Влияние химических мелиорантов и удобрений на продуктивность зернопарового севооборота и агрохимические свойства чернозёма выщелоченного

Земледелие

ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКИХ МЕЛИОРАНТОВ И УДОБРЕНИЙ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ЗЕРНОПАРОВОГО СЕВООБОРОТА И АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЁМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО

В.А. ЯКОВЛЕВ,

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент,

А.М. ПЛОТНИКОВ,

Курганская государственная сельскохозяйственная академия им. Т.С. Мальцева

С понижением уровня содержания гумуса и изменением его качества, с ухудшением агрохимических свойств чернозёмов ухудшается их структура, становится неустойчивым водный режим. В результате этого падает урожайность сельскохозяйственных культур.

Цель и методика исследований Необходимым условием сохранения потенциального и эффективного плодородия является оптимальное содержание в ППК кальция, который, в отличие от других катионов, способствует созданию в почве наиболее благоприятных агрохимических свойств. Катионы кальция выступают основными конкурентами других химических элементов, играют главную роль в процессах образования комплексов с гумусовыми веществами. Поэтому значительный интерес представляют сведения о применении кальцийсодержащих соединений.

В 2001-2004 годах на опытном поле Курганской ГСХА проводились стационарные опыты по изучению действия химических мелиорантов на агрохимические свойства почвы, продуктивность зерно-парового севооборота и их биоэнергетическую эффективность. Почва опытного участка - чернозём выщелоченный слабогумусированный среднемощный легкосуглинистый. Почва имеет (по Чирикову) среднюю обеспеченность подвижным фосфором и высокую - обменным калием.

Изучалось действие и последействие на свойства почвы гипса, извести, фосфоритной муки, органических и минеральных удобрений. Гипс и известь в дозе 3 т/га, фосфоритную муку - 1 т/га вносили под первую пшеницу. За ротацию четырехпольного севооборота в опыте применялись минеральные удобрения из расчета ^Р140, навоз полуперепревший крупного рогатого скота в дозе 40 т/га, солома зерновых культур - 5 т/га, зеленое удобрение (рапс) - 38,6 т/га (влажность 72,8%). В каждом из четырех фонов схема опыта включала 8 вариантов с органическими и минеральными удоб-

Длительное сельскохозяйственное использование черноземов приводит к заметному изменению их физико-химических свойств. Уменьшается количество обменных катионов - кальция и магния, растет гидролитическая кислотность, снижается степень насыщенности основаниями.

рениями. Технология возделывания зерновых культур соответствовала схеме, рекомендованной для зоны. Площадь делянки в опыте 16 м2. Смешанные образцы почвы для анализа отбирали из пахотного слоя перед закладкой опыта и ежегодно после уборки возделываемых культур. Повторность вариантов в опыте четырёхкратная.

В статье приводятся данные исследований после первой ротации четырехпольного зерно-парового севооборота: пар, пшеница, пшеница, ячмень.

Г идротермические условия в вегетационные периоды! за время проведения опытов довольно сильно отличались. Если средняя многолетняя сумма осадков за четыре месяца с мая по август составляла 204 мм, то колебания были отмечены со 139 мм в 2004 году до 315 - в 2002 году. Май и июнь в 2002 году были прохладные и дождливые, а июль и август отличались неустойчивым характером. Т акая погода сдерживала рост и развитие всех сельскохозяйственных культур. У борка проходила позднее среднемноголетних сроков на 2-3 недели. В последующие два года условия выращивания также не были оптимальными. Во вторую половину лета стояла сухая и жаркая погода, средняя температура за весь период была выше средней многолетней на 2,6-3, 1оС.

Проведённые исследования показали, что плодородие чернозёмов в значительной степени ограничивается декальцинированием пахотного слоя. Из-за отрицательного баланса кальция уменьшается его количество в поглощающем комплексе, в то же время возрастает доля обменного водорода и повышается кислотность почвы. Все это приводит к разрушению почвенного поглощающего комплекса, в результате чего снижается емкость катионного обмена.

В варианте без внесения удобрений с момента закладки опыта величина рНсол в слое 0-25 см снизилась с

5,36 до 5,28, а Нг возросла с 3,83 до 3,91 мг-экв/100 г почвы. Произошло незначительное снижение степени насыщенности основаниями. Наибольшее подкисление почвы наблюдалось в варианте с ежегодным внесением минеральных удобрений. Увеличение гидролитической кислотности, по сравнению с контрольным вариантом, составило 0,25 мг-экв/100 г почвы, а степень насыщенности основаниями снизилась с 86,4 до 85,4%. В вариантах с внесением органических удобрений как отдельно, так и в сочетании с минеральными удобрениями, отмечалась лишь тенденция к снижению подкисления почвы.

Более существенные изменения произошли при известковании почвы. Максимальная эффективность этого приема проявилась на 3-й год, где величина рНсол возросла до 5,62, а совместно с соломой она достигла 6,08. При этом величина Нг снизилась до 2,11 мг-экв/100 г почвы, емкость катионного обмена увеличилась до 33,2 мг-экв/100 г почвы, а степень насыщенности основаниями - до 94,0%. Зависимость различных агрохимических показателей от содержания Са2+ под влиянием органических и минеральных удобрений на фоне извести выражается следующими уравнениями (в последний год исследований):

Нг = - 0,368Са2+ + 11,15 г 095= - 0,81

рН = 0,203Са2+ + 2,08 г п’= 0,77

* водн ’ ’ 0,95 ’

рН = 0,160Са2+ + 2,04 г = 0,82

* сол ’ ’ 0,95 ’

Земледелие

ЕКО= 0,786Са2+ + 13,92 г 0 95= 0,92

V= 1,502Са2+ + 57,10 г 0,95= 0,89

На фоне фосфоритной муки наблюдалось незначительное снижение всех форм кислотности. На варианте фосфоритная мука + солома содержание кальция (27,5 мг-экв/100 г почвы) и емкость катионного обмена (38,0 мг-экв/100 г почвы) были максимальными в опыте. ЕКО= 1,022Са2+ + 9,99 г 0 95= 0,99

V= 0,381Са2+ + 80,22 г 0,95= 0,81

Гипс в сочетании с различными видами органических удобрений в первый год исследований привел к увеличению содержания кальция, а к концу ротации содержание его возвращалось на уровень неудобренной почвы.

ЕКО= 1,086Са 2++ 8,00 г 0 95= 0,99

V= 0,856Са 2++ 69,15 г 0,95= 0,95

Исследования кафедры агрохимии и почвоведения показали, что химические мелиоранты в неодинаковой степени влияли на формирование урожайности сельскохозяйственных культур и продуктивность севооборота. На контрольном варианте суммарно было собрано

5,36 т з.е., а от минеральных удобрений - 6,82 т з.е. (табл.). С применением органических удобрений наивысшую продуктивность обеспечил вариант навоз + ]ЧР, где продуктивность возросла до 7,57 т з.е. На фоне химических мелиорантов максимальный сбор отмечен на произвесткованной почве с применением органических и минеральных удобрений. В этом варианте с 1 га за три года суммарно было собрано 8,80 т з.е., что на 3,44 т больше, чем на контроле. Известкование почвы также повысило эффективность органических удобрений, в основном, -за счет создания более благоприятных условий для микробиологического разложения органического вещества. Фосфоритная мука и известь обеспечивали значительные прибавки урожайности сельскохозяйственных культур в течение всего севооборота.

Химические мелиоранты и удобрения влияли на качественные показатели продукции. Так, в 2002 году содержание сырой клейковины в зерне первой пшеницы после пара составило на контрольном варианте 21,0%. Действие совместного применения извести, навоза и минеральных удобрений было максимальным - 31,0%. Во второй год исследований в последействии навоз с фосфоритной мукой и минеральными удобрениями обеспечили 31,7% клейковины, что было на 13,4% больше, чем на контроле. При этом масса 1000 зерен достигла 32,0 г против 22,5 г в контрольном варианте. На качество зерна наиболее сильное влияние оказала в 2004 году в последействии фосфоритная мука, натура зерна ячменя составила 672 г/л. А самая большая масса 1000 зерен отмечена в вариантах гипс и гипс + 1]Р 50,6 и 50,8 г соответственно.

Энергетические затраты на 1 га на контроле составили 11,0 ГДж. Выход валовой продукции с одного гектара с урожаем - 61,4 ГДж. Из органических удобрений лучшим был навоз, который вносили с минеральными удобрениями. Несмотря на высокие затраты (21,4 ГДж) приращение валовой энергии с 1 га было также максимальным (73,1 ГДж).

С внесением химических мелиорантов затраты совокупной энергии на 1 га составили 12,3 - 14,8 ГДж, а

Земледелие

Влияние различных систем удобрений на продуктивность севооборота, т/га з.е.

Органическое удобрение Продуктивность от минеральных удобрений и мелиорантов Среднее по минер. удобрениям

Без удобрени й Кі75Рі40 Известь 3 т/га Известь + К175Р140 Фосфорит ная мука 1 т/га Фосфорит ная мука + К175Р140 Гипс 3 т/га Гипс + №75Р140

Без удобрений 5,36 6,82 5,76 7,6 6,03 7,45 5,9 7,54 6,56

Навоз 40 т/га 5,86 7,57 7,1 8,8 6,6 8,18 6,18 8,06 7,29

Солома 5 т/га 5,3 7,14 5,99 7,73 6,06 7,66 5,76 7,69 6,67

Сидераты 5,75 7,3 6,11 7,81 6,27 7,74 6,16 7,71 6,86

Среднее по мелиорантам 5,57 7,21 6,24 7,99 6,24 7,76 6 7,75 X

выход валовой энергии колебался в пределах 65,2 - 70,5 ГДж. Максимальный выход валовой энергии отмечен на варианте известь + навоз + №Р, где он составил 115,5 ГДж.

Энергетический коэффициент в среднем за севооборот на контроле равнялся 5,58. С увеличением затрат на внесение минеральных удобрений он был ниже на

0,81, от навоза - на 1,39. Максимальную эффективность показала фосфоритная мука в сочетании с зеленым удобрением, где коэффициент составил 5,84.

Выводы и рекомендации

Таким образом, на чернозёме выщелоченном под действием кальцийсодержащих соединений и органических удобрений происходило активное насыщение почвенного поглощающего комплекса обменным кальцием, под влиянием извести и фосфоритной муки снижение всех форм кислотности. Химические мелиоранты с применением азотно-фосфорных удобрений способствовали увеличению продуктивности севооборота и приращению валовой энергии.

Литература

1. Мингалев С.К. Ресурсосберегающие технологии обрабоки почвы в системах земледелия Среднего Урала. -Екатеринбург: Изд-во Урал.ГСХА, 2004.

2. Селиванова Л.А. Экономический механизм рационального использования сельскохозяйственных земель. -Екатеринбург: Изд-во Урал.ГСХА, 2001.

3. Степановский А.С. Охрана окружающей среды. - Курган: ГИПП «Зауралье», 1998.