Влияние сельскохозяйственных культур, известкования и удобрений на реакцию почвенной среды и кальциевый режим дерново-подзолистых суглинистых почв
| Вид материала | Автореферат диссертации |
СодержаниеРезультаты исследований 3.2. Состав ППК и степень насыщенности почв основаниями. 3.3. Активность кальция под культурами, возделываемыми бессменно и в севообороте. |
- Экологические аспекты известкования дерново-подзолистых почв северо-запада россии, 791.21kb.
- Агроэкологическое обоснование систем применения удобрений в севооборотах на дерново-подзолистых, 1334.17kb.
- Гумусное состояние дерново-подзолистых почв предуралья при различном землепользовании, 1074.47kb.
- Факторы окультуривания песчаных и супесчаных дерново-подзолистых почв и их эколого-агрохимическая, 704.97kb.
- Черноземы с участками серых лесных почв, 21.07kb.
- «Биология почв» Общая трудоемкость дисциплины составляет, 24.14kb.
- Программа химизации сельского хозяйства требует правильного применения всё возрастающего, 1339.67kb.
- Рекомендательные списки литературы 2008, 183.45kb.
- Влияние удобрений, способов обработки и пленочной мульчи на питательный режим почвы,, 516.42kb.
- Эффективность внекорневых подкормок хелатами микроэлементов посевов сахарной свеклы, 54.21kb.
Рис.1 Схема длительного опыта ТСХА и размещение полевых культур в 2004 г.
В опыте с 1912 года бессменно и в севообороте, без удобрений и с различными их вариантами применения, возделываются озимая рожь, картофель, овес (с 1973 г. ячмень), клевер (с 1973 по 1983 гг. – озимая пшеница), лен и содержится поле «вечного» пара. С 1949 года введено известкование в качестве одного из изучаемых факторов.
Подробное описание схема опыта и программа исследований приводятся в диссертации.
Агротехнические мероприятия в севообороте и на бессменных посевах полевых культур осуществляются общим фоном и в оптимальные сроки.
Программа наблюдений и учетов включала определение кислотности, состава обменных оснований (Сa2+, Mg2+, K+и Н+), активности и баланса кальция, содержание подвижных форм фосфора и обменного калия, тяжелых металлов в дерново-подзолистой почве, а также изучение влияния известкования и удобрений на урожайность полевых культур.
При проведении лабораторных и полевых исследований использовали принятые в научных учреждениях методики.
Содержание гумуса определяли по И.В. Тюрину (в модификации ЦИНАО) с фотоколориметрическим окончанием (ГОСТ 26213 – 84).
Определение кислотности почвы (рНKCl) проводили потенциометрическим методом в модификации ЦИНАО (ОСТ 4649 – 76).
Содержания обменных кальция и магния в фильтрате определяли на атомно- абсорбционном спектрофотометре марки ASS в 1н KCl вытяжке при соотношении почва раствор 1:2,5 (ОСТ 26483-85).
Гидролитическую кислотность определяли по Каппену в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26212-84).
Определение степени насыщенности почв основаниями проводили расчетным методом.
Содержание P2O5 и K2O определяли по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26207-84).
Валовое содержание тяжелых металлов определяли при разложении проб почвы HNO3 (1:1). Подвижные формы в ацетатно-аммонийном буферном растворе с рН-4,8.
Урожайность учитывали методом сплошной уборки поделяночно.
Полученные данные обрабатывали методами математической статистики, дисперсионного и корреляционно-регрессионного анализа для многофакторных опытов.
Температура воздуха в период проведения исследований (2001-2005 гг.) была заметно теплее среднемноголетних данных. А количество осадков было близким к среднемноголетним данным за столетний период. Колебания температуры в годы исследований в вегетационный период были незначительными, так средняя температура наиболее теплого месяца июля была в пределах от +19,20С в 2004 г. до 23,10С в 2002 году. Среднегодовое количество осадков в период исследований было близким к среднемноголетним. Среднегодовая сумма осадков за столетний период составила 637,6 мм, а за период 2001-2005 гг. 729,1 мм. Однако распределение осадков по месяцам сильно различалось по годам исследований. Так, в 2001 году в мае выпало 40,7 мм осадков, а в 2002 году лишь 6,5 мм.
В целом погодные условия в годы проведения исследований были благоприятными для роста и развития сельскохозяйственных растений. Аномальных явлений в этот период не наблюдалось. Задержек проведения полевых работ и нарушений агротехнологий из-за погодных условий не было.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Глава 3. Влияние известкования и удобрений на состав обменных катионов ППК почвы, активность кальция, реакцию почвенной среды и содержание подвижных форм фосфора, обменного калия и тяжелых металлов в почве.
3.1. Емкость катионного обмена и состав почвенно-поглощающего комплекса почвы. Емкость катионного обмена и состав почвенно-поглощающего комплекса (ППК) дерново-подзолистых почв, используемых в земледелии, претерпевает значительные изменения под действием известкования, минеральных удобрений, механической обработки почвы и агротехники возделывания сельскохозяйственных культур. Для дерново-подзолистых целинных почв характерна низкая емкость катионного обмена (ЕКО) и преобладание в составе ППК протона водорода и катионов алюминия. Даже длительное использование их как пахотные угодья без известкования и удобрений не приводит к существенному изменению состава катионов ППК (табл. 1).
Сумма катионов водорода, кальция, магния и калия в этих почвах по полям севооборота варьирует в пределах 6-7 мг-экв/100 г почвы. Среди катионов ППК без известкования преобладают протоны водорода: от 2,17 мг-экв/100 г почвы на вариантах внесения полного минерального удобрения и навоза под озимой рожью и ячменем до 4,18 мг-экв/100 г почвы на варианте полного минерального удобрения под клевером.
Известкование приводит к существенному изменению почвенно-поглощающего комплекса. В его составе в 2-3 раза уменьшается содержание протона водорода и возрастает содержание обменных оснований. При известковании улучшается соотношение кальция и магния в почве.
При длительном применении минеральных удобрений наблюдается тенденция увеличение суммы поглощенных катионов под озимой рожью, ячме нем и клевером, возделываемы бессменно и в севобороте, как по извести
1. Влияние сельскохозяйственных культур, известкования и удобрений на состав катионов ППК дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы (мг-экв/100 г почвы)
| Культура | Севооборот | ||||||||||||||
| Без удобрений | NPK | NPK + навоз | |||||||||||||
| Сум-ма кати-онов | K+ | Ca2+ | Mg2+ | H+ | Сум-ма кати-онов | K+ | Ca2+ | Mg2+ | H+ | Сум-ма кати-онов | K+ | Ca2+ | Mg2+ | H+ | |
| без известкования после известкования | без известкования после известкования | без известкования после известкования | |||||||||||||
| Озимая рожь | 5,68 5,96 | 0,06 0,06 | 1,50 3,25 | 0,41 1,63 | 2,71 1,02 | 6,50 7,37 | 0,19 0,25 | 2,40 3,60 | 0,63 2,07 | 3,28 1,45 | 6,44 7,93 | 0,26 0,26 | 3,10 4,10 | 0,91 2,01 | 2,17 1,56 |
| Ячмень | 6,05 6,30 | 0,08 0,10 | 2,37 3,68 | 0,86 1,59 | 2,74 0,93 | 6,19 6,60 | 0,20 0,22 | 2,02 3,82 | 0,59 1,41 | 3,38 1,15 | 6,72 7,71 | 0,23 0,24 | 3,28 4,71 | 1,04 1,69 | 2,17 1,07 |
| Клевер | 7,92 7,20 | 0,14 0,14 | 2,90 2,5 | 0,94 1,16 | 3,94 1,40 | 8,97 9,08 | 0,16 0,23 | 3,40 4,90 | 1,23 2,13 | 4,18 1,82 | 7,52 7,81 | 0,14 0,19 | 3,25 4,00 | 0,94 2,08 | 3,19 1,54 |
| Картофель | 7,37 7,37 | 0,20 0,23 | 2,75 4,00 | 0,91 1,95 | 3,51 1,19 | 7,03 7,82 | 0,22 0,18 | 3,00 4,25 | 0,88 2,13 | 2,93 1,26 | 7,16 7,48 | 0,21 0,15 | 3,1 4,1 | 0,91 2,07 | 2,94 1,16 |
так и без извести.
Изменение состава почвенно-поглощающего комплекса говорит о положительном влиянии известковых, минеральных и органических удобрений на катионо-обменные свойства дерново-подзолистых почв.
Приведенные на рисунках 2 - 4 данные четко показывают роль известкования в регулировании состава ППК и влияние минеральных удобрений на соотношение протона водорода, кальция, магния и калия в составе почвенно-поглощающего комплекса.
Без известкования в составе почвенно-поглощающего комплекса преобладает протон водорода. На вариантах без известкования доля протона водорода более 50%. Длительное применение минеральных удобрений без известкования, особенно с навозом приводит к увеличению в составе ППК катионов кальция, магния и калия (рис. 2). При длительном внесении навоза, хотя и преобладают катионы кальция в составе ППК, но остается большая доля протона водорода. И только известкование приводит к коренному изменению состава почвенно-поглощающего комплекса почвы (рис. 3).
Таким образом, при длительном внесении удобрений отмечается тенденция увеличения емкости катионного обмена (ЕКО) дерново-подзолистой почвы. Ёмкость катионного обмена почвы на вариантах опыта увеличивается в ряду: без удобрений < NPK < NPK+навоз. Наиболее существенное влияние факторы интенсификации оказывают на состав катионов ППК.
3.2. Состав ППК и степень насыщенности почв основаниями. Дерново-подзолистые почвы характеризуются очень низкой (менее 30,0%) и низкой (30,1-50,0%) степенью насыщенности основаниями. В силу своих природных особенностей они легко подвергаются изменению степени насыщенности основаниями при сельскохозяйственном использовании. Мероприятия по повышению плодородия дерново-подзолистых почв (известкование, внесение навоза в рекомендованных дозах, соблюдение севооборотов, посев многолетних трав способствуют увеличению степени насыщенности основаниями почв до среднего (60,9-66,5%) и повышенного уровня (86,2%).
Сельскохозяйственные культуры по сравнению с чистым паром положительно действуют на степень насыщенности основаниями почвы (табл. 2)
2. Влияние сельскохозяйственных культур, возделываемых бессменно и без удобрений на степень насыщенности основаниями почвы
| Культура | Без известкования | После известкования | ||||
| S | Нr | V, % | S | Нr | V, % | |
| мг-экв/100 г почвы | мг-экв/100 г почвы | |||||
| Чистый пар | 2,88 | 4,82 | 37,4 | - | - | - |
| Озимая рожь | 5,45 | 2,74 | 66,5 | 7,01 | 1,12 | 86,2 |
| Ячмень | 5,07 | 2,79 | 64,5 | 6,20 | 1,03 | 85,7 |
| Клевер | 5,76 | 2,94 | 66,2 | 6,66 | 1,40 | 82,6 |
| Картофель | 4,69 | 3,01 | 60,9 | 6,47 | 1,2 | 84,3 |
Различия по влиянию сельскохозяйственных культур на степень насыщенности основаниями почвы были незначительны. Наименьшее значение степени насыщенности основаниями почв было под картофелем – 60,9 % и наивысшим под озимой рожью – 66,5 %. При периодическом известковании степень насыщенности основаниями наименьшей была под клевером (82,6 %) и более высокой под озимой рожью (86,2 %).
При длительном применении только минеральных удобрений в севообороте наблюдается тенденция снижения степени насыщенности основаниями почвы по сравнению с контролем (без удобрений), хотя сумма обменных оснований в среднем по севообороту возрастала на 0,85 мг-экв/100 г почвы (табл. 3).
3. Влияние удобрений на степень насыщенности основаниями ППК дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы
| Культура | Без удобрений | NPK | NPK+навоз | ||||||
| S | Нr | V, % | S | Нr | V, % | S | Нr | V, % | |
| мг-экв/100 г почвы | мг-экв/100 г почвы | мг-экв/100 г почвы | |||||||
| Озимая рожь | 1,91* 3,88 | 2,71 1,02 | 41,3 79,1 | 3,03 5,67 | 3,28 1,45 | 48,0 79,6 | 4,01 6,11 | 2,17 1,56 | 64,8 79,7 |
| Ячмень | 3,23 5,27 | 2,74 0,93 | 54,1 85,0 | 2,61 5,23 | 3,38 1,41 | 43,6 78,7 | 4,32 6,40 | 2,17 1,07 | 66,5 85,6 |
| Клевер | 3,84 3,66 | 3,94 1,40 | 49,3 72,3 | 4,63 7,03 | 4,18 1,82 | 52,5 79,4 | 4,19 6,08 | 3,19 1,54 | 56,7 79,8 |
| Картофель | 3,66 5,95 | 3,51 1,19 | 51,0 83,3 | 3,88 6,38 | 2,93 1,26 | 56,9 83,5 | 4,01 6,17 | 2,94 1,16 | 57,7 84,2 |
| В среднем по севообороту | 2,91 4,69 | 3,22 1,13 | 47,4 80,6 | 3,54 6,08 | 3,44 1,48 | 44,3 80,4 | 4,13 6,19 | 2,61 1,33 | 61,2 82,3 |
* числитель – без известкования, знаменатель – после известкования
Степень насыщенности основаниями почв была выше на варианте NPK по сравнению с контролем под озимой рожью на 6,7 %, картофелем – 5,9 %, клевером – 3,2 % и ниже под ячменем на 10,5 %.
На фоне известкования отмечаются такие же закономерности действия минеральных удобрений на степень насыщенности основаниями почвы. По нашему мнению, действие минеральных удобрений на состав почвенно-поглощающего комплекса во многом зависит от почвенно-экологических условий, в которых возделываются сельскохозяйственные культуры, гранулометрического состава почвы и возделываемых культур в севообороте.
При всех условиях опыта внесение органических удобрений способствовало закреплению и накоплению кальция и магния в пахотном слое дерново-подзолистых суглинистых почв.
Таким образом, возделывание сельскохозяйственных культур, известкование, применение минеральных удобрений и внесение навоза приводит к увеличению степени насыщенности основаниями пахотного слоя дерново-подзолистых почв. По положительному влиянию на катионообменные свойства почвы агротехнические приемы возделывания сельскохозяйственных культур располагаются в ряду: минеральные удобрения < полевые культуры < навоз.
3.3. Активность кальция под культурами, возделываемыми бессменно и в севообороте. Активность кальция зависит от периодичности известкования и внесения удобрений. Установлено, что периодическое внесение известкового материала приводит к увеличению активности кальция, как в севообороте, так и при бессменном возделывании озимой ржи, клевера, картофеля (табл. 4).
4. Активность кальция под озимой рожью, клевером и картофелем, возделываемых бессменно и в севообороте, мг/л (2004 г)
| Варианты удобрений | Бессменно | Севооборот | ||
| Без известкования | После известкования | Без известкования | После известкования | |
| | Озимая рожь | |||
| Контроль | 4,24 | 4,67 | 3,57 | 4,54 |
| NРК | 2,62 | 2,81 | 1,88 | 4,53 |
| NРК + навоз | 6,70 | 7,80 | 7,50 | 9,20 |
| | Клевер | |||
| Контроль | 1,10 | 6,74 | 2,53 | 6,71 |
| NРК | 1,07 | 1,31 | 2,19 | 4,13 |
| NРК + навоз | 4,36 | 7,80 | 3,66 | 8,16 |
| | Картофель | |||
| Контроль | 3,86 | 6,60 | 6,13 | 6,80 |
| NРК | 8,60 | 9,80 | 8,80 | 9,64 |
| NРК + навоз | 16,10 | 24,50 | 17,60 | 24,70 |
| НСР05 | Известь 2,75 | Удобрение 3,17 | Севооборот 3,37 | Культура 3,08 |