Влияние длительного применения систем удобрений на содержание и качество гумуса серых лесных почв Владимирского ополья

CHA increased for 0.017 %, the quantity of CFA increased for 0.010 %. The fact of the destruction of humus due to the application of the straw of winter rye has been observed. The quantity of CHA+FA and CFA decreased for 0.25 %. The quantity of CH and CHA did not change and remained 1.06 and 0.122 % correspondingly. Our idea concerning the influence of the solar insolation on the transformation of the organic substance has been supported by the increase of the quantity of (OS) for 0.36 % with the usage of the surface tillage system on the cereals. The transformation of the microflora under clover has led to the activation of the microbial decay of (OS) against the surface tillage system with the release of effective fertility, as well as the leveling of the potential fertility with the usage of all soil tillage systems. Key words: tillage, fertilizer background, organic substance, carbon of humus substance, carbon of stable humus, carbon of humicacid, carbon of fulvicacid.

УДК 631.81

ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ УДОБРЕНИЙ НА СОДЕРЖАНИЕ И КАЧЕСТВО ГУМУСА СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ ВЛАДИМИРСКОГО ОПОЛЬЯ

A.А. КОРЧАГИН, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Владимирский ГУ

Л.И. ИЛЬИН, кандидат экономических наук, директор

B.В. ОКОРКОВ, доктор сельскохозяйственных наук, зам. директора

И.Ю. ВИНОКУРОВ, кандидат химических наук, зав. лабораторией

Владимирский НИИСХ Россельхозакадемии

E-mail: adm@vnish.elcom.ru

Резюме. Исследования проводили с целью определения влияния различных систем удобрений на гумусное состояние серых лесных почв Владимирского ополья. Работа выполнена в комплексном многофакторном полевом опыте, заложенном в 1997 г. В зернотравяных и зернопропашных шестипольных севооборотах изучали влияние органических, минеральных и органо-минеральных систем удобрений. На органическом фоне содержание гумуса составило 2,96 %. При внесение азота в дозе 40 кг д.в./га в сочетании с 6,7 т/га навоза оно увеличивается на 0,10 % (НСР05=0,28 %), а при 50 кг д.в. азота без органических удобрений - на 0,04 %. Увеличение дозы до 59 кг в варианте с минеральной системой и до 64 кг при органо-минеральной приводит к снижению содержания гумуса соответственно на 0,17 и 0,13 %. Достоверное уменьшение величины этого показателя происходит при внесении максимальных в опыте доз азота (80 и 87 кг соответственно) - до 2,77 %. Системы удобрений оказали влияние и на качественный состав гумуса. При органической отношение Сгк/Сфксоставило 0,87, что свидетельствует о его гуматно-фульватном типе. В варианте с органо-минеральной системой качество гумуса улучшалось - Сгк/Сфк=1,17...1,25. На минеральном фоне с ростом доз удобрений содержание фульвокислот увеличивалось с одновременным снижением доли гуминовых кислот(1,02...0,50), что характеризовало гумус как фульватно-гуматный и более подвижный. С увеличением подвижности гумуса возможно его перемещение глубже пахотного слоя. С этим процессом может быть связана тенденция снижения содержания гумуса при внесении высоких доз азотных минеральных удобрений (более 60 кг д.в.).

Ключевые слова: системы удобрений, гумус, гуминовые кислоты, фульвокислоты, серые лесные почвы.

к изменению гумусового режима. В то же время вопрос о влиянии различных систем удобрений на гумусное состояние почв до сих пор остается дискуссионным.

Установлено [1...4], что роль органических и минеральных удобрений в гумусовом балансе пахотных почв принципиально различна.

Более того, некоторые авторы [5.8] утверждают, что без применения органических удобрений формирование положительного баланса гумуса в пахотном слое дерново-подзолистых почв невозможно.

Положительное влияние на баланс гумуса оказывает и совместное внесение органических и минеральных удобрений. Так, в результате 60-летнего систематического применения удобрений в стационарных опытах ТСХА использование навоза и минеральных удобрений повысило содержание гумуса в пахотном слое обрабатываемой почвы с 1,48 до 2,27 % [9].

При этом влияние минеральных удобрений оценивается неоднозначно. Некоторые исследователи отмечали увеличение содержания гумуса при их внесении [10. 13], что, по мнению авторов, объясняется увеличением количества пожнивных и корневых остатков благодаря дополнительным элементам минерального питания, одновременно физиологически кислые минеральные удобрения, отрицательно воздействуя на почвенную биоту, тормозят процесс минерализации гумуса.

Однако в последние годы ряд ученых выражают сомнение по поводу возможного повышения содержания органического вещества в результате применения минеральных удобрений [14,15]. Более того, они могут служить причиной обеднения почв гумусом. На основе обобщения данных более 400 длительных полевых опытов установлено, что его содержание в дерново-подзолистых почвах при внесении полного минерального удобрения в первые 20.30 лет снижалось в среднем на 12.14 % [16]. Поэтому использование только минеральных удобрений не компенсирует потерь почвенного органиче-

Таблица 1. Системы внесения удобрений

Сельскохозяйственное использование почв, предполагает внесение удобрений, что неизбежно приводит

Вид удобрений Органическая Органоминераль-ная Минеральная

Минеральные удобрения, кг д.в./га всего в том числе азотные Навоз, т/га 0 0 6,7 129 162 198 40 64 87 6,7 10,0 13,4 158 165 187 208 51 59 70 80

ского вещества. Кроме того, при изучении механизма увеличения коэффициентов использования питательных веществ из почвы при внесении минеральных удобрений было обнаружено существенное усиление процессов минерализации гумуса, происходящее под действием дополнительного использования минерального азота. Каждая единица этого элемента в составе удобрений способствовала дополнительной мобилизации от 0 до 1,2 единицы азота почвы [16], что и вело к увеличению содержания в почве подвижных соединений и, как следствие, повышению коэффициентов использования растениями питательных веществ. Подвижные соединения азота, образовавшиеся в результате минерализации органического вещества, так же, как азот минеральных удобрений, включаются в геохимическую миграцию. Их доля от общего количества инфильтрационных потерь азота из пахотных угодий составляет от 10 до 50 % [17].

Различные системы удобрений оказывают разное влияние и на качественный состав гумуса. По данным ряда авторов [18...21] при длительном применении органических удобрений гумусовое состояние дерново-подзолистых почв улучшается: возрастает содержание гуминовых кислот (ГК) и уменьшается доля фульвокис-лот (ФК), вследствие чего соотношение углерода ГК к углероду ФК (Сгк : Сфк) расширяется.

О влиянии минеральных удобрений на качество гумуса в научной литературе встречаются противоречивые данные. Некоторые авторы [22] утверждают, что они не взаимосвязаны. Результаты других [23.26] свидетельствуют о том, что при длительном использовании физиологически кислых минеральных удобрений происходит увеличение доли фульвокислот. Одностороннее применение минеральных удобрений на дерново-подзолистых почвах приводит к увеличению подвижности гумуса [27, 28]. Авторы связывают это с тем, что в условиях снижения гумусообразования происходит накопление подвижных соединений, которые с водными потоками легко мигрируют по почвенному профилю.

Таким образом, изучение длительного применения различных систем удобрений на гумусное состояние серых лесных почв остается весьма актуальным.

Цель наших исследований - определить влияние различных систем удобрений на гумусное состояние серой лесной почвы.

Условия, материалы и методы. Исследования проводили на серых лесных почвах Владимирского ополья в течение двух ротаций зернотравяных и зерно-пропашных шестипольных севооборотов в многофакторном полевом опыте, заложенном в 1997 г. [29, 30].

В качестве минеральных удобрений применяли аммиачную селитру, хлористый калий и двойной суперфосфат, органических - полуперепревший навоз.

Перед закладкой опыта осенью 1996 г. с 20 точек поля отобрали смешанный образец до глубины 20 см. Исходное содержание гумуса составляло 2,92 %.

Через 12 лет были отобраны почвенные образцы для изучения гумусового состояния почвы.

Содержание гумуса определяли методом Тюрина в модификации Никитина, групповой состав - по методу Бельчиковой-Кононовой.

Результаты и обсуждение. Содержание гумуса в почве при различныхсистемахудобрения варьировало от 2,77 до 3,06 % (НСР05 = 0,28 %).

На органическом фоне (контроль) содержание гумуса составило 2,96 % (табл. 2). При внесении невысоких доз азота (40 кг д.в./га) в сочетании с 6,7 т/га навоза величина этого показателя выросла, по сравнению с

Таблица 2. Влияние систем удобрений на содержание и групповой состав гумуса

Доза азотных и органических удобрений

Гумус, %

Навоз 6,7 т/га

Ы40 + навоз 6,7 т/га Ы64 + навоз 10 т/га

Ки + навоз 13,4 т/га

£

м58 м70

Гумино-

вые кислоты, %

Фульво-кислоты, %

Сгк: Сфк

2,96 3,06 2,83

2.77 3,00 2,79

2.78 2,77

0,28

26,5 28,2

25.3

25.4 28,3 21,0 24,3 16,8

30,3

22.5

21.6 21,2 27,6 32,3

42.6

33.7

0,87 1,25 1,17 1,20 1,02 0,65 0,57 0,50

контролем, на 0,10 %, а при использовании 50 кг д.в. без органических удобрений - на 0,04 %. Увеличение дозы азота в варианте с минеральной системой до 59 кг, а с органо-минеральной до 64 кг привело к снижению содержания гумуса соответственно на 0,17 и 0,13 %. При внесении максимальных в опыте доз азота (80 и 87 кг соответственно) происходило достоверное снижение содержания гумуса до 2,77 %.

При органической системе удобрений отношение Сгк/Сфк составило 0,87, что свидетельствует о гуматно-фульватном его типе (см. рисунок).

Рисунок. Влияние систем удобрений на групповой состав гумуса и отношение Сгк:Сфк (40 - доза азотных удобрений, кг д.в./га Н - доза навозых удобрений, т/га): ПШ - гуминовые кислоты; - фульвокислоты; —♦--Сгк: Сфк.

В варианте с органо-минеральной системой удобрений качество гумуса улучшалось (Сгк/Сфк = 1,17.1,25). С ростом доз внесения минеральных удобрений содержание фульвокислот увеличивалось с одновременным снижением концентрации гумино-вых кислот, что привело к изменению типа гумуса на гуматно-фульватный (более подвижный).

В связи с изложенным, по нашему мнению, одной из причин тенденции снижения содержания гумуса в пахотном слое с ростом доз внесения минеральных удобрений может быть увеличение его подвижности с последующим вымыванием в подпахотные слои.

Выводы. Использование органо-минеральной системы удобрений ведет к улучшению качественного состава гумуса (Сгф/Сфк=1,17...1,25), а минеральной -к его ухудшению (Сгф/Сфк=0,50...1,02). Это, очевидно, приводит к увеличению подвижности гумуса, с ростом которой возможно его перемещение глубже пахотного слоя. С таким процессом может быть связана тенденция снижения содержания гумуса при внесении высоких доз азотных минеральных удобрений (более 60 кг д.в.).

Таким образом, результаты исследований показа- ний должно сопровождаться внесением органических ли, что применение высоких доз минеральных удобре- удобрений.

Литература.

1. Лыков А.М. Основные итоги исследований по проблеме органического вещества дерново-подзолистой почвы в интенсивном земледелии //Изв. ТСХА. 1976. Вып.2. С. 8 - 20.

2. Лыков А.М. Плодородие почвы и интенсификация земледелия Нечерноземной зоны РСФСР// Изв. ТСХА. 1982. Вып. 6. С. 67 - 76.

3. Кауричев И.С. Проблемы гумуса пахотных почв при интенсивном земледелии. //Почвоведение. 1979. № 12. С. 5 - 15.

4. Шевцова Л.К., Сизова Д.Н. Влияние длительного применения удобрений на органическое вещество и соединения азота почвах разного типа // Тр. ВИУА. 1974. Вып.2. С. 20 - 59.

5. Никитин Б.А. Особенности в изменении содержания гумуса при окультуривании дерново-подзолистых и серых лесных почв // Тез. докл. VI делегат. съезда Всесоюз. об-ва почвоведов. Кн. 3. Тбилиси, 1980.

6. Пестряков В.К. Окультуривание дерново-подзолистых почв. Л., 1970. 120 с.

7. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. Л., 1980. 288 с.

8. Пупков, А.М. Влияние органических удобрений на гумусовый режим дерново- подзолистых почв: автореферат диссертации кандидата с.-х. наук. 1979. 15 с.

9. Доспехов Б.А., Кирюшин Б.Д., Братерская А.Н. Действие 60-летнего применения удобрений, периодического известкования и севооборотов на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы //Агрохимия. 1976. №4. C. 3 - 14.

10. Любарская Л.С. Влияние длительного применения удобрений на плодородие почвы и урожай культур // Тр. ВИУА. 1974. Вып.2. 139 с.

11. Дробков Ю. А. Изменение содержания гумуса по профилю дерново-подзолистых почв при длительном применении удобрений // Бюл. ВНИИ удобрений и агропочвоведения. 1978. №43. С. 12 - 17.

12. Лукьянчикова З.И. Содержание и состав гумуса в почвах при интенсивном земледелии // Почвоведение. 1980. №6. С.78 - 90.

13. Ладонин В.Ф., Алиев А.М. Комплексное применение гербицидов и удобрений в интенсивном земледелии. М.: Агро-промиздат, 1991. 271 с.

14. Минеев В.Г. Агрохимия и биосфера. М.: Колос, 1984. 347 с.

15. Кулаковская Т. Н., Кнашис В. Ю., Богдевич И. М. Оптимальные параметры плодородия почв. М.: Агропромиздат, 1984. 271 с.

16. Кудеяров В.Н, Благодатский С. А., Ларионова Н. А. Изменение внутрипочвенных потоков азота при внесении азотных удобрений // Агрохимия. 1990. № 1. С. 47 - 53.

17. Киперман Ю.А., Комаров М. А. Агрономические руды и минеральные удобрения на рубеже XXI в. //Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 1998. № 4. С. 38 - 44.

18. Кононова, М. М. Органическое вещество почвы, его природа, свойства и методы изучения. М.: Издательство АН СССР, 1963. 314 с.

19. Тюрин И. В. Органическое вещество почвы и его роль в плодородии. М.: Наука, 1965. 318 с.

20. Лыков А. М. Страж плодородия (о значении органического вещества почвы в интенсивном земледелии). М.: Изд-во Московский рабочий, 1976. 77 с.

21. Александрова Л. Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. Л.: Наука, 1980. 297 с.

22. Егоров В.Е., Доспехов Б.А., ЛыковА.М. и др. Расширенное воспроизводство плодородия в интенсивном земледелии //Вестник с.х. науки. 1979. № 10. С. 47 - 58.

23. Александрова Л.Н. Гумусовый режим пахотных дерново-подзолистых почв и пути его регулирования // Гумус и почвообразование. Л., Пушкин: ЛСХИ, 1977. Т. 329. С. 3 - 16.

24. Лукьянчикова З.И. Содержание и состав гумуса в почвах при интенсивном земледелии//Почвоведение. 1980. № 6. С.78 - 90.

25. Гомонова Н.Ф., Овчинникова М.Ф. Влияние длительного применения минеральных удобрений и известкования на химические свойства, групповой и фракционный состав гумуса дерново-подзолистой почвы//Агрохимия. 1986. № 1. С. 85 - 90.

26. Гамзиков Г.П., Емельянова В.Н., Кулагина М.Н. Влияние длительного применения удобрений на азотный фонд деново-подзолистых почв//Почвенно-агрохимические и экологические проблемы формирования высокопродуктивныхагроценозов. Пущино, 1989. С. 72 - 73.

27. Лыков А.М Превращение органического вещества и азота в дерново-подзолистой почве в длительном опыте ТСХА // Почвоведение. 1973. № 6. С. 53 - 61.

28. Гомонова Н.Ф, Овчинникова М Ф. Влияние длительного применения минеральных удобрений и известкования на химические свойства, групповой и фракционный состав гумуса дерново-подзолистой почвы //Агрохимия. 1986. №1. С. 85 - 90.

29. Корчагин А.А., Волощук А.Т. Опыт по разработке технологий для адаптивно-ландшафтных систем земледелия в зоне распространения серых лесных почв Владимирского Ополья // Путеводитель научных полевых экскурсий III съезда Докуча-евского общества почвоведов. М., 2000. С. 54 - 59

30. Окорков В.В. Опыт изучения адаптивно-ландшафтных систем земледелия во Владимирском Ополье. Владимир, 2003. 280 с.

INFLUENCE OF LONG USE OF SYSTEMS OF FERTILIZERS ON THE CONTENTS AND QUALITY OF THE HUMUS GREY FOREST SOILS OF THE VLADIMIR OPOLYA A.A. Korchagin, L.I. Ilyin, V.V. Okorkov, I.Yu. Vinokurov

Summary Purpose of researches: to establish influence of various systems of fertilizers on a humus condition of gray forest soils of Vladimir Opolye. Influence of various systems of fertilizers on the contents and qualitative structure of a humus on gray forest soils Vladimir Opolye studied in the complex, multiple-factor field experiment, put in 1997. In grain grass and cropplowing six field crop rotations studied mineral and organo-mineral systems of fertilizers. Researches showed that on an organic background the maintenance of a humus made 2, 96%. At nitrogen introduction in a dose of 40 kg «.¿./hectare on an organic background (6, 7 t/hectare) the maintenance of a humus increases by 0,10% (at HCP05=0,28 %>), and at 50 kg on a mineral background - for 0,04%. The increase in a dose to 59 kg on mineral and 64 on organo-mineral backgrounds leads to decrease in the maintenance of a humus respectively for 0,17 and 0,13%. Reliable decrease in a humus happens at introduction maximum in experience of a dose of nitrogen - 80 kg at mineral and 87 kg organo-mineral systems - to 2, 77%. Systems of fertilizers have impact and on qualitative structure of a humus. At organic system the relation Sgk/Sfk made 0,87 that testifies to his gumatno-fulvatny type. At organo-mineral system quality of a humus improved - Sgk/Sf/k=1,17-1, 25. On a mineral background with growth of doses of application of fertilizers the content of fulvic acids increased with simultaneous decrease in humic acids (1,02-0,50) that characterized a humus as fulvatno-gumatny and more mobile that causes movement it in subarable layers. With increase in mobility of a humus probably its movement is deeper than an arable layer. The tendency of decrease in the maintenance of a humus can be connected with this phenomenon at introduction of high doses of nitric mineral fertilizers (over 60 kg of operating units). Keywords: systems of fertilizers, humus, humic acids, fulvic acids, gray forest soils.