобрений в течение пяти ротаций полевого 8-польного севооборота существенно улучшало физико-химические показатели дерново-сильноподзолистой почвы и обеспечивало высокую продуктивность пашни (4.4 тыс. корм. ед/га). Существенному снижению почвенной кислотности, в отличие от других приемов, способствовало периодическое известкование почвы:
- внесение навоза снижало обменную кислотность (на 0.82 мг-экв/100г (37 %) по сравнению с фоном без навоза и извести) и содержание подвижного Al (0.79 мг-экв/100г (38%)) и не оказывало заметного влияния на реакцию почвенной среды и гидролитическую кислотность почвы;
- фосфорно-калийные удобрения снижали обменную кислотность (0.470 мг-экв/100г (29%)), содержание подвижного алюминия и повышали сумму поглощенных оснований (с 8.0 до 10 мг-экв/100г (21 %));
- периодическое известкование почвы значительно снижало обменную кислотность (97 - 99 %) и переводило подвижный алюминий в неподвижные формы, гидролитическая кислотность почвы снижалась по сравнению с фоном без навоза и извести в 3.5 раза (62 - 71 %), поддерживало показатель рНKCl на уровне 5.2 - 5.7; повышало сумму поглощенных оснований - с 8.2 до 14.9 мг-экв/100г (73 - 82 %).
13. Эффективность использования кислотоустойчивых сортов полевых культур по сравнению с менее устойчивыми в условиях дерново-подзолистой почвы, имеющей кислую реакцию среды, зависела от культуры севооборота. Сортовая специфичность по отношению к почвенной кислотности проявилась на яровой пшенице IV-ой и V-ой ротации севооборота, а также на клевере I и II г.п. Агрохимические приемы (внесение минеральных удобрений, известкование почвы) позволяют оптимизировать эдафические факторы, лимитирующие урожайность требовательных к почвенной кислотности сортов полевых культур.
14. Известкование дерново-слабоподзолистых почв и оподзоленного чернозема улучшило их плодородие и обеспечило средние ежегодные прибавки продуктивности пашни на дерново-слабоподзолистых почвах от доз 0.5 - 1.0 Нг 0.04 - 0.25 тыс. корм. ед./га, на оподзоленном черноземе от дозы 0.25 Нг 0.15 - 0.33 тыс. корм. ед./га.
15. В условиях значительного диспаритета цен на промышленную и сельскохозяйственную продукцию и невысоких прибавок урожайности и продуктивности пашни от извести окупаемость затрат на известкование растягивается на длительный срок. Внесение извести на дерново-слабоподзолистой почве в дозе 0.5 Нг на фоне умеренных доз минеральных удобрений, на оподзоленном черноземе в дозе 0.25 Нг на фоне фосфорно-калийных удобрений обеспечило высокую энергетическую эффективность производства сельскохозяйственных культур.
Рекомендации производству
1. В целях обеспечения устойчивого функционирования агроландшафтов периодически проводить известкование кислых почв дозами по 0.5 - 1.0 Нг, используя рекомендуемые методы для расчета доз.
2. Для получения продуктивности пашни 4.0 - 4.4 тыс. корм.ед./га на дерново-подзолистых почвах легкого гранулометрического и дерново-сильно-подзолистых (дерново-неглубокоподзолистых) почвах тяжелого гранулометрического состава необходимо внесение извести и органических удобрений при систематическом применении минеральных удобрений (NPK) в рекомендуемых дозах.
3. В целях повышения эффективного плодородия дерново-слабоподзолистых (дерново-поверхностноподзолистых) почв и получения продуктивности пашни выше 3.5 тыс. корм.ед./га помимо извести и минеральных удобрений следует периодически вносить органические удобрения.
4. Известкование оподзоленных черноземов не является решающим фактором повышения урожайности полевых культур, однако целесообразно проведение поддерживающего известкования небольшими дозами (3.0 - 3.5 т/га СаСО3) 1 раз в ротацию 7-польного севооборота для компенсации потерь за счет выщелачивания, выноса кальция урожаями, поверхностным смывом на фоне применения фосфорно-калийных удобрений.
5. На дерново-подзолистых кислых почвах использовать кислотоустойчивые сорта яровой пшеницы (Икар, Горноуральская), более устойчивый к почвенной кислотности сорт клевера Пермский местный, что позволит увеличить производство продукции по сравнению с использованием восприимчивых к кислотности почвы сортами.
Опубликованные работы по теме диссертации
Статьи в рецензируемых журналах, согласно перечню ВАК:
- Митрофанова, Е.М. Потери элементов питания из почвы / Е.М. Митрофанова // Химизация сельского хозяйства. - 1990. - № 5. - С.15 - 16.
- Завьялова, Н.Е. Значение известкования и минеральных удобрений для сохранения плодородия дерново-подзолистой почвы и продуктивности севооборота / Н.Е. Завьялова, А.И. Косолапова, Е.М. Митрофанова // Доклады РАСХН. - 2005. - № 2. - С. 31 - 32.
- Завьялова, Н.Е. Влияние извести на показатели плодородия дерново-подзолистой почвы / Н.Е. Завьялова, А.И. Косолапова, Е.М. Митрофанова // Плодородие. - 2005 - № 1. - С. 26 - 28.
- Завьялова, Н. Е. Влияние минеральных удобрений и известкования на биологическую активность дерново-подзолистой почвы / Н.Е. Завьялова, Е.М. Митрофанова // Агрохимия. - 2008. - № 12. - С. 29 - 34.
- Митрофанова, Е.М. Динамика обменных оснований и кислотности дерново-слабоподзолистой почвы Предуралья/ Е.М. Митрофанова // Аграрный вестник Урала. - 2009. - № 5. - С. 64 - 67.
- Митрофанова, Е.М. Продуктивность кислотоустойчивых сортов полевых культур на кислой дерново-слабоподзолистой почве Предуралья / Е.М. Митрофанова // Агрохимия. - 2010. - № 2. - С.64 - 70.
- Митрофанова, Е.М. Влияние известкования на динамику кислотности и содержание поглощенных оснований в дерново-слабоподзолистой почве южной зоны Предуралья / Е.М. Митрофанова // Агрохимия. - 2010. - № 3. - С.14 - 28.
- Митрофанова, Е.М. Влияние известкования в зависимости от уровня минеральных удобрений на содержание подвижного фосфора дерново-подзолистых почв Предуралья / Е.М. Митрофанова // Доклады РАСХН. - 2010. - № 3. - С. 33 - 35.
- Митрофанова, Е.М. Содержание обменного калия в дерново-подзолистых почвах Предуралья при известковании / Е.М. Митрофанова, А.И. Косолапова А.И. // Плодородие. - 2010. - № 5. - С. 26 - 28.
- Завьялова, Н.Е. Агрохимическая характеристика дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы после длительного применения минеральных удобрений и извести / Н.Е. Завьялова, Е.М. Митрофанова // Агрохимия. - 2010. - № 11. - С. 21 - 29.
- Митрофанова, Е.М. Кальций и магний в дерново-подзолистых почвах Предуралья / Е.М. Митрофанова // Аграрный вестник Урала. - 2011. - № 2. - С. 9 - 11.
Статьи в материалах конференций, сборниках, журналах:
- Митрофанова, Е.М. Влияние возрастающих доз извести на урожайность культур полевого севооборота и изменение кислотности почвы во времени / Е.М. Митрофанова // Вклад молодых ученых Нечерноземной зоны Урала в выполнение Продовольственной программы: Материалы научно - практической конференции. - Свердловск, 1986. - С.30.
- Митрофанова, Е.М. Эффективность возрастающих доз извести в полевом 7-польном севообороте / Е.М. Митрофанова // Роль ученых и специалистов в развитии агропромышленного комплекса: Материалы научно - производственной конференции - Свердловск, 1988. - С.16.
- Митрофанова, Е.М. Потери кальция, магния и других элементов из дерново-мелкоподзолистой среднесуглинистой почвы в связи с известкованием / Е.М. Митрофанова // Материалы научно - практической конференции профессорско - преподавательского состава. - Пермь, 1988. - С.54.
- Рекомендации по известкованию кислых почв Пермской области / С.И. Попова, Ф.М. Зиганьшина, С.П. Мартьянов, Е.М. Митрофанова, Ф.М. Хасанова. - Пермь, 1988. - 9с.
- Митрофанова, Е.М. Эффективность сочетания доз извести и минеральных удобрений на дерново-сильноподзолистой среднесуглинистой почве северной зоны Пермской области / Е.М.Митрофанова, С.П. Мартьянов // Изменение и регулирование почвенного плодородия в условиях интенсификации земледелия: Сб. науч. тр. Пермской ГСХОС.Т.10 - Пермь, 1988.- С.75 - 82.
- Попова, С.И. Эффективность основного, повторного и периодического известкования почв в Предуралье / С.И. Попова, Е.М. Митрофанова, Ф.М. Зиганьшина // Научные основы расширенного воспроизводства почвенного плодородия и рационального использования минеральных удобрений: Сб. науч.тр. Пермского НИИСХ. Т.11. - Пермь,1990. - С.20 - 39.
- Митрофанова, Е.М. Агроэкономическая эффективность сочетания возрастающих доз извести и минеральных удобрений в полевом 7-польном севообороте на дерново-слабоподзолистой среднесуглинистой почве / Е.М. Митрофанова // Научные основы расширенного воспроизводства почвенного плодородия и рационального использования минеральных удобрений: Сб. научн.тр. Пермского НИИСХ. Т.11 - Пермь, 1990. - С.113 - 124.
- Митрофанова, Е.М. Потери кальция, магния, калия из дерново-слабоподзолистой среднесуглинистой почвы в зависимости от известкования и внесения сернокислого аммония / Е.М. Митрофанова // Актуальные проблемы интенсификации земледелия и животноводства в современных условиях: Материалы конференции молодых ученых и специалистов. Ч. 1. Земледелие и агрохимия. - Свердловск, 1990. - С.16 - 20.
- Попова, С.И. Приемы повышения и регулирования плодородия черноземных почв Предуралья / С.И. Попова, Ф.М. Зиганьшина, А.И. Косолапова, Е.М. Митрофанова, Ф. С. Кинева // Проблемы уральских черноземов / Сб. науч. тр. по материалам научно - практич. конф.: РАСХН - ЧНИИСХ - Челябинск, 1993. - С.72 - 80.
- Радостев, В.В. Эффективность известкования кислой дерново-слабоподзолистой среднесуглинистой почвы Предуралья / В.В. Радостев, Е.М. Митрофанова // Научные основы стратегии адаптивного растениеводства Северо-Востока европейской части России. Ч. 1. Растениеводство: Материалы научно - практич. конф. - Киров, 1999. - С. 165 - 171.
- Митрофанова, Е.М. Влияние известкования на кислотность оподзоленного чернозема и содержание обменных катионов / Е.М.Митрофанова // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2000. - № 1. - С. 19 - 24.
- Митрофанова, Е.М. Влияние известкования на плодородие оподзоленного чернозема и продуктивность полевого севооборота / Е.М.Митрофанова // Пермский аграрный вестник: Сб. трудов XXX Всероссийской научно-практ. конф., посвящен. 85-летию высшего образования на Урале. 11 - 13 апр. 2000 г. - Пермь, 2001 - С. 140 - 142.
- Завьялова, Н.Е. Гумус и механический состав известкованной дерново-подзолистой почвы /Н.Е. Завьялова, А.И. Косолапова, Е.М. Митрофанова, В.Р. Ямалтдинова // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2004. - № 5. - С. 66 - 74.
- Завьялова, Н.Е. Влияние длительного применения минеральных удобрений и известкования на распределение биогенных элементов и гумуса по профилю дерново-подзолистой почвы/ Н.Е. Завьялова, А.И. Косолапова, Е.М. Митрофанова // Агрохимическая эффективность применения средств химизации в современных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур: Материалы международной научной конференции. - М., 2005. - С. 47 - 50.
- Завьялова, Н.Е. Изменение агрохимических свойств дерново-подзолистой почвы по профилю под влиянием длительного применения минеральных удобрений и известкования / Н.Е. Завьялова, А.И. Косолапова, Е.М. Митрофанова // Совершенствование системы земледелия Уральского региона: Материалы координационного совета по разработке и внедрению адаптивно-ландшафтных систем земледелия. 18 марта 2005 г.: ГНУ Уральский НИИ сельского хозяйства - Екатеринбург, 2005. - С. 80 - 85.
- Завьялова, Н.Е. Влияние извести на гумусное состояние, азотный фонд и механический состав дерново-подзолистой почвы / Н.Е. Завьялова, А.И. Косолапова, Е.М. Митрофанова // Агроэкологические аспекты адаптивно-ландшафтного земледелия и органическое вещество пахотных почв Предуралья: Пермский НИИСХ - Пермь: Изд-во ПОНИЦАА, 2006. - С.82 - 89.
- Завьялова, Н.Е. Исследование сезонной динамики агрохимических свойств дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы при длительном применении удобрения и извести / Н.Е. Завьялова, А.И. Косолапова, Е.М. Митрофанова // Агроэкологические аспекты адаптивно-ландшафтного земледелия и органическое вещество пахотных почв Предуралья: Пермский НИИСХ. - Пермь: Изд-во ПОНИЦАА, 2006. - С.98 - 103.
- Завьялова, Н.Е. Влияние длительного применения минеральных удобрений и известкования на распределение биогенных элементов и гумуса по профилю дерново-подзолистой почвы / Н.Е. Завьялова, А.И. Косолапова, Е.М. Митрофанова //Агроэкологические аспекты адаптивно-ландшафтного земледелия и органическое вещество пахотных почв Предуралья: Пермский НИИСХ. - Пермь: Изд-во ПОНИЦАА, 2006. - С.117 - 119.
- Завьялова, Н.Е. Влияние минеральных удобрений и известкования на биологическую активность дерново-подзолистой почвы / Н.Е. Завьялова, А.И. Косолапова, Е.М. Митрофанова // Агроэкологические аспекты адаптивно-ландшафтного земледелия и органическое вещество пахотных почв Предуралья: Пермский НИИСХ. - Пермь: Изд-во ПОНИЦАА, 2006. - С.142 - 151.
- Митрофанова, Е.М. Методы агрохимических воздействий для воспроизводства плодородия дерново-подзолистой почвы и повышения продуктивности пашни в адаптивно-ландшафтном земледелии Предуралья / Е.М. Митрофанова // Экологические функции агрохимии в современном земледелии: Материалы Всероссийского совещания Географической сети опытов с удобрениями. 27-28 февраля 2008 г. - М., ВНИИА, 2008 - С. 140 - 142.
- Митрофанова, Е.М. Влияние длительного применения минеральных удобрений и известкования на некоторые эколого-агрохимические показатели почвы / Е.М. Митрофанова // Современные проблемы устойчивого конструирования агроландшафтов и ресурсосберегающие технологии в сельском хозяйстве Северо-Восточного региона европейской части России: Материалы научно- практической конференции, посвященной 95-летию ГУ Пермский НИИСХ. - Пермь: ОТ и ДО, 2009. - С.99 -102.
- Митрофанова, Е.М. Значение кислотоустойчивых сортов в повышении продуктивности пашни / Е.М. Митрофанова // Методы изучения продукционного процесса растений и фитоценозов. 17-20 июня 2009г.: Материалы Международной научно-методической конференции. - Нальчик: Полиграфсервис и Т, 2009. - С.128 - 130.
- Митрофанова, Е.М. Влияние известкования в зависимости от фонов минеральных удобрений на содержание подвижного фосфора дерново-подзолистых почв Предуралья / Е.М. Митрофанова // Высшему агрономическому образованию в Удмуртской республике - 55 лет: Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 55-летию агрономического факультета, 28-30октября 2009г. - Ижевск: ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2009. - С.92 - 98.
- Mitrofanova, E.M. Effect of liming and mineral fertilizers on mobile phosphorus content in sod_podzolic soils of Western Urals / Е.М. Mitrofanova // Russian Agricultural Sciences. - 2010. - Vol. 36. - № 3. - P. 188 - 190.
- Митрофанова, Е.М. Влияние длительного применения минеральных удобрений и извести на содержание тяжелых металлов в дерново-подзолистой почве / Е.М. Митрофанова // Комплексное применение средств химизации в адаптивно-ландшафтном земледелии: Материалы 44-й международной научной конференции молодых ученых и специалистов. 22 -23 апреля 2010г. - М.: ВНИИА, 2010. - С.197 - 200.
- Митрофанова, Е.М. Влияние известкования почв на кислотно-основную буферность / Е.М. Митрофанова // Научное обеспечение АПК Евро-Северо-Востока России: Материалы Всероссийской научно-практической конференции (г. Саранск, 20-22 июля 2010г.). - Саранск, 2010. - С. 432-435.
- Митрофанова, Е.М. Содержание подвижного алюминия в дерново-подзолистой почве Предуралья в зависимости от известкования и минеральных удобрений / Е.М. Митрофанова // Современные проблемы и перспективы известкования кислых почв: Материалы научной конференции, посвященной 75-летию со дня рождения д.с.-х.н., проф. А.Н. Небольсина. - СПб, 2010. - С. 34 - 37.
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по сельскому хозяйству