Гумусное состояние дерново-подзолистых почв предуралья при различном землепользовании и длительном применении удобрений и извести
| Вид материала | Автореферат |
| Таблица 6 – Влияние минеральных удобрений и извести на содержание активных компонентов в составе гумуса и продуктивность пашни ( 2. Исследование фракционно-группового состава гумуса |
- Влияние сельскохозяйственных культур, известкования и удобрений на реакцию почвенной, 614.56kb.
- Агроэкологическое обоснование систем применения удобрений в севооборотах на дерново-подзолистых, 1334.17kb.
- Факторы окультуривания песчаных и супесчаных дерново-подзолистых почв и их эколого-агрохимическая, 704.97kb.
- Экологические аспекты известкования дерново-подзолистых почв северо-запада россии, 791.21kb.
- Изменение состава минеральной части выщелоченного чернозема при длительном применении, 576.22kb.
- Технология переработки сапропеля и навоза в удобрения и биогаз. Реактор «фермер» Содержание, 297.46kb.
- Занятия лфк оказывают лечебный эффект только при правильном, регулярном, длительном, 202.6kb.
- Методические рекомендации применения удобрений по интенсивной технологии, 226.3kb.
- Оптимизация элементов технологии возделывания сортов озимой пшеницы на дерново-подзолистых, 595.44kb.
- Программа вступительного экзамена в магистратуру, 315.49kb.
Таблица 6 – Влияние минеральных удобрений и извести на содержание активных компонентов в составе гумуса и продуктивность пашни (опыт 2)
| Вариант | Сорг, % | Сmin, % | Сtrans, % | Продуктивность пашни, средняя за ротацию, к.ед./га |
| Контроль | 1.21 | 1.21 | 0 | 2720 |
| СаСО3 по 1.0 г.к. | 1.37 | -«- | 0.16 | 2830 |
| Са СаСО3 по 1.0 г.к. + СаСО3 по 0.5 г.к. | 1.35 | -«- | 0.14 | 2575 |
| NРК | 1.32 | -«- | 0.11 | 2960 |
| NPК+ Са СО3 по 1.0 г.к. | 1.33 | -«- | 0.12 | 3110 |
| NPK + Са СО3 по 1.0 г.к. + СаСО3 по 0.5 г.к. | 1.47 | -«- | 0.26 | 2905 |
| 2NРК | 1.36 | -«- | 0.15 | 3170 |
| 2NРК + Са СО3 по 1.0 г.к.. | 1.55 | -«- | 0.34 | 3160 |
| 2NРК + Са СО3 по 1.0 г.к.+СаСО3 по 0.5 г.к. | 1.64 | -«- | 0.43 | 3200 |
Таблица 7 -Влияние систем удобрений на содержание активных компонентов
в составе гумуса и продуктивность пашни (опыт 3)
| Вариант | Сорг., % | Сmin, % | Сtrans, % | Продуктивность пашни, средняя за ротацию к.ед./га |
| 1.Контроль | 1.06 | 1.06 | 0 | 3070 |
| 2.Навоз 10 т/га в год | 1.31 | -«- | 0.15 | 3480 |
| 3.NРК, экв. 10 т/га навоза в год | 1.18 | -«- | 0.12 | 3640 |
| 4.Навоз 5 т/га + NРК экв. 5 т/га навоза в год | 1.23 | -«- | 0.17 | 3730 |
| 5.Навоз 10 т/га + NРК,экв. 10 т/га навоза в год | 1.37 | -«- | 0.31 | 3690 |
| 6.Навоз, 20 т/га в год | 1.40 | -«- | 0.34 | 3650 |
| 7.NРК, экв. 20 т/га навоза в год | 1.37 | -«- | 0.31 | 3690 |
| 8.Навоз 20 т/га + NPK, экв. 20 т/га навоза в год | 1.42 | -«- | 0.36 | 3740 |
Исходя из имеющихся данных, нами исследована взаимосвязь уровня содержания активных компонентов в составе гумуса (Сtrans) с продуктивностью пашни и урожаями культур севооборота. Между Сtrans и продуктивностью пашни во всех трех опытах установлена корреляция, r =0.57-0.74.
Коэффициент корреляции отражающий взаимосвязь между содержанием трансформируемого углерода в составе гумуса и урожайностью полевых культур в опыте 3 варьирует в интервале r = 0,30-0.61. Наличие активных компонентов гумуса на уровне 0.29-0.34% С обеспечивает урожай первой культуры севооборота – озимой ржи по 3.60 т/га.
Максимальная урожайность яровой пшеницы (2.93-3.09 т/га) получена на вариантах, где Сtrans = 0.17-0.30% С. Высокий урожай овса (2.86-3.08 т/га) формируется при содержании трансформируемого пула гумуса равного 0.17- 0.36% С (таблица 8).
Таблица 8 - Влияние содержания активных компонентов гумуса на урожай
полевых культур (опыт 3)
| Вариант | Озимая рожь | Яровая пшеница | Овес | |||
| Сtrans,% | урожай-ность, т/га | Сtrans,% | урожай-ность, т/га | Сtrans,% | урожай-ность,т/га | |
| 1.Контроль | 0 | 2.76 | 0 | 2.22 | 0 | 2.44 |
| 2.Навоз 10 т/га в год | 0.29 | 3.60 | 0.22 | 2.54 | 0.25 | 2.44 |
| 3.NРК, экв. 10 т/га навоза в год | 0.08 | 3.15 | 0.13 | 2.79 | 0.12 | 2.75 |
| 4.Навоз 5 т/га + NРК экв. 5 т/га навоза в год | 0.20 | 3.07 | 0.17 | 2.93 | 0.17 | 3.01 |
| 5.Навоз 10 т/га + NРК, экв.10 т/га навоза в год | 0.33 | 3.01 | 0.28 | 3.05 | 0.31 | 2.86 |
| 6.Навоз, 20 т/га в год | 0.34 | 3.59 | 0.28 | 2.46 | 0.34 | 2.68 |
| 7.NРК, экв. 20 т/га навоза в год | 0.33 | 3.05 | 0.23 | 2.96 | 0.31 | 3.08 |
| 8.Навоз 20 т/га + NPK, экв. 20 т/га навоза в год | 0.40 | 2.83 | 0.30 | 3.09 | 0.36 | 2.98 |
| НСР05 | 0.05 | 0.13 | 0.03 | 0.11 | 0.05 | 0.11 |
Таким образом, оптимальная область трансформируемого органического вещества, позволяющая получать высокие урожаи, неодинакова для различных сельскохозяйственных культур возделываемых на дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почвах длительных опытов ПНИИСХ и лежит в пределах 0.2-0.4% C.
2. Исследование фракционно-группового состава гумуса
2.1. Влияние приемов землепользования, удобрений и извести
на фракционно-групповой состав гумуса
Фракционно-групповой состав широко используется как отечественными, так и зарубежными исследователями как один из важнейших показателей генетической принадлежности почв.
Нами использована развернутая методика Пономаревой-Плотниковой для исследования изменения состава гумуса в пахотных почвах при длительном применении удобрений и извести, а также в бессменном пару и многолетней залежи. Результаты представлены в таблице 9. В составе гумуса тяжелосуглинистой почвы опыта 1 доминирует фракция 2 (гумусовые вещества связанные преимущественно с Са2+) – 27,3-30.7% от Сорг. почвы. Затем фракция 3, которая представлена прочно связанными с минеральной частью почвы соединениями органического вещества и составляет 18.5-23.5% от Сорг. почвы.
Таблица 9 – Фракционно-групповой состав гумуса дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы опыта 1 после длительного (25 лет) воздействия различных приемов землепользования (слой почвы 0-20 см), % к Сорг. почвы
| Приемы землепользования | pНKCl | Cорг. почвы,% | Фракция 1 | 0.1н Н2SO4 | Фракция 2 | Фракция 3 | Сумма | Сгк Сфк | Н.О. | |||||||
| Собщ | Сгк | Сфк | Собщ | Сгк | Сфк | Собщ | Сгк | Сфк | ГК | ФК | ||||||
| 1.Бессменный чистый пар | 5.2 | 0.78 | 6.9 | 6.2 | 0.7 | 3.0 | 30.7 | 7.5 | 23.2 | 23.2 | 9.0 | 14.2 | 22.6 | 41.1 | 0.55 | 36.4 |
| 2.Бессменный ячмень, б/у | 5.2 | 0.89 | 7.5 | 6.5 | 1.0 | 3.0 | 27.7 | 8.4 | 19.3 | 22.1 | 9.1 | 13.0 | 24.0 | 36.3 | 0.66 | 39.7 |
| 3.Бессменный ячмень, NPK | 5.2 | 0.98 | 9.4 | 7.5 | 1.9 | 3.7 | 28.8 | 10.0 | 18.8 | 20.5 | 10.0 | 10.5 | 27.5 | 34.9 | 0.79 | 37.7 |
| 4.Типичный сево- оборот, навоз | 5.3 | 1.11 | 9.6 | 8.4 | 1.2 | 2.4 | 28.3 | 9.0 | 19.3 | 23.5 | 9.6 | 13.9 | 27.5 | 36.8 | 0.75 | 3  6.2 |
| 5.Типичный сево- оборот, навоз + +NPK | 5.0 | 1.16 | 10.4 | 9.3 | 1.1 | 3.3 | 29.7 | 8.8 | 20.9 | 21.9 | 10.4 | 11.5 | 28.6 | 36.8 | 0.78 | 34.6 |
| 6.Севооборот с высоким насыщением бобовыми (42.8%), б/у | 4.7 | 1.02 | 7.7 | 6.4 | 1.3 | 5.1 | 28.0 | 10.2 | 17.8 | 18.5 | 8.3 | 10.2 | 24.8 | 34.4 | 0.72 | 40.8 |
| 7.Севооборот с высоким насыщением бобовыми (42.8%), NPK | 4.7 | 1.10 | 10.0 | 7.8 | 2.2 | 3.3 | 29.8 | 10.4 | 19.4 | 21.0 | 9.3 | 11.7 | 27.5 | 36.4 | 0.75 | 36.2 |
| 8. Залежь | 4.6 | 1.26 | 11.1 | 8.7 | 2.4 | 2.4 | 27.3 | 12.3 | 15.0 | 22.2 | 10.6 | 11.6 | 31.6 | 31.4 | 1.01 | 37.0 |
Доля подвижных гумусовых веществ (фракция 1) значительно ниже, но именно эта фракция проявляет особую чувствительность к агрохимическому воздействию. Наиболее четко она представлена в многолетней залежи (11.1%), наименее (6.9%) – в бессменном пару. Различные варианты использования пахотных почв занимают промежуточное положение. Прослеживается зависимость содержания подвижной фракции в составе гумуса от количества легкотрансформируемого углерода (r = 0.88) и кислотности почвы. Чем ниже рНКСl и чем выше содержание Сtrans, тем больше углерода в первой фракции. Данные опыта 1 подтверждают положение И.В.Тюрина, Л.Н.Александровой и других авторов о том, что первая фракция является химически молодой и образуется на первых этапах процесса гумификации, а также работы В.В.Пономаревой и ее школы о перераспределении фракций состава гумуса при изменении кислотности почвы. При подкислении часть химически менее «зрелых» гумусовых веществ второй фракции может пополнять первую и наоборот.
Наличие полярных вариантов землепользования (бессменный пар и залежь) позволило выявить изменения и более устойчивой 2-й фракции гумусовых веществ, связанных с Са2+. Содержание гуминовых кислот этой фракции в почве пара является минимальным (7.5% от Сорг. почвы). По-видимому, в условиях дефицита трансформируемого углерода происходит минерализация и более устойчивых фракций гумусовых веществ. В многолетней залежи, наоборот, увеличивается содержание наиболее агрономически ценных гумусовых веществ – гуминовых кислот 2-й фракции. В составе гумуса длительно парующей почвы фульвокислоты значительно преобладают над гуминовыми, соотношение Сгк / Сфк равно 0.55. Тип гумуса фульватный. Применение минеральных и органических удобрений при возделывании культур в севообороте или бессменно способствовало накоплению гуминовых кислот и изменению типа гумусообразования до гуматно-фульватного.
Особенностью состава гумуса дерново-подзолистой почвы опыта 2 является высокое содержание фракции 2 гумусовых веществ (ГК, связанных с кальцием) и фульвокислот 1-й фракции, что возможно связано с длительным предшествующим использованием этого участка для хранения и переработки хвойной древесины, богатой воскосмолами и битумами. Известкование, опосредованно через снижение кислотности почвы, привело к уменьшению подвижности гумусовых веществ. Между рНКCl и содержанием гуминовых кислот 1-й фракции установлена обратная зависимость, r = -0.62. Внесение извести привело к накоплению гуматов кальция, между этими показателями существует тесная связь, r = 0.79. Следовательно, известкование способствовало формированию более устойчивых компонентов в составе гумуса , но при этом не изменило общую направленность процесса гумусообразования. Тип гумуса – фульватно-гуматный, соотношение Сгк/Сфк варьировало в зависимости от вариантов опыта в интервале 0.86-0.96 (таблица 10).
Таблица 10 – Влияние минеральных удобрений и извести на фракционно-групповой состав гумуса
дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы (опыт 2), (слой почвы 0-20 см), % к Сорг.почвы
| Вариант | pНKCl | Cорг.,% | Фракция 1 | 0.1н Н2SO4 | Фракция 2 | Фракция 3 | Сумма | Сгк Сфк | Н.О. | |||||||
| Собщ | Сгк | Сфк | Собщ | Сгк | Сфк | Собщ | Сгк | Сфк | ГК | ФК | ||||||
| 1.Без удобрений (контроль) | 4.4 | 1.27 | 10.5 | 5.0 | 5.5 | 4.6 | 24.0 | 17.2 | 6.8 | 20.6 | 5.5 | 15.1 | 27.7 | 32.0 | 0.86 | 40.3 |
| 2.СаСО3 по 1.0 г.к. | 5.2 | 1.37 | 10.7 | 3.9 | 6.8 | 2.5 | 28.7 | 20.3 | 8.4 | 19.6 | 4.6 | 15.0 | 28.8 | 32.7 | 0.88 | 38.5 |
| 3.СаСО3 по 1.0. г.к. +СаСОз по 0.5 г.к. | 5.4 | 1.35 | 9.6 | 2.2 | 7.4 | 3.5 | 30.4 | 23.7 | 6.7 | 20.5 | 5.9 | 14.6 | 31.8 | 34.2 | 0.93 | 34.0 |
| 4. 2NPK | 4.5 | 1.36 | 12.4 | 6.4 | 4.3 | 3.7 | 25.9 | 18.8 | 7.1 | 24.2 | 6.0 | 18.2 | 31.2 | 35.6 | 0.87 | 33.8 |
| 5. 2NPK + СаСО3 по 1.0 г.к. | 4.9 | 1.55 | 8.9 | 5.2 | 3.7 | 5.2 | 29.7 | 21.5 | 8.2 | 22.8 | 5.6 | 17.2 | 32.3 | 34.4 | 0.94 | 33.3 |
| 6. 2NPK + СаСО3 по 1.0 г.к.+ СаСО3 по 0.5 г.к. | 5.2 | 1.64 | 10.0 | 3.9 | 6.1 | 4.9 | 28.8 | 20.1 | 8.7 | 22.7 | 6.1 | 16.6 | 30.1 | 31.4 | 0.96 | 3  8.5 |
Таблица 11 – Влияние органических и минеральных удобрений на фракционно-групповой состав гумуса
дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы, (опыт 3), (слой почвы 0-20 см), % к Сорг. почвы
| Вариант | pНKCl | Cорг.,% | Фракция 1 | 0.1н Н2SO4 | Фракция 2 | Фракция 3 | Сумма | Сгк: Сфк | Н.О. | |||||||
| Собщ | Сгк | Сфк | Собщ | Сгк | Сфк | Собщ | Сгк | Сфк | ГК | ФК | ||||||
| 1. Без удобрений (контроль) | 4.7 | 1.10 | 6.6 | 4.4 | 2.2 | 3.3 | 20.3 | 7.1 | 13.2 | 23.1 | 7.1 | 16.0 | 18.6 | 34.7 | 0.54 | 46.7 |
| 2. Навоз 10 т/га в год | 5.5 | 1.31 | 9.6 | 5.5 | 4.1 | 1.8 | 23.4 | 11.0 | 12.4 | 24.3 | 7.8 | 16.5 | 24.3 | 34.8 | 0.70 | 40.9 |
| 3. NPK экв. 10 т/га навоза в год | 5.1 | 1.18 | 11.5 | 6.1 | 5.4 | 1.1 | 20.8 | 8.0 | 12.8 | 25.6 | 8.5 | 17.1 | 22.6 | 36.4 | 0.62 | 41.0 |
| 4. Навоз 5 т/га + экв. NPK | 5.2 | 1.23 | 10.4 | 5.2 | 5.2 | 1.4 | 23.6 | 10.4 | 13.2 | 25.3 | 8.4 | 16.9 | 24.0 | 36.7 | 0.65 | 39.3 |
| 5. Навоз 10 т/га + экв. NPK | 5.0 | 1.37 | 10.6 | 6.8 | 3.8 | 2.3 | 23.9 | 10.8 | 13.1 | 24.3 | 8.1 | 16.2 | 25.7 | 35.4 | 0.73 | 38.9 |