Эффективность известкования выщелоченного чернозема при ресурсосберегающих системах обработки

ВНЕСЕНИЕ УДОБРЕНИИ________________________________________

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИЗВЕСТКОВАНИЯ ВЫЩЕЛОЧЕННОГО ЧЕРНОЗЕМА ПРИ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ СИСТЕМАХ ОБРАБОТКИ

Е.И. Ломако, Ш.А. Алиев, Л.М.-Х. Биккинина

Татарский НИИ агрохимии и почвоведения Россельхозакадемии

Внедрение ресурсосберегающих систем обработки почвы потребовало изменения доз внесения и способов заделки известковых удобрений. Особенно остро встали эти проблемы при минимизации обработки почвы, характерной особенностью которой является сокращение количества глубоких обработок, в том числе и вспашки, или полное ее устранение на несколько лет подряд.

Наибольшая эффективность известкования достигается при равномерном контакте частиц мелиоранта с почвенными агрегатами по всей глубине пахотного слоя почвы. Традиционная технология внесения и заделка мелиорантов (под вспашку) в первые 1-2 года не всегда дают полный эффект. Данные полевых опытов показали, что запашка известковых удобрений лемешным плугом не обеспечивает равномерного их размещения по пахотному слою, так как основное количество мелиоранта попадает в нижнюю часть обрабатываемого слоя почвы. Только после нескольких лет отвальных обработок происходит снижение кислотности почвы всего пахотного горизонта.

Исследования по изучению различных способов заделки известковых удобрений при безотвальной системе обработки почвы проведены на базе стационарного опыта, заложенного в 2001 г. в Предволжском агропоч-венном районе Республики Татарстан.

В опыте изучали 2 способа заделки мелиоранта: традиционный (лущение на глубину 8-10 см и отвальная вспашка на 25-27 см) и поверхностный (на вспаханную почву под культивацию), а также 4 дозы известковых удобрений 0 - 0,5 - 1,0 - 1,5 нормы, рассчитанных по гидролитической кислотности.

Полная норма известкового удобрения составила 8,8 т/га СаСО3. Доломитовую муку (ТУ-10-11-428-87) вносили с содержанием карбонатов кальция и магния 94%. Почва - чернозем выщелоченный тяжелосуглинистый среднемощный со следующими агрохимическими показателями: гумус (по Тюрину) - 5,80-6,10%, рНКС1 - 4,97-5,10, гидролитическая кислотность - 5,40-7,04 мг-экв/100 г, сумма поглощенных оснований - 38-41 мг-экв/100 г, подвижный фосфор и обменный калий (по Чирикову из одной вытяжки) соответственно 39-67 и 68-100 мг/кг почвы.

Доломитовую муку вносили на чистом пару. Минеральные удобрения М90Р60К60 применяли ежегодно под предпосевную культивацию. Система обработки почвы за годы исследований состояла из лущения стерни (ЛДГ-10) на 10-12 см, безотвального рыхления, ранневесеннего боронования и предпосевной культивации.

Результаты исследований свидетельствуют, что известкование в условиях безотвальной обработки почвы независимо от способов заделки мелиоранта снижало все формы почвенной кислотности. Характерной особенностью служило дифференцированное изменение кислотности по пахотному слою (табл. 1).

При различных способах заделки извести происходит размещение ее на разную глубину, что приводит к неодинаковому изменению кислотности отдельных слоев почвы.

При плужной заделке извести большая масса ее попадала в нижнюю часть пахотного слоя. Об этом свидетельствует наибольшее смещение рН в первый год действия извести в слое почвы 10-20 см, которое составило 0,55-1,05 ед., против 0,40-0,95 ед. в слое 0-10 см при одинаковом исходном значении рН по всему пахотному горизонту, а на фоне удобрений эти показатели были соответственно 0,450,95 и 0,25-0,80 ед. К концу второго года действия извести также отмечено еще большее снижение кислотности и наибольший сдвиг рН в слое 10-20 см достиг 0,74-1,13 ед., против 0,63-1,00 ед. в слое 0-10 см, а на фоне удобрений кислотность почвы снизилась соответственно на 0,60-1,05 и 0,58-0,84 ед. Через три года действия извести произошло почти полное выравнивание кислотности по обоим слоям почвы, а смещение рН в нейтральную сторону колебалось почти в одинаковых интервалах и составило 0,55-1,05 и 0,52-0,98 ед. в слое 0-10 см, 0,60-1,10 и 0,58-1,00 ед. в слое 10-20 см соответственно на фонах без удобрений и с ними.

Внесение всей дозы извести под культивацию привело к ее концентрации в верхнем (0-10 см) слое почвы. При таком способе заделки мелиоранта доза извести из расчета 0,5 г.к. (4,4 т/га СаСО3) на фоне без удобрений была достаточной, чтобы в первый год ее действия достигнуть рН близкую к нейтральной в слоях почвы 0-10 и 10-20 см, а на фоне с удобрениями - только в слое 0-10 см. Смещение рН в сторону нейтральной реакции возрастало по мере увеличения доз извести. Максимальный сдвиг рН в верхнем слое почвы произошел при дозе извести 1,5 г.к. и составил 1,28 и 1,23 ед. соответственно на фоне без удобрений и с таковыми.

При заделке всей дозы извести культиватором наибольшее снижение кислотности за два года произошло в 0-10 см слое почвы, но уже к концу второго года действия мелиоранта наблюдается выравнивание величины рН по обоим слоям. В последующие годы отмечено положительное влияние мелиоранта на снижение почвенной кислотности обоих слоев почвы. Через 3 года после внесения доломитовой муки значение рН установилось в интервале близкому к нейтральной реакции среды по всему (0-20 см) слою. Аналогичным образом изменялась и гидролитическая кислотность почвы.

Следовательно, выравнивание агрохимических показателей почвы по всему (0-20 см) слою происходит в зависимости от дозы мелиоранта на 3-4 год после известкования. Независимо от способов заделки извести наибольшее влияние ее на снижение почвенной кислотности проявилось при дозах мелиоранта 1,0 и 1,5 г.к., или соответственно 8,8 и 13,2 т/га СаСО3. При безотвальной системе обработки почвы поверхностная заделка известковых удобрений снижает потери извести из верхнего слоя, удлиняет продолжительность эффективного действия мелиоранта.

Установлена тесная положительная связь между рН и дозами извести, и слабая положительная корреляция со временем взаимодействия мелиоранта с почвой. Коэффициенты корреляции между рН и дозами извести со-

ставили: на фоне без удобрении при заделке мелиоранта под плуг 0,924, под культивацию - 0,898, а на фоне с удобрениями - соответственно 0,925 и 0,916.

С помощью корреляционно-регрессионного анализа установлена зависимость рН от доз извести, способов ее заделки и времени взаимодействия мелиоранта с почвой, которая выражается следующими уравнениями регрессии: при заделке под плуг на фоне без удобрений

рН = 4,85 + 0,127Са + 0,224Т - 0,004Са2 - 0,045Т2, Я = 0,973, при заделке под плуг на фоне удобрений рН = 4,94 + 0,103Са + 0,125Т - 0,003Са2 - 0,028Т2, Я = 0,956, при заделке всей дозы культиватором на фоне без удобрений

рН = 4,73 + 0,194Са + 0,208Т - 0,008Са2 - 0,036Т2, Я = 0,972, при заделке всей дозы культиватором на фоне удобрений рН = 4,66 + 0,18Са + 0,167Т - 0,007Са2 - 0,027Т2, Я = 0,965, где рН - ожидаемое значение после известкования,

Са - доза извести (СаСО3), т/га,

Т - лет взаимодействия мелиоранта с почвой (1-5),

Я - коэффициент множественной корреляции.

При поверхностной заделке извести в первые три года происходит отчетливая дифференциация слоев почвы 010, 10-20 и 20-30 см по содержанию в них наиболее ценных в агрономическом отношении структурных фракций. Так, в слоях 0-10, 10-20 и 20-30 см при дозах извести 4,4, 8,8 и 13,2 т/га СаСО3 количество структурных фракций размером от 10 до 25 мм было соответственно 64,4, 62,7, 60,9, 67,2, 64,7, 62,2 и 69,2, 66,2, 63,6%, т.е. в верхнем 0-10 см слое содержалось их больше, чем в последующих слоях. На фоне минеральных удобрений при возрастании доз мелиоранта еще больше увеличивается содержание мак-роструктурных фракций во всех слоях почвы. Вероятно, положительное действие на структурно-агрегатный состав почвы минеральных удобрений на второй и, особенно, на третий год их внесения состоит в ежегодном до-

полнительном поступлении в почву растительных остатков (корневых и пожнивных) за счет стимулирования роста и развития надземных частей растений.

Содержание водопрочных агрегатов (> 0,25 мм) невысокое и в контроле в слоях 0-10 и 10-20 см составляет 33%, ниже их количество возрастает до 57%, что свидетельствует о большой выпаханности почвы. При известковании количество водопрочных агрегатов увеличивается, больше их имеется в слое 0-10 см, чем в слое 10-20 см, а глубже снова их содержание возрастает до 59-62%. Следует отметить, что с увеличением доз извести наблюдается повышение количества водопрочных агрегатов как на фоне без удобрений, так и на фоне №К.

Коэффициенты структурности (Кс) на удобренных вариантах также были значительно выше, чем в контроле и изменение их по слоям имеет такую же закономерность, что и распределение агрономически ценных агрегатов.

Все сельскохозяйственные культуры севооборота положительно реагировали на известкование и дали достоверную прибавку урожая (табл. 2). Эффективность доломитовой муки при поверхностной заделке была более высокая, чем при применении ее под вспашку. Среднегодовые прибавки урожая от мелиоранта составили при традиционной заделке извести, 3,6-7,1 ц/га зерн.ед., при поверхностной - 4,3-8,9 ц/га зерн.ед. Сочетание известкования и минеральных удобрений способствовало повышению прибавки урожая соответственно до 4,1-7,4 и 5,4-11,2 ц/га зерн.ед. От действия полной дозы мелиоранта совместно с минеральными удобрениями при поверхностной заделке получена максимальная продуктивность севооборота со среднегодовой окупаемостью 1 т СаСО3 1,19 ц зерн.ед.

Результаты исследований показали, что энергозатраты возрастали с увеличением доз извести, соответственно наблюдался рост энергии, накапливаемой в зерне.

1. Влияние различных доз и способов заделки извести на изменение рНКС1 выщелоченного

чернозема

Доза извести и способ заделки Слой почвы, см 2001 г. 2002 г. 2003 г. 2004 г. 2005 г. 2006 г.

Без извести 0-20 5,10 5,00 5,05 5,12 4,91 4,90

Известь по 0,5 г.к. под вспашку 0-10 10-20 5.10 5.10 5,50 5,65 5,73 5,84 5,65 5,70 5,51 5,55 5,43 5,48

Известь по 1,0 г.к. под вспашку 0-10 10-20 5.10 5.10 5,55 5,75 5,85 6,03 5,92 5,98 5,63 5,68 5,58 5,60

Известь по 1,5 г.к. под вспашку 0-10 10-20 5.10 5.10 6,05 6,15 6,10 6,23 6,15 6,20 5,94 6,03 5,82 5,96

Известь по 0,5 г.к. под культивацию 0-10 10-20 5.10 5.10 5,65 5,60 5,85 5,55 5,97 5,64 5,88 5,73 5,76 5,72

Известь по 1,0 г.к. под культивацию 0-10 10-20 5.10 5.10 5,90 5,60 6,00 5,90 6,25 6,01 6,10 5,93 5,90 5,86

Известь по 1,5 г.к. под культивацию 0-10 10-20 4.97 4.97 6,25 5,90 6,15 6,00 6,35 6,10 6,21 6,03 6,10 5,98

N<^60^0 - фон 0-20 5,10 5,15 5,00 5,03 4,88 4,83

Фон + известь по 0,5 г.к. под вспашку 0-10 10-20 5.10 5.10 5,35 5,55 5,68 5,70 5,62 5,68 5,48 5,50 5,40 5,45

Фон + известь по 1,0 г.к. под вспашку 0-10 10-20 5.10 5.10 5,50 5,70 5,66 5,82 5,74 5,80 5,60 5,63 5,49 5,56

Фон + известь по 1,5 г.к. под вспашку 0-10 10-20 5.10 5.10 5,90 6,05 5,94 6,15 6,08 6,10 5,89 5,92 5,80 5,86

Фон + известь по 0,5 г.к. под культивацию 0-10 10-20 5.10 5.10 5,60 5,50 5,65 5,49 5,90 5,61 5,80 5,63 5,64 5,72

Фон + известь по 1,0 г.к. под культивацию 0-10 10-20 5.10 5.10 5,85 5,40 5,93 5,71 5,90 5,65 5,91 5,78 5,80 5,76

Фон + известь по 1,5 г.к. под культивацию 0-10 10-20 4.97 4.97 6,20 5,85 6,15 5,90 6,28 6,05 6,15 6,10 5,93 6,01

2. Влияние известкования выщелоченного чернозема на урожайность сельскохозяйствен ных культур и их продуктивность в севообороте, ц/га_________________________________

Доза извести и способ заделки Озимая рожь (2002 г.) Куку- руза (2003 г.) Яровая пшеница (2004 г.) Ячмень (2005 г.) Озимая пшени- ца (2006 г.) Средний сбор урожая за 5 лет, зерн.ед. Среднегодовая прибавка урожая от извести, зерн.ед. Среднегодовая окупаемость 1 т СаСО3, зерн.ед.

Без извести 22,7 208 20,5 24,1 24,8 25,5 -

Известь по 0,5 г.к. под вспашку 25,4 260 22,4 25,9 27,5 29,1 3,6 0,82

Известь по 1,0 г.к. под вспашку 27,6 290 23,7 27,1 28,2 31,2 5,7 0,65

Известь по 1,5 г.к. под вспашку 28,3 309 25,1 28,6 28,6 32,6 7,1 0,53

Известь по 0,5 г.к. под культивацию 26,7 273 22,2 24,9 28,8 29,8 4,3 0,97

Известь по 1,0 г.к. под культивацию 28,5 336 22,9 27,6 29,6 33,1 7,6 0,86

Известь по 1,5 г.к. под культивацию 29,4 333 25,8 29,5 30,7 34,4 8,9 0,67

N<^60^0 - фон 31,3 257 28,6 29,3 32,6 33,1 - -

Фон + известь по 0,5 г.к. под вспашку 31,9 287 32,9 36,8 35,8 37,2 4,1 0,93

Фон + известь по 1,0 г.к. под вспашку 33,4 321 34,4 38,7 36,7 39,7 6,6 0,75

Фон + известь по 1,5 г.к. под вспашку 33,3 330 35,8 40,2 37,3 40,5 7,4 0,56

Фон + известь по 0,5 г.к. под культивацию 33,0 295 33,8 374 38,1 38,5 5,4 1,22

Фон + известь по 1,0 г.к. под культивацию 34,5 414 35,1 39,4 38,7 43,6 10,5 1,19

Фон + известь по 1,5 г.к. под культивацию 35,9 403 36,1 40,3 40,7 44,3 11,2 0,84

НСР05, ц/га 1,2 15,6 1,6 1,4 1,7

Наибольшие коэффициенты энергетической эффективности получены при поверхностной заделке извести: СаСО3 0,5гк при дозе 2,01, СасО3 1,0гк - 1,89, СаСО3 1,5гк - 1,41 ед. При традиционной заделке мелиоранта коэффициенты были меньше и достигли соответственно 1,76, 1,39 и 1,09 ед.

Таким образом, результаты показали, что традиционная (под вспашку) и поверхностная (под культивацию) заделка извести неодинаково влияла на изменение кислотных свойств выщелоченного чернозема.

Как на фоне минеральных удобрений, так и без них при заделке извести под культивацию произошло наибольшее снижение всех форм кислотности и продлевалось эффективное действие мелиоранта. При безотвальной системе основной обработки почвы известкование необходимо проводить полными дозами мелиоранта с поверхностной заделкой. Повторный оборот пласта целесообразно проводить не раньше, чем через 3 года после известкования.

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОЛОТЫХ ФОСФОРИТОВ

Б.А. Сушеница, В.Н. Капранов

НИИСХ Центральных районов Нечерноземной зоны

Уровень обеспеченности почв доступным для растений фосфором служит важным критерием почвенного плодородия. В настоящее время три четверти пахотных почв Российской Федерации (75 млн. га) недостаточно обеспечены подвижным фосфором, из которых 20% (24 млн. га) имеют низкое содержание этого элемента. Доля данных площадей ежегодно возрастает из-за малого количества применяемых фосфорных удобрений (6-7 кг/га Р2О5). Для сравнения в развитых европейских странах вносят в 20 раз больше.

Радикальным средством улучшения фосфатного режима почв и фосфорного питания растений является применение молотых фосфоритов - фосфоритной муки. В свое время производство и применение этого дешевого и экологически безопасного фосфорного удобрения достигало 0,7-0,9 млн. т Р2О5 в год. Сейчас выпуск промышленной фосфоритной муки ограничен. Назрела необходимость поиска новых форм фосфорсодержащих продуктов, разработки технологий повышения агрохимической ценности молотых фосфоритов.

Средняя и нижняя часть Поволжья - один из регионов, где имеется значительные залежи конкреционных

фосфоритов (386 млн. т руды, или 80 млн. т Р2О5), приуроченные к малым месторождениям и пригодные для производства фосфоритной муки и фосфорсодержащих удобрений. Волгоградская область располагает огромными запасами природных средств для хемоактивации молотых фосфоритов, в частности, минерала бишофита - MgCl2 х 6Н20 (88-99%). Бишофитовые руды относятся к слабо изученным и неосвоенным видам минерального сырья, их мощные залежи открыты при нефтегазовых работах объединением «Нижневолжскнефть» на территории Нижнего Поволжья. Минерал относится к классу галогенидов, имеет осадочное хемогенное происхождение. В настоящее время бишофит в основном используют для производства огнеупорного кирпича. При его обработке парами воды образуется некондиционная соляная кислота (до 14%): MgCl2 х 6Н20 + Н2О (пар) ^ MgO (огнеупор) + 2НС1. Солянокислотные стоки можно также использовать для перевода фосфорита в более доступную для растений форму. В России солянокислым разложением фосфорита занимался академик С.И. Вольфкович, в США соляную кислоту используют для производства