Geum.ru

Влияние сельскохозяйственных культур, известкования и удобрений на реакцию почвенной среды и кальциевый режим дерново-подзолистых суглинистых почв

Вид материалаАвтореферат диссертации

Содержание


в севообороте
4.2. Зависимость урожайности сельскохозяйственных культур от кислотности почвы и содержания мелкозема.
Глава 5. Оптимизация кальциевого режима дерново-подзолистых почв.
5.1. Биологический круговорот кальция в полевых севооборотах.
5.2. Прогнозирование подкисления и баланс кальция в дерново-подзолистых почвах.
5.3. Оптимизация кальциевого режима дерново-подзолистых почв в земледелии Нечерноземной зоны.
Рекомендации производству
Список работ, опубликованных по теме диссертации
Подобный материал:
1   2   3   4   5

Рис. 5. Динамика кислотности в дерново-подзолистой почве без известкования (А) и после известкования (Б)


Внесение навоза на фоне минеральных удобрений и известкования заметно снижало кислотность почвы и стабилизировало реакцию почвенного раствора.

Поддерживающее известкование оказало влияние на урожай сельскохозяйственных культур, возделываемых бессменно и в севообороте. Среднегодовая прибавка урожая ячменя по всем вариантам за счет известкования составила 5,5 ц/га при бессменном возделывании и 4,0 при возделывании в севообороте, клевера – 8,9 ц/га (табл. 9). Прибавка урожая озимой ржи и картофеля при известковании была не существенна.

Максимальная прибавка урожая всех культур была при совместном применении навоза, минеральных удобрений и известкования.

Таким образом, необходимость и место проведения поддерживающего известкования в севооборотах определяется отношением возделываемых сельскохозяйственных культур к кислотности почвы. Оно обязательно в севооборотах с культурами первой (клевер) и второй (ячмень) группы и требуется уточнения для других севооборотов Нечерноземной зоны с учетом их продуктивности и агроландшафтных особенностей поля.


9. Влияние известкования и удобрений на урожайность полевых культур (т/га) за период 2001 – 2006 гг.

Культура
Способ

возделывания

Варианты удобрений

НСР05 удобр


известь

Без

удобрений
NPK
Навоз
NPK+ навоз
Средняя

Озимая рожь
бессменно
1,00*

1,05
2,42

2,57
1,37

1,52
2,64

2,77
1,86

1,97
0,39

0,37

в севообороте
2,09

3,12
3,15

2,79
-
3,38

3,17
2,87

3,02
0,46

0,58

Ячмень
бессменно
0,41

1,14
1,79

2,43
1,47

1,80
2,16

2,68
1,46

2,01
0,49

0,23

в севообороте
0,27

0,69
1,86

2,33
-
1,82

2,13
1,32

1,72
0,31

0,33

Картофель
бессменно
9,77

10,35
14,63

16,30
14,15

15,32
15,55

19,10
13,52

15,26
1,59

1,76

в севообороте
14,60

13,06
21,16

25,70
-
31,40

28,40
22,39

22,38
1,41

1,32

Клевер
бессменно
3,64**

4,45
5,49

4,17
4,39

6,35
4,93

5,11
4,61

5,02
0,58

0,41

в севообороте
3,03

3,43
5,43

6,25
-
3,84

5,31
4,10

4,99
0,63

0,36

Лен
бессменно
-
-
-
-
-
-

в севообороте
4,17

5,57
4,31

4,93
-
5,03

6,20
4,50

5,56
1,11

0,93

* числитель – без известкования; знаменатель – после известкования;

** урожайность клевера за 3 года


4.2. Зависимость урожайности сельскохозяйственных культур от кислотности почвы и содержания мелкозема. Структурные взаимосвязи между свойствами почвы в значительной степени определяют их плодородие и адекватность реакций на внешние воздействия. В связи с тем, что колебания урожайности по годам на 50-70% детерменированы погодными условиями и лишь на 16% различиями плодородия почв оперативную оценку мы проводили по годам. Связь урожайности картофеля (У) в интервале 63-403 ц/га с величиной рНвод. (Х1) и содержанием мелкозема (Х2) для неизвесткуемой почвы в интервале рН от 4,83 до 6,30 и содержания мелкозема 87,7 – 96,2% описывается уравнением У = 3346,8 – 99,8 Х1 – 27,6Х2 (r = 0,95) и для известкуемой почвы У = 240,0 – 100,4Х1 + 7,6Х2 (r = 0,95) в интервале рН 6,50 – 7,67 и содержания мелкозема – 84,6 – 95,7%.

Глава 5. Оптимизация кальциевого режима дерново-подзолистых почв. Оптимизация кальциевого режима является одной из главных задач современного земледелия. Емкость и интенсивность круговорота кальция в агрценозах зависит от свойств почв, типа и вида севооборота и урожайности сельскохозяйственных культур.

5.1. Биологический круговорот кальция в полевых севооборотах.

Интенсивность биологического круговорота кальция выше в севооборотах с насыщением их многолетними травами (рис. 6).


Рис. 6. Биологический круговорот кальция за ротацию севооборотов


За ротацию зернопаропропашного севооборота в биологический круговорот вовлекалось 294,2 кг/га кальция. С урожаем отчуждалось 176,6 кг/га, а возвращалось в почву 40% кальция. Введение в севооборот вместо ячменя и вико-овсяного пара многолетних трав привело к резкому увеличению биологического круговорота кальция. За ротацию зернотравянопропашного севооборота в биологический круговорот вовлекалось 570,6 кг/га кальция. Из 873,4 кг/га оснований, вовлеченных в биологический круговорот 68,5% отчуждались с урожаем полевых культур.

Исключение из севооборота корнеплодов привело к уменьшению биологического круговорота кальция в зернопаротравяном севообороте, по сравнению с зернотравянопропашным.

Насыщение севооборотов многолетними травами приводило не только к увеличению выноса кальция из почвы урожаем полевых культур, но и способствовало биологической аккумуляции кальция в верхнем слое почвы.

При 50% насыщении севооборота многолетними травами в биологической форме закреплялось в почве 270,0 кг/га кальция, в то время как в зернопаропропашном севообороте 117,6 кг/га Са.

5.2. Прогнозирование подкисления и баланс кальция в дерново-подзолистых почвах. Точный прогноз подкисления почвы можно рассчитать только при сочетании методов анализа динамики кислотности почв и баланса кальция. Используя их, а так же данные экологического мониторинга в соответствии с методическими указаниями, разработанными в лаборатории известкования ВНИИА имени Д.Н. Прянишникова, был рассчитан баланс кальция для Владимирской и Смоленской областей, который будет отрицательным, а ежегодный сдвиг рН почвы составит -0,01 единицы и -0,02 единицы соответственно.

Для поддержания положительного баланса кальция и поддержания реакции среды на уровне благоприятной для роста и развития сельскохозяйственных растений дерново-подзолистые почвы Нечерноземной зоны нуждаются в известковании.

5.3. Оптимизация кальциевого режима дерново-подзолистых почв в земледелии Нечерноземной зоны. Оптимизация кальциевого режима почв должна быть направлена на регулирование свойств и почвенных процессов для достижения максимальной биопродуктивности угодий, приемлемой с экологической и выгодной с экономической точки зрения. При этом, состояние кальция в почве характеризуется не только содержанием его валовых подвижных и водорастворимых форм, но также такими показателями, как способность почв к поддержанию концентрации ионов кальция в почвенном растворе на постоянном уровне при отчуждении кальция с урожаем, буферность почв по отношению к кальцию, соотношение кальция и магния.

Чем больше факторы почв и внешней среды снижают доступность кальция для растений и его подвижность в почве, тем более высокие должны быть уровни его оптимального содержания.

Для достижения оптимального кальциевого состояния почв целесообразно использовать приемы: оптимизацию кальций сберегающих севооборотов; оптимизацию систем удобрений; внесение навоза и других органических удобрений, оптимизацию системы обработки почвы; внесение СаСО3 и отходов сельскохозяйственного производства и промышленности, содержащих кальций.


Выводы

1. Сельскохозяйственные культуры, возделываемые длительное время бессменно, в сравнении с чистым паром, оказывают положительное действие на почвенно-поглощающий комплекс, физико-химические свойства и кальциевый режим дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы. Длительное применение минеральных удобрений при бессменном возделывании озимой ржи и клевера приводит к снижению в составе ППК обменных оснований и увеличению протона водорода.

2. Клевер, в сравнении с озимой рожью, ячменем и картофелем оказывает подкисляющее действие на почву, как в вариантах без удобрений, так и при внесении полного минерального удобрений (N100P150K120). Величина рН под культурами, возделываемыми в севообороте, была на уровне или меньше, чем под бессменным клевером.

3. Известкование дерново-подзолистых легкосуглинистых почв, один раз в ротацию шестипольного севооборота в дозе 1,5 гидролитической кислотности, способствует увеличению содержания обменных кальция и магния в почве в 1,5 – 3 раза, обеспечивает благоприятную реакцию почвенной среды для полевых культур в течение ротации севооборота (рНсол. 5,5 – 6,2) и высокую степень насыщенности основаниями (80,4 – 86,2 %) при соотношении кальция и магния около 5:2.

4. Влияние минеральных удобрений на ППК и физико-химические свойства во многом зависит от почвенно-экологических условий. При длительном применении минеральных удобрений (N100P150K120) в севообороте наблюдается тенденция снижения степени насыщенности почвы основаниями и не наблюдается её подкисление. Совместное внесение навоза с минеральными удобрениями улучшает состав ППК и физико-химические свойства почвы.

5. По снижению положительного действия на ППК и катионооменные свойства почвы изучаемые факторы можно расположить в ряду: навоз > полевые культуры > минеральные удобрения.

6. Периодическое известкование оказывало положительное действие на мобилизацию фосфора почвы и содержание подвижных форм фосфора и обменного калия. Содержание подвижных форм фосфора и калия в почве при известковании возрастало в 1,3-1,8 раз как на вариантах без удобрений, так и при внесении N100P150K120.

7. Наряду с почвенно-экологическими условиями на накопление и распределение в почве тяжелых металлов влияют культуры и другие антропогенные факторы. Из тяжелых металлов наиболее подвижны в дерново-подзолистой почве были кадмий и свинец. Коэффициент мобилизации кадмия наблюдался в интервале от 27,27 до 72,73 %, а свинца от 8,07 до 24,47 %.

8. При периодическом известковании отмечается тенденция снижения подвижности свинца, меди, цинка и марганца. Низкая подвижность свинца, кадмия, меди, кобальта и никеля и высокая цинка отмечалась при внесении удобрений. Длительное (90 лет) применение даже средних доз минеральных удобрений приводит к накоплению в почве валовых форм свинца, кадмия, меди, цинка, кобальта, марганца и никеля.

9. Насыщение севооборотов многолетними травами приводит к увеличению выноса кальция из почвы и способствует биологической аккумуляции его в верхнем слое почвы. При 50% насыщении севооборота многолетними травами и урожайности зерновых 40-50 ц/га и сена 60-80 ц/га в биологической форме закреплялось в почве 270 кг/га кальция. В зернопаропропашном севообороте его биологическая аккумуляция была в 1,4 раз меньше.

10. Только при 50% насыщении севооборота многолетними травами наблюдалась тенденция подкисления почвы за 8 летнюю ротацию севооборота по сравнению с другими видами севооборотов.

11. Реакция полевых культур на поддерживающее известкование не однозначна. Культуры третьей группы по отношению к кислотности и известкованию (озимая рожь, овес, картофель) хорошо отзываются на первое известкование и слабо на поддерживающее. Культуры первой (клевер) и второй (ячмень) группы хорошо отзывались как на основное, так и на поддерживающее известкование почв.


Рекомендации производству

В Центральных районах Нечерноземной зоны необходимо проводить периодическое известкование дерново-подзолистых легкосуглинистых почв расположенных на землях с крутизной склона от 00 до 30 из расчета 2-3 т/га 1 раз в 6 лет для поддержания оптимальной реакции почвенной среды для культур возделываемых в севообороте. В севообороте с чередованием культур: занятый пар – озимая рожь – картофель – ячмень с подсевом клевера – клевер 1 года пользования – лен известкование необходимо проводить под покровную культуру – ячмень.

Список работ, опубликованных по теме диссертации


1. Аканова Н.И., Рыбакова О.И. Прогнозирование подкисления почв и баланса кальция в агроландшафтах //Доклады ТСХА.- М., 2004.- Вып. 276. - С. 326-329.

2. Рыбакова О.И., Клочков Ю.Е. Влияние погодных условий и минеральных удобрений на колебания продуктивности культур //Применение средств химизации – основа повышения продуктивности сельскохозяйственных культур и сохранения плодородия почв. Материалы 38 международной научной конференции (ВНИИА). – М.: ВНИИА, 2004.   С. 174-177.

3. Овчаренко М.М., Савич В.И., Рыбакова О.И., Куликов Ю.Л. Эколого-агрохимическое обоснование приемов стабилизации кальциевого режима дерново-подзолистых почв //Агрохимический вестник.- М., 2004.- 6 С. 20-23.

4. Платонов И.Г., Сафонов А.Ф., Рыбакова О.И. Действие поддерживающего известкования на урожайность полевых культур, реакцию среды и катионообменные свойства дерново-подзолистой почвы //Доклады ТСХА.- М., 2005.- Вып. 277. – С. 15 – 20.

5. Рыбакова О.И., Сафонов А.Ф. Действие поддерживающего известкования на урожайность полевых культур и реакцию среды дерново-подзолистой почвы //Агроэкологическая эффективность применения средств химизации в современных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур. Материалы 39 международной научной конференции (ВНИИА). – М.: ВНИИА, 2005.   С. 130-134.

6. Аканова Н.И., Рыбакова О.И. Оценка баланса кальция в агроландшафтах Нечерноземной зоны //Сб ст. «Экологические проблемы отраслей народного хозяйства» по материалам Международной научно-практической конференции. Пенза: Изд-во Пенз. Гос. технол. Акад., 2006 г. – С. 37-40.

7. Платонов И.Г., Сафонов А.Ф., Рыбакова О.И. Формирование продуктивности сельскохозяйственных культур в зависимости от агроландшафтных особенностей поля // Сб ст. «Экологические проблемы отраслей народного хозяйства» по материалам Международной научно-практической конференции. Пенза: Изд-во Пенз. Гос. технол. Акад., 2006 г. – С. 66-69.