Влияние систем удобрений на фракционный состав и баланс гумуса в дерново-подзолистой почве Республики Коми

Таким образом, оценка целлюлозоразлагающей активности почвы методом «аппликации» показала, что в условиях 2014 г. разложение полотна происходило в 3 раза быстрее, по сравнению с 2013 г. Это связано с более благоприятным водно-воздушным режимом почвы в 2014 г. Наибольшей целлюлозоразлагающей активностью характеризовалась почва в варианте навоз 10 т/га + Щ^Кбо

Учитывая тесную связь интенсивности разложения целлюлозы с влажностью почвы и урожайностью ячменя, показатель целлюлозо-литической активности почвы может служить в качестве одного из индикаторов состояния водно-воздушного режима дерново-подзолистых почв Нечерноземной зоны.

Литература

1. Минеев В.Г., Дебрецени Б., Мазур Т. Биологическое земледелие и минеральные удобрения. - М.: Колос, 1993. - 415 с.

2. Каштанов А.Н. Роль биологических факторов в интенсификации земледелия. Агрохимические проблемы биологической интенсификации земледелия (Сб. докл. Междунар. научн. -практич. конф.). - Владимир: ГНУ ВНИИОУ, 2005. - 360 с.

3. Берестецкий О.А., Возняковская Ю.М., Доросинский Л.М. и др. Биологические основы плодородия почв. - М.: Колос, 1984. - 287 с.

4. Аристовская Т.В. Микробиологические аспекты плодородия почв // Почвоведение, 1988, № 9. - С. 53-69.

5. Никитенко Г.Ф. Опытное дело в полеводстве. - М.: Россельхозиздат, 1982. - 190 с.

6. Кураков А.В., Прохоров И.С., Костина Н.В., Махова Е.Г., Садыкова В.С. Стимуляция грибами азотфиксации в дерново-подзолистых почвах // Почвоведение, 2006, № 9. - С. 1075-1081.

УДК 631.8+631.442.5

ВЛИЯНИЕ СИСТЕМ УДОБРЕНИЙ НА ФРАКЦИОННЫЙ СОСТАВ И БАЛАНС ГУМУСА В ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЕ

РЕСПУБЛИКИ КОМИ

И.С. Титова

Сыктывкарский лесной институт, e-mail: i.titova777@rambler.ru

В полевом стационарном опыте на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве изучена эффективность применения органических и минеральных удобрений, а также их сочетаний на накопление и баланс гумуса, его групповой и фракционный состав. Установлено, что в шестипольном кормовом севообороте при совместном использовании органических и минеральных удобрений наиболее значительно происходило накопление гумуса и улучшалось его качество: фракция гуминовых кислот № 2 повысилась с 3,1 до 7,8%, соотношение СГК : СФК составило от 1,02-1,16 до 1,23-1,50.

Ключевые слова: почва, баланс гумуса, фракционный состав гумуса, система удобрений.

INFLUENCE OF FERTILIZERS SYSTEM ON FRACTIONAL COMPOSITION AND BALANCE OF HUMUS IN SODDY-PODZOLIC SOIL OF KOMI REPUBLIC

I.S. Titova

Syktyvkar Forest Institute, e-mail: i.titova777@rambler.ru

The efficiency of organic and mineral fertilizers and their combinations for humus accumulation and balance, group and fraction composition has been studied in application to soddy-podzolic light-loamy soil in field conditions. Established that combined application of organic and mineral fertilizers in six-field crop rotation provided significant humus accumulation and improved humus quality: fraction of humic acids № 2 increased from 3,1 till 7,8%, ratio of C from humic acids and from fulvic acids increased from 1,02-1,16 till 1,23-1,50.

Keywords: soil, humus, humus balance, humus fractions, organic fertilizers, mineral fertilizers.

Воспроизводство гумуса в почвах должно осуществляться за счет органического вещества, создаваемого в самих агроценозах. Главным образом, это относится к растительным остаткам сельскохозяйственных культур (пожнивно-корневым, соломе), а также к сидератам [1-3]. Кроме того, система земледелия должна быть направлена на снижение непроизводительных потерь гумуса в результате эрозионных процессов и биохимической минерализации гумусовых веществ, наиболее активно протекающих в паровых полях [4].

Оценка влияния агрохимических мероприятий только на валовое содержание органического углерода, используемого для расчета количества гумуса, не раскрывает всей сути положительного воздействия органического вещества почвы на ее плодородие [5]. Более полная картина раскрывается при изучении группового и фракционного состава гумуса, характеризующего содержание лабильных и стабильных форм органических веществ [6].

Наиболее значимым показателем плодородия являются гумусовые вещества, которые определяют особенности функционирования свойств и режимов почв, влияя прямо или косвенно на продуктивность сельскохозяйственных культур. Гумуси-рованность агроземов связана не только с генезисом определенных типов почв, вовлеченных в пашню, но и в значительной степени с хозяйственной деятельностью предприятий [4].

Цель работы - установить эффективность органических и минеральных удобрений в кормовом севообороте. Исследования проводили в 2007-2012 гг. на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве в 6-польном севообороте со следующим чередованием культур: картофель, однолетние с подсевом многолетних трав, многолетние травы 1 г.п., многолетние травы 2 г.п., однолетние травы, картофель. Органические удобрения в форме навоза КРС вносили под картофель в дозах 30 т/га и 60 т/га. Средние агрохимические показатели навоза были следующими: рНКс1 - 7,4-7,8, сухое вещество -

26,0-30,0%, зольность - 20,0-22,0%, общего азота -0,52-0,55%, общего фосфора - 0,25-0,30%, общего калия - 0,58-0,60% [7]. Для восполнения выноса элементов питания растений ежегодные дозы минеральных удобрений (кг/га д.в.) составили: под картофель - К60Р30К160; вико-овсяную смесь -К40Р25К90; многолетние злаковые травосмеси -К40Р30К105 и пониженная доза - 1/2 часть от полного выноса элементов питания растений. Планируемая урожайность зеленой массы однолетних и многолетних трав - 15 т/га, картофель - 15 т/га клубней. Площадь опытной делянки - 50 м2, повтор-ность опыта - 4-кратная. Учет урожайности -сплошной, поделяночный.

Почва опытного участка дерново-подзолистая легкосуглинистая с содержанием подвижных форм фосфора и калия (по Кирсанову) 134-155 и 114-147 мг/кг соответственно, исходное содержание гумуса

- 2,1-2,5%.

Почвенные пробы были отобраны из слоя 0-20 см после уборки однолетних трав. Изучение группового состава гумуса проводили по методике Пономаревой и Плотниковой [6]. Определение содержания органического вещества выполнено титри-метрическим методом по ГОСТ 23740-79.

Результаты исследований. В почве опытного участка был рассчитан баланс гумуса (табл. 1). Установлено, что запасы гумуса в почве составили 52,0-67,6 т/га. Объемы поступления растительных остатков в почву варьировали от 2,6 до 4,2 т/га. Синтез гумуса из пожнивно-корневых остатков составил 0,30-0,50 т/га, наибольшее поступление гумуса отмечено в вариантах комплексного использования органических и минеральных удобрений, особенно в вариантах: навоз 60 т/га и две дозы КРК

- 0,41-0,42 т/га и навоз 60,0 т/га - 0,50 т/га.

Наибольшее количество гумуса в почву поступало при совместном внесении органических и минеральных удобрений (2,19-4,10 т/га). В этих же вариантах отмечалась и более значительная минерализация гумуса (1,09-1,23 т/га). Расчеты баланса

1. Влияние удобрений на баланс гумуса в почве кормового севообо

Вариант Содер держа жа- ние, % Запасы гумуса, т/га Поступление растительных остатков, т/га Синтез гумуса из растительных остатков, т/га Приход гумуса с органическими удобрениями, т/га Приход гумуса всего, т/га Минерализация гумуса всего, т/га Баланс гумуса, ±

Без удобрений (контроль) 2,1 54,6 2,6 0,30 - 0,30 0,30 0

1/2 №К 2,3 59,8 3,5 0,41 - 0,41 1,09 - 0,68

ЫРК 2,0 52,0 3,6 0,43 - 0,43 0,95 - 0,52

Навоз, 30 т/га (фон 1) 2,3 59,8 3,1 0,39 1,8 2,19 1,09 + 0,41

Фон 1 + 1/2 №К 2,3 59,8 3,1 0,39 1,8 2,19 1,09 + 0,41

Фон 1 + №К 2,5 65,0 3,5 0,41 1,8 2,21 1,18 + 1,03

Навоз, 60 т/га (фон 2) 2,6 67,6 4,2 0,50 3,6 4,10 1,23 + 2,87

Фон 2 + 1/2 №К 2,4 62,4 3,3 0,42 3,6 4,02 1,14 + 2,88

Фон 2 + №К 2,5 65,0 3,5 0,41 3,6 4,01 1,18 + 2,83

НСР05 0,24 6,52 0,35 0,04 0,27 2,12 0,12

юта, т/га

2. Содержание гумуса, его групповой и фракционный состав в пахотном слое

Вариант Содержание гумуса, % C, % Гуминовые кислоты, % Фульвокислоты, % Сгк : Сфк Негидролизу-емый остаток

фракции ( ракции

1 2 3 Сумма 1а 1 2 3 Сумма

Без удобрений (контроль) 2,1 0,75 10,8 3,1 17,6 31,5 3,8 10,7 8,1 8,3 30,9 1,02 38,2

1/2 №К 2,3 0,84 11,2 3,4 16,7 31,3 4,3 11,3 7,7 8,5 31,8 0,98 36,8

№К 2,0 0,79 11,7 5,0 19,8 36,5 2,9 10,9 8,0 9,6 31,4 1,16 36,4

Навоз, 30 т/га (фон 1) 2,3 0,82 12,1 6,2 20,9 39,2 2,0 12,1 7,9 9,9 31,9 1,23 37,5

Фон 1 + 1/2 №К 2,3 0,86 11,4 7,0 21,7 40,1 2,3 10,8 8,1 7,7 28,9 1,39 38,2

Фон 1 + №К 2,5 0,79 12,3 6,9 22,2 41,4 2,2 11,3 8,3 7,4 29,2 1,42 37,0

Навоз, 60 т/га (фон 2) 2,6 0,87 15,7 6,6 19,8 42,1 2,3 10,8 6,7 9,0 28,8 1,46 36,8

Фон 2 + 1/2 №К 2,4 0,91 14,4 7,8 20,1 42,3 2,1 11,4 5,9 8,8 28,2 1,50 38,0

Фон 2 + №К 2,5 0,93 15,4 7,1 20,5 43,0 2,4 10,7 6,1 9,4 28,6 1,50 36,7

НСРо,5 0,27 0,08 1,43 0,76 1,86 4,22 0,23 1,14 0,66 0,86 2,87 0,14 3,71

гумуса показали, что в варианте без удобрений баланс был нулевым, в вариантах с КРК - отрицательным (-0,52-0,68 т/га), на органическом фоне - положительным (+0,41-2,87 т/га) и в органо-минеральной системе удобрений прирост гумуса в почве оказался наиболее значительным (+1,03-2,88 т/га).

Важным показателем, характеризующим качественный состав гумуса является соотношение суммы фракций гуминовых кислот к сумме фракций фульвокислот (Сгк : Сфк). Согласно классификации [8] гумус в почве нашего опыта - фульватно-гуматный (Сгк : Сфк = 1-2).

Исследованиями установлено [7], что удобрения способствовали повышению суммы фракций гуми-новых кислот с 31,5 до 43,0% (табл. 2) и снижению суммы фракций фульвокислот с 30,9 до 28,2%. Существенно повысилась наиболее ценная фракция гуминовых кислот - ГК-2 (с 3,1 до 7,8%), связанная с кальцием и магнием в пахотном горизонте почвы. Незначительно увеличилась фракция ГК-1, связанная с несиликатными формами полуторных оксидов, не способная удерживать кальций и имеющая, по мнению Пономаревой и Плотниковой [6], кислую среду и ограниченное влияние на рост растений. Также незначительно увеличилась фракция ГК-3, которая связана с изменением механического

состава почвы. Отмечено, что значительно снизилась (с 3,8 до 2,1%) наиболее агрессивная фракция фульвокислот 1а.

В варианте без удобрений и на минеральном фоне соотношение Сгк : Сфк составило 1,02-1,16. При совместном применении органических и минеральных удобрений соотношение углерода гуми-новых и фульвокислот расширилось (до 1,23-1,50), произошел сдвиг в гуматную сторону, что указывает на повышение качества гумуса.

По данным исследований В.И. Кирюшина, Н.Ф. Ганжары, И.С. Кауричева и др. [5] в мобилизации минеральных соединений, участвующих в питании растений, ведущая роль принадлежит лабильным органическим веществам, представленным, в основном, фракциями ГК-1, ГК-2, ФК-1а, ГК-1.

Таким образом, в результате наших исследований установлено, что наиболее эффективным является комплексное применение органических и минеральных удобрений на дерново-подзолистой почве, особенно в высоких дозах (навоз 60,0 т/га) и NPK (по полному выносу NPK урожаями сельскохозяйственных культур). При такой системе удобрений происходит значительное накопление гумуса и повышение его качества.

Литература

1. Русакова И.В. Воспроизводство плодородия почв на основе использования возобновляемых биоресурсов // Агрохимический вестник, 2013, № 4. - С. 7-12.

2. Новиков М.Н., Тамонов А.М., Фролова Л.Д., Ермакова Л.И. Сидераты в земледелии Нечерноземной зоны // Агрохимический вестник, 2013, № 4. - С. 20-25.

3. Малышева Ю.А., Полякова Н.В., Платонычева Ю.Н. Содержание органического вещества в почве в звеньях севооборота с сидеральными культурами // Агрохимия, 2008, № 2. - С. 16-17.

4. Когут Б.М. Принципы и методы оценки содержания трансформируемого органического вещества в пахотных почвах // Почвоведение, 2003, № 3. - С. 308-316.

5. Кирюшин В.И., Ганжара Н.Ф., Кауричев И.С. и др. Концепция оптимизации режима органического вещества почв в агроландшафтах. - М.: МСХА, 1993. - 99 с.

6. Пономарева В.В., Плотникова Т.А. Гумус и почвообразование. - Л.: Наука, 1980. - 222 с.

7. Чеботарев Н.Т., Юдин А.А. Влияние комплексного применения удобрений на плодородие и продуктивность дерново-подзолистой почвы // Аграрная наука Евро-Северо-Востока, 2014, № 3. - С. 20-22.

8. Гуминовые вещества в биосфере / под ред. Д.С. Орлова. - М.: Наука, 1993. - 238 с.