Влияние агрохимических средств на плодородие чернозема выщелоченного и состояние тяжелых металлов в почве и растениях
| Вид материала | Автореферат |
- Влияние частей склона на плодородие выщелоченного чернозема, урожайность и качество, 325.93kb.
- Влияние аборигенных штаммов bacillus subtilis на микробоценоз чернозема выщелоченного, 352.3kb.
- Удк количественное определение содержания тяжелых металлов в пробах почвы атомно-абсорбционным, 161.57kb.
- Ержание подвижных форм тяжелых металлов Вцелом уровень загрязнения поверхностного почвенного, 31.17kb.
- Московский Государственный Институт Стали и Сплавов (Технологический Университет) Кафедра, 461.38kb.
- План Введение 1 Действие тяжелых металлов на растительные организмы 3 Химическая природа, 600.02kb.
- Ерёмин дмитрий Иванович Агрогенная трансформация чернозема выщелоченного Северного, 802.93kb.
- Изменение состава минеральной части выщелоченного чернозема при длительном применении, 576.22kb.
- Влияние экологических факторов на содержание тяжелых металлов и cs-137 в микобиоте, 623.9kb.
- Статья посвящена актуальной проблеме сегодняшнего дня микроэлементному анализу биосубстратов., 142.08kb.
На правах рукописи
Кошелев Юрий Александрович
ВЛИЯНИЕ АГРОХИМИЧЕСКИХ СРЕДСТВ НА ПЛОДОРОДИЕ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО И СОСТОЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВЕ И РАСТЕНИЯХ
Специальность 06.01.04 – агрохимия
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Воронеж - 2009
Работа выполнена на кафедре агрохимии ФГОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени К.Д. Глинки» в 2005 - 2008 гг.
| Научный руководитель: | доктор сельскохозяйственных наук, профессор Мязин Николай Георгиевич |
| Официальные оппоненты: | доктор сельскохозяйственных наук, профессор Воропаев Вячеслав Николаевич |
| | кандидат сельскохозяйственных наук Жабин Анатолий Михайлович |
| Ведущая организация: | Государственное научное учреждение «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы имени В.В. Докучаева Россельхозакадемии» |
Защита состоится 24 декабря 2009 г. в 1200 часов в 268 ауд. на заседании диссертационного совета Д. 220.010.06 при ФГОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени К. Д. Глинки» по адресу: 394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, 1.
Тел./факс (4732)53-73-69,e-mail: agrohimi@agrochem.vsau.ru
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени К. Д. Глинки», с авторефератом – на сайте http://www.vsau.ru/science/diss
Автореферат разослан и размещен на сайте 20 ноября 2009 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
кандидат сельскохозяйственных
наук, доцент Кольцова Ольга Михайловна
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы
Главное богатство Центрально-Черноземного региона, в том числе Воронежской области, - черноземы. Их интенсивное использование в ряде случаев привело к сильной антропогенной деградации, о чем свидетельствуют снижение запасов гумуса и ухудшение его качественного состава, а также загрязнение почвы тяжелыми металлами (ТМ), происходящее обеднение ее азотом, фосфором, калием, кальцием. В результате отрицательного баланса кальция в почвах нарастает процесс подкисления. Все это заметно обострило проблему плодородия черноземов.
В этой связи в 80-х годах прошлого столетия был предложен метод комплексного агрохимического окультуривания полей (КАХОП), который предполагает внесение повышенных норм органических и минеральных удобрений для поддержания бездефицитного баланса гумуса, а также повышение содержания в почве доступных форм фосфора и калия до оптимального уровня.
Однако в последнее время появился ряд исследований, указывающих на небезопасность длительного внесения в почву удобрений, из-за содержания в них определенных количеств примесей тяжелых металлов. Высказываются опасения о возможности загрязнения почв тяжелыми металлами, заметного накопления их подвижных форм в пахотном слое, попадания тяжелых металлов в трофические цепи, одним из звеньев которых является человек.
В связи с возрастающими масштабами загрязнения почвенного покрова России побочными продуктами удобрений, отходами промышленного производства, кислотными осадками вопрос об экологическом состоянии почв становится все более актуальным.
В период интенсивной химизации земледелия, когда с каждым годом применяются все большие объемы минеральных, органических, а также известковых удобрений, в сельскохозяйственную практику внедряются прогрессивные технологии возделывания культур, возрастает комплексная антропогенная нагрузка на почву, важно не только получать высокие урожаи культур, но и знать, какое влияние окажут средства химизации на биологические свойства почвы и экологическую обстановку в ней.
Цель работы: дать комплексную оценку влияния повышенных норм удобрений на продуктивность звена севооборота, изменение агрохимических показателей плодородия чернозема выщелоченного, качество продукции и состояние тяжелых металлов в системе почва - растение.
Задачи:
1. Установить влияние повышенных норм удобрений на пищевой режим чернозема выщелоченного и его динамику в звене севооборота.
2. Определить влияние повышенных норм удобрений на изменение содержания гумуса и показателей почвенной кислотности в черноземе выщелоченном.
3. Выявить зависимость продуктивности звена севооборота от уровня удобренности чернозема выщелоченного.
4. Изучить действие повышенных норм удобрений, а также мелиорантов на содержание тяжелых металлов в почве и на поступление их в растения озимой пшеницы и сахарной свеклы.
5. Дать экономическую оценку применения повышенных норм удобрений, а также мелиорантов при возделывании озимой пшеницы и сахарной свеклы на черноземе выщелоченном в условиях лесостепи ЦЧЗ.
Научная новизна состоит в том, что впервые в условиях ЦЧЗ на выщелоченном черноземе дана комплексная оценка применения повышенных норм удобрений в звене севооборота, установлена оптимальная система применения удобрений, обеспечивающая максимальную продуктивность звена севооборота, сохранение и воспроизводство почвенного плодородия, не приводящая к негативным изменениям окружающей среды.
Защищаемые положения:
1. Внесение органических и минеральных удобрений в пар в дозах, рассчитанных по системе КАХОП, способствует максимальному накоплению запасов минерального азота, подвижного фосфора и обменного калия в черноземе выщелоченном, тем самым создается благоприятный пищевой режим в течение вегетации исследуемых культур звена севооборота.
2. При интенсивном использовании чернозема выщелоченного наблюдается тенденция к подкислению пахотного слоя почвы, причем изменения показателей почвенной кислотности в худшую сторону происходят как с применением минеральных удобрений, так и на контрольном варианте, совместное же внесение органо-минеральных удобрений стабилизирует этот процесс.
3. Длительное и краткосрочное применение повышенных норм удобрений и мелиорантов не приводит к заметному изменению содержания валовых и подвижных форм изучаемых тяжелых металлов в черноземе выщелоченном, при этом внесение фосфатов и извести обеспечивало детоксикационный эффект, переводя подвижные формы свинца, цинка, кадмия, меди, никеля, марганца в малорастворимые (малоподвижные) формы металлов, что снижало их фитотоксичность.
4. Максимальная урожайность озимой пшеницы и сахарной свеклы в звене севооборота получена при совместном внесении органо-минеральных удобрений в дозах, рассчитанных по системе КАХОП. На этих вариантах получены зерно высокого качества и максимальный сбор сахара.
5. При внесении повышенных норм удобрений в звене севооборота, а также высоких доз удобрений и мелиорантов под сахарную свеклу наиболее экономически эффективными были варианты при совместном внесении органо–минеральных удобрений и с последействием карбоната кальция на фоне навоза.
Практическая значимость
Внедрение предложенной системы удобрения на черноземе выщелоченном позволит повысить почвенное плодородие, получать максимальную продуктивность звена севооборота, продукцию высокого качества и предотвратить загрязнение окружающей среды. Результаты исследований могут быть использованы при изучении курса «Агрохимия» студентами агрономических специальностей.
Апробация работы и публикации
Материалы диссертации докладывались и обсуждались на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ВГАУ в 2007 - 2009 гг., на межвузовском этапе смотра – конкурса на лучшую аспирантскую научную работу по Центральному федеральному округу в г. Орле в 2008 г., межрегиональной научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии в сельскохозяйственном производстве и технические средства их реализации» в ВГАУ в 2009 году. По теме диссертации опубликовано 5 работ, в том числе 1 в издании, реферируемом ВАК РФ.
Структура и объем работы
Диссертационная работа изложена на 236 страницах компьютерного текста. Состоит из введения, семи глав, выводов и предложений производству. Включает 38 таблиц, 9 рисунков, 44 приложения. Список литературы состоит из 325 наименований, в том числе 26 на иностранных языках.
Содержание работы
Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
В данном разделе проведен анализ отечественных и зарубежных исследований по влиянию удобрений и мелиорантов на показатели почвенного плодородия, а также влиянию агрохимических средств на накопление и поведение тяжелых металлов в системе почва – растение - удобрение.
Анализ литературы показал, что проблема плодородия черноземов в настоящее время заметно обострилась, поэтому необходим поиск путей его сохранения и воспроизводства. Совершенно недостаточно изучены вопросы поведения ТМ в системе почва – растение - удобрение на черноземных почвах ЦЧЗ, публикации по этой проблеме, как правило, носят узконаправленный характер, что и предопределило выбор темы и обоснованность цели исследований.
Глава II. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
Мелкоделяночный и стационарный опыты, где проводились исследования, расположены в лесостепной зоне первого Агроклиматического района, занимающего северо-западную часть Воронежской области. Климат области умеренно континентальный с жарким и сухим летом и умеренно холодной зимой.
Погодные условия в годы проведения исследований складывались по-разному. Количество осадков по годам исследований изменялось от 557 до 589 мм, в то время как по среднемноголетним данным оно составляет 554 мм. По условиям влагообеспеченности и температурному режиму вегетационный период 2005/2006 года характеризовался как недостаточно увлажненный (ГТК = 1,24) по сравнению со среднемноголетним (ГТК = 1,13). 2006/2007 год оказался засушливым (ГТК = 0,9), 2007/2008 - недостаточно увлажненный (ГТК = 1,02). В целом за годы проведения опыта наиболее благоприятные метеоусловия для возделывания сахарной свеклы складывались в 2006, а для озимой пшеницы - в 2007 году.
Исследования проводились на территории опытной станции ВГАУ им. К.Д. Глинки в условиях длительного стационарного и полевого краткосрочного мелкоделяночного опытов, в шестипольном севообороте со следующим чередованием культур: черный пар - озимая пшеница - сахарная свекла – вико-овсяная смесь - озимая рожь - ячмень.
Почва опытных участков – чернозем выщелоченный среднемощный малогумусный тяжелосуглинистый на покровных суглинках. Перед закладкой стационарного опыта (1986 год) содержание гумуса составило 3,96%; рНксl – 5,2 - 5,5; Нг – 5,2 - 7,0 мг-экв/100г почвы; сумма поглощенных оснований – 26,3 - 30,3 мг-экв/100г почвы; обеспеченность подвижным фосфором средняя и повышенная (3 и 4-й класс) и обменным калием – повышенная (4-й класс).
Перед закладкой мелкоделяночного опыта (2005 год) содержание гумуса составило 3,60%; рНксl – 5,1; Нг – 4,8 мг-экв/100г почвы; сумма поглощенных оснований – 27,0 мг-экв/100г почвы; обеспеченность подвижным фосфором средняя (3-й класс) и обменным калием – повышенная (4-й класс).
Основная масса исследований выполнена в условиях мелкоделяночного опыта. Мелкоделяночный опыт заложен осенью 2005 года в паровом поле шестипольного севооборота.
Исследования по теме проводились в звене севооборота: пар – озимая пшеница – сахарная свекла с озимой пшеницей сорта Алая заря и гибридом сахарной свеклой – «Орикс».
Повторность опыта – пятикратная, общая площадь делянки - 10 м2 (2.5 м), учетная площадь делянки - 6,75 м2 (1,5.4,5 м) – озимая пшеница и 5,4 м2 (1,35.4м) – сахарная свекла. В опыте использовали суперфосфат простой (Р2О5 – 25%), калий хлористый (K2О – 60%) и подстилочный полуперепревший навоз КРС. Удобрения вносили согласно схеме опыта под вспашку вручную. Также в опыте проводили подкормку озимой пшеницы аммиачной селитрой в дозе N30 (N - 34,6%). На вариантах 3 и 4 дозы удобрений рассчитывались на повышение содержания в почве фосфора и калия до оптимального уровня.
Схема мелкоделяночного опыта: 1. Контроль (без удобрений). 2. Навоз 100 т/га – положительный баланс гумуса. 3. Р395К335. 4. Навоз 100 т/га + Р145.
Стационарный опыт отдела химизации опытной станции ВГАУ был заложен в 1986 году. Вхождение в севооборот осуществлялось одним полем. Посевы сахарной свеклы в годы исследований размещались на 5, 1 и 2 полях опытного участка. Общая схема опыта включает 15 вариантов, из которых для обсуждения результатов предлагается четыре: 1. Контроль (без удобрений); 5. 40 т/га навоза (фон – последействие) + N240P240K240; 12. Фон + дефекат (последействие) + N120P120K120 (КАХОП); 14. Фон + карбонат кальция(последействие).
Повторность опыта - четырехкратная. Расположение повторений двухъярусное, делянок – систематически шахматное. Общая площадь делянки - 191,7м2 (ширина – 5,4 м, длина – 35,5 м), учетная площадь делянки - 50 м2. В опыте также использовали гибрид сахарной свеклы - «Орикс».
Минеральные удобрения вносили непосредственно под культуру в основной приём согласно схеме опыта, навоз и мелиоранты - в поле чистого пара. Доза навоза составляла 40 т/га. Дефекат и карбонат кальция вносили в дозах, рассчитанных по полной гидролитической кислотности, которые составили в 2004 году соответственно 22,4 и 8,8 т/га, в 2005 – 22,0 и 8,2 т/га, в 2006 – 13,0 и 6,3 т/га. Под сахарную свеклу на изучаемые варианты вносили нитроаммофоску марки (N16P16K16).
Анализ удобрений, используемых при закладке опытов, показал, что в них имелись примеси тяжелых металлов. Из всех анализируемых удобрений наиболее значительные примеси тяжелых металлов содержали мелиоранты: карбонат кальция и дефекат. Причем содержание цинка, свинца, кадмия и никеля в карбонате кальция было в 1,5 - 2 раза выше, чем в остальных удобрениях. Суперфосфат простой больше всего содержал примесей никеля и марганца, калий хлористый – свинца и кадмия. Значительное количество примесей цинка и меди отмечено в азофоске. Незначительные примеси тяжелых металлов содержал навоз. Самой «чистой» среди удобрений и мелиорантов, внесенных в почву, оказалась аммиачная селитра.
Агротехника возделывания общепринятая в зоне.
Отбор почвенных проб в опытах проводили в следующие сроки:
Мелкоделяночный опыт
Паровое поле – 1. Начало парования; 2. Середина парования; 3. Конец парования. Озимая пшеница 1. Кущение; 2. Колошение - цветение; 3. Полная спелость (перед уборкой). Сахарная свекла 1. Всходы; 2. Середина вегетации; 3. Уборка.
Почвенные образцы отбирали послойно через каждые 20 см до глубины 1м. В них определяли влажность, содержание нитратного и аммонийного азота до метра, а также содержание подвижного фосфора и обменного калия в слоях 0 - 20 и 20 - 40 см. В образцах, взятых перед закладкой опыта и во время уборки сахарной свеклы, кроме этих показателей проводили определение обменной и гидролитической кислотности, суммы поглощенных оснований и содержания гумуса в слое 0 - 20 см.
Определение содержания тяжелых металлов (подвижные и валовые формы) проводили на 1-м и 3-м вариантах опыта до глубины 60 см по слоям через каждые 20 см в следующие сроки отбора почвенных проб: пар - начало парования и конец парования 2006 года, озимая пшеница - кущение и полная спелость (перед уборкой) 2007 года, сахарная свекла – всходы и уборка 2008 года.
Растительные образцы отбирали во время уборки урожая.
В растениях озимой пшеницы определяли содержание сухого вещества, азота, фосфора, калия, в зерне - белок, клейковину, ИДК, стекловидность и содержание тяжелых металлов в зерне и соломе.
В листьях и корнеплодах сахарной свеклы определяли содержание сухого вещества, азота, фосфора и калия, тяжелых металлов, а в корнеплодах - содержание сахара.
Стационарный опыт
Сахарная свекла 1. Всходы; 2. Уборка
Определение содержания тяжелых металлов (подвижные и валовые формы) проводили до глубины 40 см в слоях 0 - 20; 20 – 40 см на указанных вариантах опыта в два срока: по всходам и во время уборки сахарной свеклы.
Отбор и анализ растительных образцов аналогичны мелкоделяночному опыту.
Уборку озимой пшеницы и сахарной свеклы проводили вручную сплошным методом. В дальнейшем определяли структуру и урожайность основной и побочной продукции. При обработке урожайных данных на персональном компьютере применяли метод дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1985).
Химические анализы почвы и растений проводили в лаборатории на кафедре агрохимии ВГАУ и центре агрохимслужбы «Воронежский» по общепринятым методикам.
Глава III. ВЛИЯНИЕ ПОВЫШЕННЫХ НОРМ УДОБРЕНИЙ НА НЕКОТОРЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОЧВЕННОГО ПЛОДОРОДИЯ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО
3.1. Влияние повышенных норм удобрений на динамику содержания минерального азота в почве
Внесение минеральных и органических удобрений в дозах, рассчитанных по системе КАХОП, способствовало улучшению пищевого режима почвы, и прежде всего положительно сказалось на запасах минерального азота. Запасы азота в почве отличаются как по вариантам опыта, так и по срокам наблюдений.
В начале парования запасы минерального азота на контрольном варианте в метровом слое почвы составляли 36,9 кг/га, тогда как на вариантах с внесением удобрений (в зависимости от дозы, формы и сочетания) они изменялись в пределах 56,2 – 106,1 кг/га. Что касается сроков наблюдений, то к концу парования запасы минерального азота в слое 0 - 100 см возросли по всем вариантам опыта по сравнению с весенним периодом до 175,7 кг/га на контроле, а на удобренных вариантах - до 191,1 - 245,6 кг/га. Максимальные запасы минерального азота к концу парования наблюдаются на вариантах, где вносились органические удобрения (вариант 2) - 245,6 кг/га и совместно органо-минеральные удобрения по расчетам в системе КАХОП (вариант 4) - 205,5 кг/га.
Под озимой пшеницей запасы минерального азота на контрольном варианте в фазу кущения в метровом слое почвы составили 85,4 кг/га. На удобренных вариантах данный показатель был выше по отношению к контролю и составил 112,4 – 143,2 кг/га. Аналогичная закономерность сохранялась до уборки. Максимальные запасы минерального азота в слое 0 – 100 см отмечены рано весной в фазу кущения на тех же вариантах, что и в конце парования: это вариант 2 (навоз 100 т/га) – 143,2 кг и вариант 4 (навоз 100 т/га + Р145) – 124,9 кг/га. По мере нарастания вегетативной массы растений и увеличения потребности в элементах питания содержание минерального азота в почве уменьшается и достигает минимума к уборке. К уборке запасы минерального азота на контрольном варианте в метровом слое снизились на 21,5 кг/га, на удобренных вариантах - на 10,2 - 27,7 кг/га.
Весной под сахарной свеклой запасы минерального азота на контрольном варианте в метровом слое почвы составили 75,4 кг/га, тогда как на удобренных вариантах они изменялись в пределах 75,0 - 82,3 кг/га. Максимальные запасы минерального азота наблюдались на тех же вариантах, что в конце парования и в фазу кущения озимой пшеницы: это вариант 2 (навоз 100 т/га) и вариант 4 (навоз 100 т/га + Р145) и составили соответственно 78,9 и 82,3 кг/га. К периоду уборки сахарной свеклы запасы минерального азота в почве снижаются на контрольном варианте до 57,3 кг/га, что на 18,1 кг/га ниже в сравнении с началом вегетации, на удобренных вариантах это снижение составило 12,6 – 14,9 кг/га, а абсолютное значение - 61,0 – 67,4 кг/га почвы, что связано с потреблением азота формирующимся урожаем.
Содержание нитратного азота перед посевом растений или весной составляет основной источник их азотного питания в первый период вегетации и является показателем обеспеченности растений усвояемым азотом в течение всей вегетации.
Наибольшая доля нитратов из общего содержания минерального азота в слое почвы 0 - 100 см (рис. 1) наблюдалась в пару и составила в начале парования 48 – 57% на удобренных вариантах и 18% - на контроле, к концу парования доля его на удобренных вариантах возросла до 63 – 71%, а на контроле - до 60%.
а
б
в
а – чистый пар, 2006г.; б – озимая пшеница, 2007г.; в – сахарная свекла, 2008г.
Рис. 1 – Запасы нитратного азота по срокам отбора проб в слое почвы 0 - 100 см, % к минеральному
Под озимой пшеницей в фазу кущения на всех вариантах опыта, кроме варианта 2 (навоз 100 т/га), доминировал нитратный азот, доля которого в зависимости от варианта опыта составляла 50 - 59%. На варианте с внесением навоза, наоборот, преимущество было за аммонийным азотом, где его доля составила 55%. Однако к уборке эти значения увеличиваются по всем вариантам опыта до 54 – 62%, вследствие улучшения процессов нитрификации в почве. Под сахарной свеклой по всходам на долю нитратного азота приходилось 53 - 60%, на контроле - 51%, к уборке содержание его уменьшается до 33 - 40%.
Наблюдения за динамикой аммиачных форм азота в пару, под озимой пшеницей и сахарной свеклой показали, что его содержание в противоположность нитратному было более стабильным как по профилю почвы, так и по срокам наблюдений.
3.2. Влияние повышенных норм удобрений на динамику содержания подвижного фосфора и обменного калия в почве
Результаты проведенных исследований (табл. 1) показали, что внесение удобрений в системе КАХОП способствовало повышению содержания подвижного фосфора и обменного калия в почве на всех удобренных вариантах опыта, по всем срокам наблюдений по отношению к контролю.
На контроле в начале парования в слое 0 - 40 см содержание подвижного фосфора составило 96 мг, а обменного калия - 100 мг/кг почвы, при внесении удобрений количество подвижного фосфора возрастало от 113 до 129 мг, а обменного калия - от 112 до 129 мг/кг почвы. К концу парования количество подвижного фосфора и обменного калия увеличивалось на всех вариантах опыта соответственно до 100 и 108 мг/кг на контроле, а на удобренных вариантах - до 124 – 146 и 133 - 143 мг/кг почвы, что связано с минерализацией гумуса и переходом недоступных соединений калия в доступные.
Максимальное содержание подвижного фосфора и доступного калия по отношению к контролю наблюдается на варианте 3, где минеральные удобрения вносились по расчетам в системе КАХОП, и составило к концу парования в слое 0 – 40 см соответственно 146 и 143 мг/кг почвы.
Под озимой пшеницей максимальное содержание подвижных фосфатов и обменного калия отмечено в фазу колошение - цветение на этом же варианте опыта, которое составило соответственно 129 и 126 мг/кг, а под сахарной свеклой к периоду уборки – обменного калия на этом же варианте опыта, а подвижных фосфатов - на варианте 4, при совместном внесении органических и минеральных удобрений и составило соответственно 129 и 110 мг/кг почвы.
Обращает на себя внимание различие в динамике подвижного фосфора и обменного калия по периодам вегетации озимой пшеницы и сахарной свеклы (рис. 2,3). Если под озимой пшеницей по всем вариантам опыта наблюдается
Таблица 1 - Динамика содержания подвижного фосфора и обменного калия в почве, мг/кг
| Варианты опыта* | Глубина, см | Пар (2006 год) | Озимая пшеница (2007 год) | Сахарная свекла (2008 год) | |||||||
| Начало парования | Середина парования | Конец парования | Кущение | Колошение - цветение | Уборка | Всходы | Середина вегетации | Уборка | |||
| Р2О5 | |||||||||||
| 1. Контроль - без удобрений | 0-20 | 107 | 95 | 114 | 96 | 103 | 99 | 98 | 112 | 101 | |
| 0-40 | 96 | 89 | 100 | 88 | 95 | 86 | 84 | 90 | 90 | ||
| 2. Навоз 100 т/га | 0-20 | 128 | 143 | 141 | 114 | 107 | 108 | 103 | 106 | 109 | |
| 0-40 | 118 | 115 | 127 | 91 | 93 | 90 | 89 | 87 | 97 | ||
| 3. РК (Р395К335) | 0-20 | 144 | 119 | 147 | 137 | 131 | 127 | 115 | 124 | 116 | |
| 0-40 | 129 | 113 | 146 | 115 | 129 | 107 | 98 | 104 | 100 | ||
| 4. Навоз 100 т/га + Р145 | 0-20 | 115 | 127 | 144 | 117 | 108 | 97 | 116 | 122 | 124 | |
| 0-40 | 113 | 117 | 124 | 101 | 105 | 89 | 101 | 98 | 110 | ||
| К2О | |||||||||||
| 1. Контроль - без удобрений | 0-20 | 107 | 105 | 117 | 108 | 118 | 112 | 112 | 137 | 126 | |
| 0-40 | 100 | 99 | 108 | 98 | 113 | 101 | 97 | 109 | 105 | ||
| 2. Навоз 100 т/га | 0-20 | 141 | 174 | 148 | 130 | 113 | 108 | 124 | 117 | 157 | |
| 0-40 | 121 | 141 | 135 | 107 | 98 | 98 | 104 | 101 | 122 | ||
| 3. РК (Р395К335) | 0-20 | 147 | 118 | 153 | 151 | 148 | 120 | 131 | 125 | 138 | |
| 0-40 | 129 | 110 | 143 | 118 | 126 | 104 | 111 | 102 | 129 | ||
| 4. Навоз 100 т/га + Р145 | 0-20 | 116 | 141 | 143 | 134 | 132 | 110 | 127 | 105 | 140 | |
| 0-40 | 112 | 126 | 133 | 111 | 113 | 96 | 120 | 90 | 117 | ||
| * для сахарной свеклы – последействие | |||||||||||
тенденция к уменьшению их содержания от фазы кущения к уборке, что объясняется потреблением фосфора и калия растениями озимой пшеницы, а также переходом их в труднодоступные формы, то в почве под сахарной свеклой, наоборот, мы наблюдаем увеличение содержания подвижного фосфора и обменного калия к периоду уборки сахарной свеклы. Это, по-видимому, связано, с одной стороны, с резким снижением потребления элементов питания растениями сахарной свеклы, а с другой стороны - с климатическими условиями. Так, вторая половина вегетации сахарной свеклы была не только засушливой (в июле-августе 2008 года выпало осадков 77 мм по сравнению с 133 мм по среднемноголетним данным), но и с повышенной температурой, которая была на 1 - 3 0С выше, чем среднемноголетняя. Тем самым создались благоприятные условия для мобилизации подвижных форм фосфора и обменного калия.
В целом наибольшее количество подвижного фосфора и обменного калия по профилю почвы в чистом пару, под озимой пшеницей и сахарной свеклой было в слое 0 – 20 см. За трехлетний период использования чернозема выщело-
Рис. 2 - Динамика содержания подвижного фосфора и обменного калия под озимой пшеницей в слое почвы 0 - 40 см
Рис. 3 - Динамика содержания подвижного фосфора и обменного калия под сахарной свеклой в слое почвы 0 - 40 см
ченного содержание подвижного фосфора и обменного калия на варианте с естественным плодородием почвы практически не изменилось, оно осталось на уровне третьего и четвертого класса обеспеченности. Внесение минеральных и органических удобрений в системе КАХОП значительно повлияло на содержание подвижного фосфора и обменного калия в почве как по сравнению с контролем, так и по отношению к моменту закладки опыта (2005 г.) и к моменту уборки сахарной свеклы оно стало соответствовать по фосфору четвертому, а по калию - пятому классу обеспеченности.
3.3. Влияние повышенных норм удобрений на содержание гумуса в почве и показатели почвенной кислотности
Важнейший показатель почвенного плодородия – содержание в почве органического вещества, или гумуса.
Внесение минеральных и органических удобрений в системе КАХОП несколько повлияло на содержание гумуса в почве (табл. 2). Так, с момента зак-
Таблица 2 – Влияние повышенных норм удобрений на содержание гумуса и физико-химические показатели чернозема выщелоченного
| Показатели | Оптимальные показатели | Фактические значения | ||||
| До закладки опыта (2005 г.) | После уборки сахарной свёклы (2008 г.) | |||||
| 1.Контроль | 2.Навоз -100т/га | 3.Р395 К335 | 4.Навоз 100 т/га +Р145 | |||
| рН kcl | 5,5 – 6,0 | 5,1 | 5,0 | 5,1 | 5,0 | 5,1 |
| Нг, мг-экв/100 г почвы | 3,3 – 3,7 | 4,8 | 5,2 | 5,1 | 5,4 | 5,0 |
| S, мг-экв/100 г почвы | 40 – 45 | 27 | 26 | 26 | 26 | 26 |
| V,% | 92 | 84,9 | 83,3 | 83,6 | 82,8 | 83,9 |
| Гумус, % | 4 - 6 | 3,6 | 3,6 | 3,7 | 3,7 | 4,0 |
ладки опыта (2005г.) наблюдается тенденция к увеличению его содержания на удобренных вариантах как по отношению к контролю, так и в сравнении с моментом закладки опыта. Особенно это заметно на варианте 4, при совместном применении органических (100 т/га навоза) и минеральных удобрений (Р145): содержание гумуса повысилось до 4%. Влияние же одних минеральных удобрений и навоза 100 т/га на содержание гумуса было менее выражено. На контрольном варианте каких – либо изменений в отношении содержания гумуса с момента закладки опыта не произошло.
Трёхлетние исследования показывают, что за период их проведения величина рHКCl практически не изменилась по всем вариантам опыта, как по отношению к моменту закладки опыта, так и по отношению к контрольному варианту опыта. Так, если на момент закладки опыта величина рHКCl составляла 5,1, то после уборки сахарной свеклы по вариантам опыта она изменялась в пределах 5,0 – 5,1.
Сравнивая показатели гидролитической кислотности до закладки опыта (2005 год) и в годы исследований, следует отметить, что небольшое подкисление почвы произошло как на контрольном варианте опыта, так и при внесении удобрений. Особенно это заметно при внесении одних минеральных удобрений (вариант 3), там гидролитическая кислотность увеличилась с 4,8 до 5,4 мг – экв/100 г почвы, тогда как на других вариантах это увеличение составило 0,2 - 0,4 мг-экв/ 100 г почвы.
Сумма поглощенных оснований в течение трёхлетних наблюдений по отношению как к первоначальным показателям (до закладки опыта), так и по отношению к контролю не изменилась.
Степень насыщенности почв основаниями за трехлетний период исследований по вариантам опыта как по отношению к контролю, так и по отношению к моменту закладки опыта изменялась незначительно. Так, если первоначальное значение (до закладки опыта) было 84,9%, то к уборке сахарной свеклы это значение снизилось на контроле до 83,3%, а на удобренных вариантах опыта - до 82,8 – 83,9%.
Следует отметить, что на вариантах с внесением навоза как отдельно - 100 т/га (вариант 2), так и в сочетании с минеральными удобрениями - 100 т/га + Р145 (вариант 4) наблюдается тенденция к снижению подкисления почвы. Так, рНКCl в сравнении с показателем до закладки опыта на этих вариантах опыта не изменилась, гидролитическая кислотность повысилась незначительно (на варианте с применением органических удобрений она увеличилась на 0,3, а на варианте при совместном применении органо-минеральных удобрений - на 0,2 мг-экв/ 100 г почвы), степень насыщенности основаниями снизилась незначительно - с 84,9 до 83,6 и 83,9% соответственно на 2 и 4-м вариантах опыта.
Следовательно, наиболее благоприятным по показателям почвенной кислотности оказался 4-й вариант. Совместное применение органо-минеральных удобрений стабилизирует процесс подкисления почвы.