Системы земледелия и динамика содержания обменного калия в черноземе типичном

Внесение Стернифага и Триходер-мина значительно увеличило водо-прочность микроструктуры почвы (по Качинскому). По-видимому, из-за более активной гумификации органических остатков степень агрегатнос-ти возросла с 41,97 до 48,27-60,48 % при использовании Стернифага и Триходермина соответственно.

В последние годы во всех районах Ставропольского края к значительным потерям урожая приводят корневые и прикорневые гнили, возбудителями которых служат несколько видов фитопатогенных грибов, обитающих в почве и сохраняющихся в ней и растительных остатках. Развитие гнили усиливают нарушения в агротехнике, несоблюдение севооборотов и высокая степень насыщенности их зерновыми культурами.

В наших опытах наиболее высокое распространение корневых гнилей в фазе восковой спелости отмечено на контроле - 87 % (табл. 2).

Степень поражения фузариозной корневой гнилью в повторных посевах озимой пшеницы оказалась в два раза выше, чем гельминтоспориоз-ной. Биологическая эффективность изучаемых биопрепаратов против фузариозной корневой гнили составила 38^7 %, гельминтоспориозной - 34^2 %. Положительный эффект от обработки целлюлозоразлагаю-щими препаратами получен как при внесении умеренной дозы Стерни-фага, так и при использовании Три-ходермина. Следовательно, изучаемые биопрепараты способны в значительной степени сдерживать корневую инфекцию на озимой пшенице.

Благоприятные погодные условия в 2010/11 сельскохозяйственном году позволили получить достаточно высокий урожай озимой пшеницы. В вариантах с применением Триходермина и Стернифага в дозе 80 г/га получен достоверный прирост урожая зерна при эффективности биопрепаратов 13-28 % (табл. 3).

В 2011/12 сельскохозяйственном году метеорологические условия оказали негативное влияние на продуктивность озимой пшеницы и эффективность изучаемых препара-$2 тов. Вклад биопрепаратов и азотно- го фона в сбор зерна был суще-оэ ственно ниже достоверного уровня. г Таким образом, влагообеспечен-| ность почвы - один из основных § факторов эффективного примене-¡з ния соломоразлагающих биопрепа-| ратов. В благоприятные по увлажне-

ш нию и тепловому режиму годы при-00

16

менение Сернифага в дозе 80 г/га и Триходермина в дозах 40 или 80 г/га под повторный посев озимой пшеницы позволяет дополнительно получить с I га 0,42-0,89 т зерна.

Литература

1. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв. - М.: Изд-во МГУ, 1974. - 333 с.

2. Кирюшин В.И. Экологизация земледелия и технологическая политика. -М.: Изд-во МСХА, 2000. - 473 с.

3. Богатырева Е.В., Шаповалова H.H. Роль различных органических и минеральных удобрений в сохранении и повышении плодородия черноземов Центрального Предкавказья/Ресурсосберегающие технологии использования органических удобрений в земледелии: сб. на-учн. ст. - М.: Россельхозакадемия - ГНУ ВНИПТИОУ, 2009. - С. 23-27.

4. Тейт. Р. Органическое вещество почвы: биологические и экологические аспекты. - М.: Мир,1991. - 399 с.

5. Морозов Д.О, Юваров В.Н. Новый высокоэффективный препарат для разложения стерни и соломы//3емля и Жизнь, 2011. - № 3 - С. 8

6. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. - М.: Агропромиздат, 1985. -351 с.

Статья поступила в редакцию 30.09.20Ii

Use of decomposing straw preparations in zone of unstable wetting of the Stavropol region

Bogatyreva E.V.

There has been studied the influence of decomposing cellulose preparations based on the fungus Trichoderma on agrochemical condition of the soil and productivity of winter wheat in the repeat crops. Positive effect on the fungicidal root infection was determined. Keywords: biopreparation, crop residues, root rot, humus, winter wheat, Sternifag, Trichoderma.

УДК 631.44S.41:631.416.4:631 .S82

Системы

земледелия

и динамика

содержания

обменного

калия

в черноземе типичном

А.Н. ВОРОНИН, кандидат биологических наук

Белгородский НИИ сельского хозяйства

E-mail: van959@mail.ru

После четырех ротаций пятипольных севооборотов с различным насыщением пропашными культурами выявлены основные закономерности влияния различных элементов системы земледелия на изменение содержания обменного калия в черноземе типичном. Наиболее существенное влияние на улучшение калийного режима оказывают минеральные и органические удобрения.

Ключевые слова: обменный калий, верификация, депонирование, калийный режим, севооборот.

Калий относится к важнейшим элементам питания растений, вынос которого с урожаем сельскохозяйственных культур всегда больше, чем фосфора, а часто и азота [1]. В растительном организме этот элемент участвует во многих процессах (превращение энергии, биосинтез и транспорт углеводов, функционирование различных ферментативных систем и др.). Особая роль принадлежит калию в регуляции водного обмена. Достаточная обеспеченность растений калием способствует существенному повышению устойчивости растений к целому комплексу неблагоприятных внешних факторов [2, 3].

Доказано, что калий ускоряет фотосинтез, так как активизирует ферменты, участвующие в образовании АТФ, стимулирует отток углеводов в места их запасания и потребления, регулирует поступление углекислоты в листья, положительно влияет на азотный обмен, повышает устойчивость к грибковым заболеваниям и стрессам [4].

В этой связи установление потен-

leiäiöTäeä.p65 16 25.10.2013, 18:53

циапьных почвенных запасов доступного растениям калия, их прогнозная оценка, определение влияния интенсивности калийного баланса на урожайность основных сельскохозяйственных культур и содержание в почве форм элемента имеет важное значение.

Обеспеченность почвы подвижными формами калия зависит от их содержания в отдельных гранулометрических фракциях, а также относительного количества самих фракций, и потому выявление роли различных почвенных частиц в снабжении растений калием и в функционировании почвенного калийного режима позволит более полно оценить плодородие почвы по этому элементу.

Многими опытами установлено, что некоторый дефицит калия экономически и экологически оправдан, но до определенного предела, потому что затем резко снижается плодородие почвы, урожай и качество получаемой продукции. При этом резко сокращается положительное действие на урожай известкования, мелиорации, ирригации, растения в большей степени подвергаются воздействию экстремальных факторов.

Каждая почва характеризуется определенным устойчивым равновесием калийного режима, который влияет на стабильное содержание в почве форм калия [Ъ]. Почва стремится вернуться к устойчивым соотношениям форм калия при тех или иных внешних воздействиях, вызывающих их отклонения от стационарных значений.

Как показали многочисленные исследования, для бездефицитного баланса калия необходимо вносить в среднем на гектар севооборотной площади 90-180 кг К2О. Однако

трансформация различных форм калия в почве имеет сугубо региональный характер.

Так, без внесения удобрений содержание обменного калия не изменялось в черноземе обыкновенном Северного Кавказа [6], а также в черноземах ЦЧЗ и Украины [7,8]в течение длительного периода возделывания культур. Однако в черноземе выщелоченном южных фаций Европейской части России без удобрений содержание обменного калия снизилось в пахотном слое на 21^ % [9], а в черноземе типичном Лесостепи юго-западной части ЦЧЗ за ^ лет отсутствия калийных удобрений - на ^ % [10].

Следует сказать, что практически во всех типах почв калийные удобрения, независимо от дозы, повышают содержание подвижного калия [11], причем его накопление происходит не только в пахотном горизонте, но и на глубине 30^0 см и даже за пределами метрового слоя [12].

В 1987 г. в Белгородском НИИСХ был заложен длительный стационарный опыт, в котором изучается влияние различных севооборотов, способов основной обработки почвы и удобрений на плодородие почвы, продуктивность пашни и экономическую эффективность различных систем земледелия.

В статье представлены данные по динамике содержания обменного калия в почве за четыре ротации севооборотов на основании исследований, проведенных в 2007-2011 гг. Почва опытного участка - чернозем типичный среднемощный малогу-мусный, тяжелосуглинистый на лессовидном суглинке с содержанием в пахотном слое S,1-S,3 % гумуса, 14S-1SS мг гидролизуемого азота, S2-S8 мг подвижного фосфора и 9S-10S мг

обменного калия на 1 кг почвы, рН S,8-6,4.

Исследования проводили в пятипольных севооборотах с различным насыщением пропашными культурами: зернотравянопропашном

- 20 % пропашных; зернопропаш-ном (озимая пшеница - сахарная свекла - ячмень - кукуруза на силос

- горох) - 40 %; зернопаропропаш-ном (озимая пшеница - сахарная свекла - кукуруза на силос - кукуруза на зерно - черный пар) - 80 %.

Изучали три способа основной обработки почвы: вспашку отвальную и безотвальную, а также минимальную обработку. Глубина вспашки, как отвальной, так и безотвальной, изменялась в зависимости от культуры: под зерновые - на 20-22 см, под кукурузу - на 2S-27 см, под сахарную свеклу - на 30-32 см. Минимальную обработку под все культуры проводили на одну и ту же глубину - 1012 см. Исследовали три системы удобрения: органическую, минеральную и органоминеральную с тремя уровнями удобренности (без удобрений, одна и две дозы удобрений и их комбинации). Одинарная доза минеральных удобрений составляла в среднем для зернотравяного севооборота 1Ч,2Р62К62, для зернопропаш-ного - М62Р62К62, для зернопаропро-пашного - Х54Р62К62. Навоз вносили один раз за ротацию севооборотов под сахарную свеклу в одинарной и двойной дозах (40 и 80 т/га), что составляло 8 и 16 т на 1 га севооборотной площади.

Посевная площадь делянки 120 м2, учетная - 2S-70 м2 (в зависимости от культуры), повторность во времени

- пятикратная, в пространстве - трехкратная.

I. Влияние различных факторов на изменение содержания обменного калия в слое 0-30 см почвы,

мг/кг к исходному

ЫРК, Среднее по севооборотам Среднее по обработкам

Навоз, т/га В ЗТ ЗП ЗПП Среднее

доза Б М

0 0 - 0,1 - 0,8 - 0,2 - 0,9 - 0,4 0,2 -0,4

Одна 0,9 0,2 0,0 - 0,9 0,4 1,6 0,4

Две 3,9 2,2 3,1 1,0 4,2 4,1 3,1

8 0 1,3 0,0 1,3 -0,5 1,8 1,2 0,9

Одна 2,3 1,8 1,2 0,2 3,2 1,8 1,8

Две 4,1 2,4 4,0 1,7 5,0 3,8 3,5

16 0 1,5 0,8 1,0 -0,7 1,2 2,9 1,1

Одна 3,8 2,2 3,0 0,9 4,2 3,8 3,0

Две 5,7 3,8 5,5 1,9 5,5 7,5 5,0

Среднее 2,6 1,4 2,1 0,3 2,8 3,0 2,0

НСР05 = 2,7 мг/кг

Примечание. В - вспашка, Б - безотвальная, М - минимальная обработка; ЗП - зернопропашной, ЗПП - зернопаропропашной.

ЗТ - зернотравянопропашной севооборот,

и ф

2 л

ф д ф л

Ф

г

о

09 2

0

3 Земледелие № 8

17

2. Показатели верификации распределения обменного калия по глубине

Факторы рф ^

0-10 см 0-30 см 30-50 см

А 24,9 64,3 40,6 3,1

В 2,5 8,8 14,3 3,1

С 21,9 30,6 11,2 3,1

О 84,4 89,3 9,5 2,5

АВ 1,0 1,4 1,2 2,5

АС 4,0 3,2 2,8 2,5

АО 1,6 1,7 5,2 2,5

ВС 0,6 0,5 1,5 2,5

ВО 0,4 1,2 0,8 2,5

СО 2,3 1,6 2,4 2,5

АВСО 2,4 2,2 2,3 1,7

Примечание. А - севообороты, В - обработка почвь , С - навоз,

О - минеральные удобрения

После прохождения четырех ротаций севооборотов были проанализированы образцы почвы на глубину до м по всем вариантам опыта. Все факторы, задействованные в опыте, оказали влияние на изменение содержания калия, извлекаемого 0^ н. уксусной кислотой. Для получения более четких закономерностей результаты были сгруппированы по видам основной обработки почвы и типам севооборотов.

Установлено, что произошло снижение количества обменного калия при всех видах обработки почвы и практически во всех севооборотах, за исключением зернопаропропаш-ного. При этом наиболее заметное уменьшение было по безотвальной обработке, а среди севооборотов -в зернотравянопропашном (табл. I).

Влияние способа обработки на изменение содержания обменного калия в пахотном слое почвы разноплановое, но все же поддается анализу и интерпретации. Так, на фоне единичной дозы навоза отмечено заметное повышение этого показателя по вспашке и минимальной обработке, а при безотвальной обработке он не изменился. На фоне двойной дозы навоза преимущество вспашки перед безотвальными обработками очевидно.

При внесении минеральных удобрений максимальное увеличение содержания обменного калия было получено по вспашке, а минимальное - по безотвальной обработке, причем эта закономерность сильнее проявлялась на фоне одинарных доз ЫРК, в особенности без применения навоза.

Более четко эти закономерности просматриваются при усреднении величины прибавки обменного ка-

лия по всем изучаемым вариантам в результате увеличения выборки и некоторого элиминирования пространственной дисперсии: безусловное преимущество остается за вспашкой и зернопаропропашным севооборотом (см. табл. I).

Вызывает определенный интерес локализация калия по глубине почвенного профиля при различных видах основной обработки почвы. Как показали исследования, и без удобрения, и на удобренных делянках в слое почвы 0-10 см по вспашке меньше накоплено обменного калия, чем по безотвальным обработкам. В зоне недостаточного увлажнения это следует считать положительным фактом. Соответственно, в подпахотном слое при традиционной вспашке депонирование обменного калия было наибольшим. Это преимущество незначительное и недостоверное с точки зрения математической статистики, но при длительном наблюдении (порядка S0-100 лет) будет увеличиваться и обеспечит достоверный агрономический эффект и требуемый критерий верификации.

Что касается типа севооборота, то на контроле все показатели одинаковы, и нельзя даже сформулировать тенденцию, однако на удобренных

вариантах в зернопаропропашном севообороте несколько больше накапливалось калия в глубоких слоях почвы и меньше в слое 0-10 см, пересыхающем в период вегетации.

Сказанное подтверждается и при усреднении результатов по всем вариантам опыта. Если по вспашке в слое 0-20 см было обнаружено S7 % калия от его количества в слое 0^0 см, а в слое 30^0 см - 20 %, то по минимальной обработке - S9 и 19 % соответственно.

Однако по севооборотам усреднение динамики калия по всем вариантам опыта показало практически одинаковую ситуацию - распределение обменного калия по глубине не зависело от их типа.

Более четко просматривается влияние изучаемых факторов на изменение содержания обменного калия во времени по экстремальным вариантам, выраженное в натуральных единицах. Например, в слое 0-10 см на контроле содержание обменного калия за четыре ротации севооборотов уменьшилось по вспашке на 0,1 мг/кг, а по безотвальной обработке - на 0,8 мг/кг, а в слое 30^0 см -соответственно на 0,4 и 1,1 мг/кг.

При внесении навоза меньше всего обменного калия накапливалось по безотвальной обработке почвы. Так, на фонах одинарной и двойной доз навоза этот показатель в слое 030 см составил 0,0-0,8 мг/кг, тогда как при вспашке - 1,3-1^ мг/кг. Совместное применение промышленных удобрений и навоза лишь усиливает эту тенденцию.

Если сгруппировать только удобренные варианты, то по локализации калия в слое 0^0 см просматривается преимущество вспашки, по которой в подпахотном горизонте увеличение количества обменного калия составило 0,4 мг/кг, а по безотвальным обработкам показатель снизился на 0,4-0^ мг/кг.

Влияние типа севооборота на содержание калия, выраженное в натуральных единицах, подтверждает данные, приведенные выше: зерно-

3. Показатели степени связи

Фактор 0-10 см 10-20 см 20-30 см 30-50 см

Обработка почвы 0,03 -0,03 -0,30 -0,24

Навоз 0,42* 0,52** 0,42* 0,24

Минеральные 0,85** 0,74** 0,63** -0,24

удобрения

* Достоверны при Р = ** Достоверны при Р 0,05. = 0,01.

паропропашной севооборотспособ-ствует более интенсивному накоплению обменного калия во всех изучаемых слоях почвы, зернотравяно-пропашной - минимальному, а зер-нопропашной занимает промежуточное положение. Например, в среднем во всех вариантах содержание обменного калия в слое 0-30 см в зернотравянопропашном севообороте увеличилось на 0,3 мг/кг, в зер-нопаропропашном - на 2,8 мг/кг; в слое 30^0 см в первом случае показатель снизился на 1,2 мг/кг, а во втором повысился на 0,3 мг/кг.

Дисперсионный анализ свидетельствует, что наиболее существенное влияние на динамику накопления в почве обменного калия как во времени, так и по ее глубине оказывают удобрения и тип севооборота, в особенности на небольших глубинах (табл. 2). В подпахотном слое влияние всех факторов практически резко снижается.

Взаимодействие влияния севооборота и способов обработки, а также севооборота и навоза на распределение калия было недостоверным во всех изучаемых слоях, а севооборота и минеральных удобрений - только в слое 30^0 см. Взаимодействие всех факторов превышает, хотя и не очень заметно, критерий Фишера на S %-ном уровне значимости.

Статистическая обработка экспериментальных данных методом частной корреляции показала, что безотвальные обработки способствуют депонированию обменного калия в верхних слоях почвы чисто тенденциозно, а убыли его из слоев, расположенных ниже 10 см, на уровне S %-ной значимости (табл. 3). На фоне навоза распределение калия по глубине пахотного слоя было существенно равномерным, а на фоне минеральных удобрений он накапливался в пахотном горизонте с 1 %-ным уровнем значимости.

На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

- наиболее существенное влияние на накопление обменного калия

в пахотном слое чернозема типичного оказывают минеральные удобрения и навоз и менее значительное - севообороты и способы обработки почвы;

- при вспашке идет накопление обменного калия в подпахотном горизонте, при безотвальных обработках - в верхнем слое (0-10 см). Зер-нопаропропашной севооборот способствует лучшей обеспеченности обменным калием всех слоев почвы;

- коэффициент парциальной корреляции свидетельствует о транслокации обменного калия при безотвальных обработках в верхних слоях почвы за счет уменьшения его содержания в нижних горизонтах, равномерном распределении калия на фоне навоза в пахотном слое и накоплении калия в варианте с минеральными удобрениями главным образом в верхнем 10-сантиметровом слое, и тем сильнее, чем выше доза.

Литература

1. ПрянишниковД.Н. Калийные удобрения/Избранные сочинения. Т. 3. - М.: Сельхозиздат, 1953. - С 137-182.

2. Минеев В.Г. Агрохимические и экологические функции калия. - М.: Изд-во МГУ, 1999. - 332 с.

3. Прокошев В.В., Дерюгин И.П. Калий и калийные удобрения. - М.: Ле-дум, 2000. - 185 с.

4. Павлов К.В. Влияние агрохимических средств на калийное состояние дерново-подзолистой почвы и доступность калия для растений/Автореф. дисс. ... канд. биол. наук. - М., 2006. - 108 с.

5. Никитин В.В. Определение калия по методу Чирикова в черноземах Воронежской области/Сб. науч. работ НИИСХ ЦЧП. - Каменная Степь, 1976. - Т. VIII. - Вып. 1. - С. 40-44.

6. Лабынцев А.В. Сохранение плодородия чернозема обыкновенного Северного Кавказа и повышение продуктивности пашни/Автореф. дисс. ... докт. с.-х. наук. - п. Рассвет, Донской зональный НИИСХ, 2002. - 466 с.

7. Воронин Н.К., Воронина И.Н. Изменение и регулирование почвенного плодородия при разных системах удобрения в севооборотах на черноземных почвах

УССР/Повышение плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур при интенсивной химизации. -М.: Наука, 1983. - С. 208-212.

8. Гетманец А.Я., Пашова В.Т., Тур-чин В.В. Баланс питательных веществ в интенсивных севооборотах в Степной зоне УССР/Повышение плодородия почв и продуктивность сельского хозяйства при интенсивной химизации. - М.: Наука, 1983. - С. 192-195.

9. Сметанова В.А. Влияние длительного применения удобрений на плодородие выщелоченного чернозема и каштановой почвы в условиях юга России/ Автореф. дисс. ... канд. биол. наук. - М., 2004. - 137 с.

10. Соловиченко В.Д., Тютюнов С.И., Уваров Г.И. Воспроизводство плодородия почв и рост продуктивности сельскохозяйственных культур Центрально-черноземного региона. - Белгород: Отчий край, 2011. - 255 с.

11. Лесовая Г.М. Оптимизация содержания нитратов в овощах и картофеле, выращиваемых на черноземе выщело-ченном/Автореф. дисс. . канд. с-х наук. - Краснодар, 2002. - 223 с.

12. Акулов П.Г. Воспроизводство плодородия и продуктивность черноземов/ Автореф. дисс. ... докт. с.-х. наук. - М., 1994. - 73 с.

Статья поступила в редакцию 30.09.2013

Agriculture systems and dynamics of the content of exchangeable potassium in common chernozem

Voronin A.N.

After four rotations in five-fields crop rotations with different saturation of row crops identified main regularities of the influence of different agriculture systems on changes in the content of exchangeable potassium in common chernozem. The most significant influence on improving of the potassium regime have mineral and organic fertilizers. Keywords: exchangeable potassium, verification, deposition, potassium regime, crop rotation.

Iéiai6iaéá.p65 19 25.10.2013, 18:53