Влияние удобрений и способов основной обработки почвы на питательный режим чернозема типичного

ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ И СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ НА ПИТАТЕЛЬНЫЙ РЕЖИМ ЧЕРНОЗЕМА ТИПИЧНОГО

Л.Н. Кузнецова, А.В. Акинчин, С.А. Линков, А.Г. Ступаков

Аннотация. Питательный режим почвы в основном зависел от применения удобрений, чем выше доза минеральных удобрений, тем выше содержание элементов питания. При бесплужных обработках почвы отмечена высокая концентрация подвижного фосфора и обменного калия в слое почвы 0-10 см. Потребление растениями азота, фосфора и калия также зависело главным образом от удобрений, чем выше доза минеральных удобрений, тем больше выносится этих элементов.

Ключевые слова: удобрения, обработка почвы, севооборот, легкогидролизуемый азот, подвижный фосфор, обменный калий.

Растения для нормального роста нуждаются во многих элементах питания, которые поглощаются корнями в виде минеральных солей. Почти повсеместно для формирования высокого урожая сельскохозяйственных культур, прежде всего, требуется азот, фосфор и калий. Ряд исследователей установили, что под влиянием удобрений в почве повышается содержание подвижных форм азота и фосфора, снижаются потери гумуса, а также создаются более высокие запасы обменного калия [1.-С.6; 2.-С.63; 3.-С.186].

В полевом стационарном опыте Белгородского НИИСХ в плодосменном севообороте (многолетние травы 1 г. п., многолетние травы 2 г. п., озимая пшеница, сахарная свекла, ячмень+многолетние травы) изучали влияние способов основной обработки почвы: вспашка на глубину 20-22 см плугом ПЛН-5-35, которой предшествовало дисковое лущение стерни на 6-8 см; безотвальная обработка на глубину 20-22 см плугом Пара-Плау, перед которой проводилось дисковое лущение стерни на 6-8 см; мелкая обработка проводилась дисковой бороной БДТ-7 на 6-8 и 10-15 см и органо-минеральных удобрений: 1. Контроль (без удобрений), 2. (№К)50, 3. (№К)100, 4. Навоз 40 т/га, 5. Навоз 40 т/га + (№К)50, 6. Навоз 40 т/га + (№К)100 на содержание питательных элементов в почве. Кроме того, в запас под многолетние травы вносили фосфорные и калийные минеральные удобрения: одинарную дозу -РпоКц0 и двойную - Р220К220. Навоз вносился один раз за ротацию под сахарную свеклу в дозе 40 т/га. Навоз и минеральные удобрения вносились осенью под основную обработку почвы. Ячмень использовал первый год последействия навоза.

Почва опытного участка - чернозем типичный, среднемощный, малогумусный, тяжелосуглинистый на лессовидном суглинке с содержанием гумуса (по

Тюрину) 4,7-5,6 %, рН солевой вытяжки 5,8-6,3; содержание подвижного фосфора и обменного калия (по Чирикову) соответственно 67-78 и 88-112 мг/кг почвы.

В стационарном опыте использовался метод расщепленных делянок. Опыт трехфакторный, его повтор-ность в пространстве и во времени трехкратная, посевная площадь элементарной делянки 120 м2 (4х30 м), учетной - 100 м2. Агротехника возделывания ярового ячменя была общепринятой для зоны. Защитные мероприятия по возделыванию ячменя накладывались фоном. В посевах использовался сорт ярового ячменя «Белгородец». Исследования были проведены согласно общепринятым методикам.

Многолетними исследованиями установлено, что в питании растений в первом минимуме находится азот. Усваиваемые соединения минерального азота очень подвижны, т. к. легко диссоциируют в почвенном растворе и свободно мигрируют по почвенному профилю вместе с нисходящими и восходящими токами влаги. Представлены они в основном в виде нитратов, которые являются главным загрязнителем поверхностных и подземных вод и несут в себе опасность серьезных заболеваний человека и животных.

Наблюдения за содержанием нитратного азота в почве показали, что на делянках, где схемой опыта не предусматривалось внесение удобрений, содержание нитратного азота в метровом слое почвы перед посевом ячменя было выше на делянках со вспашкой - 7,1 против 6,1 - при безотвальной и 5,3 мг/кг - при мелкой обработке почвы (НСР05 по обработкам - 0,5 мг/кг). Преимущества вспашки перед безотвальной и мелкой обработкой можно объяснить более интенсивной минерализацией органического вещества почвы на этом варианте. По данным С.И. Тютюнова с соавторами (2002) на нашем опыте в пахотном слое почвы наблюдается снижение гумуса при вспашке на 0,22%, при безотвальной на 0,13% и при мелкой на 0,06%.

При условии внесения одних минеральных удобрений содержание нитратного азота заметно повышается, достигая на двойных дозах 12,4-12,6 мг/кг.

При органической системе удобрения в первый год последействия навоза проявляется его положительное влияние на азотный режим почвы. Содержание нитратного азота увеличивается на 0,9-1,9 (НСР05 по удобрениям - 0,8 мг/кг), причем наименьшее превышение наблюдается при вспашке, хотя абсолютные значения при вспашке выше, чем при способах обработки почвы без оборота пласта.

При применении органо-минеральной системы удобрения данный показатель повышается до 13,0-13,2 мг/кг.

Следует отметить, что максимальный показатель нитратного азота зафиксирован в верхнем слое почвы, а при применении минеральной и органо-минеральной систем удобрения на вариантах со вспашкой и безотвальной обработках наблюдается равномерное распределение этого показателя по профилю почвы, при мелкой обработке основная его часть концентрируется в слое 0-10 см.

После завершения вегетации ячменя содержание нитратного азота на контроле уменьшилось в 1,3 раза.

При применении минеральных удобрений наблюдается более интенсивная иммобилизация нитратного азота - в 2,4 раза.

На делянках с органическими удобрениями в первый год их последействия произошло уменьшение нитратного азота в 2,0 раза.

На делянках с совместным внесением органических и минеральных удобрений содержание нитратного азота уменьшилось в 3 раза.

Причем при вспашке происходит уменьшение содержания этого показателя, как в пахотном (0-20 см), так и в подпахотном (20-50 см) слое, при безотвальной обработке основное уменьшение происходит в пахотном слое, а при мелкой - в верхнем слое почвы (0-10 см).

Действие фосфора на растения во многих отношениях противоположно действию азота: нормальное фосфатное питание ускоряет развитие сельскохозяйственных культур, повышает их холодостойкость и засухоустойчивость, способствует более сильному образованию зерна у хлебов и улучшает качество урожая.

Анализ полученных данных показывает, что на естественном фоне возделывания без применения удобрений перед посевом ячменя содержание подвижного фосфора в слое почвы 0-30 см не зависело от способов основной обработки почвы и находилось на уровне - 59 мг/ кг (НСР05 по обработкам - 5,2 мг/кг), причем наибольшее содержание этого элемента было в слое почвы 0-10 см - 68-76 мг/кг.

Минеральные удобрения повлекли за собой увеличение содержания подвижного фосфора до 171-173 мг/кг (НСР05 - по удобрениям - 9 мг/кг). Способы основной обработки почвы так же, как и на контроле в пахотном горизонте не влияли на этот показатель, а при дифференциации по слоям начинает проявляться роль основной обработки почвы. На делянках со вспашкой содержание подвижного фосфора по слоям равномерное. А при способах основной обработки почвы без оборота пласта наибольшая концентрация этого элемента наблюдается в слое почвы 0-10 см, причем при мелкой обработке дифференциация проявляется сильней (рисунок 1).

Органические удобрения в первый год их последействия позволили улучшить фосфорный режим на 14 мг/кг. Закономерность распределения подвижного фосфора по слоям, характерная минеральной системе удобрений, сохраняется.

Органо-минеральная система удобрения увеличила данный показатель по сравнению с чисто минеральной системой на 5-14 мг/кг. Так же как при минеральной системе удобрения, на делянках со вспашкой наблюдается равномерное распределение подвижного фосфора по слоям, а при мелкой и безотвальной обработках почвы содержание в слое 0-10 см выше, чем в нижележащих слоях почвы.

В процессе вегетации растения ячменя использовали фосфор на контроле без удобрений неодинаково. При вспашке расход фосфора был выше, чем при безотвальной и мелкой обработках почвы по причине более высокой урожайности на этом варианте. Уменьшение составило в - 6 мг/кг на делянках со вспашкой против 4 мг/кг - при безотвальной и 3 мг/кг - при мелкой обработках почвы. Причем при вспашке наибольший расход зафиксирован в слое почвы 10-20 см, а при безотвальных способах обработки в слое 0-10 см (рисунок 2).

Данная закономерность сохраняется и на делянках с последействием органических удобрений.

На делянках с минеральной системой удобрения расход фосфора увеличился до 13-21 мг/кг. При вспашке идет равномерное уменьшение из пахотного горизонта, а при безотвальной и мелкой обработках из слоя почвы 0-10 см.

Контроль н 1*  2**  навоз  навоз+1*  навоз+2**

Рисунок 1 - Содержание подвижного фосфора в плодосменном севообороте (посев), мг/кг 1 * - одинарная доза минеральных удобрений 2* - двойная доза минеральных удобрений

Контроль н 1*  2**  навоз  навоз+1*  навоз+2**

Рисунок 2 - Содержание подвижного фосфора в плодосменном севообороте (уборка), мг/кг

Рисунок 3 - Содержание обменного калия в плодосменном севообороте (посев), мг/кг

250 200 150 100 50 0

Безотвальная  Контроль  1*  2**  навоз  навоз+1*  навоз+2**

Рисунок 4 - Содержание обменного калия в плодосменном севообороте (уборка), мг/кг

Данная закономерность прослеживается также и при органо-минеральной системе удобрения при несколько больших абсолютных значениях.

Калий активизирует поступление воды в растительные клетки. При достаточном калийном питании растения более засухоустойчивы. Калий повышает прочность соломины у зерновых культур [4.-С.223]..

Мы, в своих исследованиях, изучили изменения содержания обменного калия в почве за период вегетации ячменя при разных условиях возделывания.

На контроле без применения удобрений содержание обменного калия весной перед посевом ячменя составило 98-100 мг/кг (рисунок 3).

Минеральные удобрения увеличили содержание обменного калия до 145-146 и 179-182 мг/кг на одинарной и двойной дозе минеральных удобрений соответственно.

Органические удобрения в своем последействии улучшили калийный режим почвы на 23-27 мг/кг (НСР05 по удобрениям - 14 мг/кг).

Органо-минеральная система удобрения позволила повысить данный показатель до 207 мг/кг.

На всех вариантах с удобрениями при вспашке в слое почвы 0-10 см и 10-20 см содержится одинаковое количество данного элемента и идет более равномерное распределение по слоям почвы 0-10, 10-20 и 20-30 см. При безотвальной обработке начинает проявляться дифференциация по слоям, и максимальная величина зафиксирована в верхнем слое почвы, а при мелкой обработке основное количество доступного калия сконцентрировано в слое 0-10 см.

При потреблении растениями калия прослеживается также закономерность, что и при потреблении фосфора, при несколько больших абсолютных значениях (рисунок 4).

Таким образом, перед посевом ячменя содержание нитратного азота в почве на вариантах без применения удобрений и при последействии органических удобрений выше при вспашке на 15-20%, чем при безотвальной обработке и на 25% выше, чем при мелкой обработке почвы. Применение минеральных удобрений увеличивает содержание нитратного азота на 41-86% -при вспашке, на 49-113% при безотвальной и на 75149% - при мелкой обработке почвы. Содержание в

почве подвижного фосфора и обменного калия зависит от дозы минеральных удобрений. При применении удобрений содержание подвижного фосфора в слое почвы 0-30 см увеличивается с 59 до 186 мг/кг, а обменного калия соответственно с 98 до 207мг/кг. Наибольшая концентрация подвижного фосфора и обменного калия при безотвальной и мелкой обработках почвы отмечена в слое почвы 0-10 см.

Список использованных источников

1 Басиев А.Е. Обеспечение высокой эффективности и экологической безопасности приемов использования удобрений и других средств: Бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института удобрений и агропочвоведения им. Д.Н. Прянишникова. - М.: Агроконсалт, 2003. - №118. -С. 6-8.

2 Доманов Н.М., Солнцев П.Н., Доманов М.Н. Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения: Материалы VII международной научно-производственной конференции, 25-28 марта 2003 г. - Белгород, 2003. - С. 63.

3 Тютюнов С.И., Соловиченко В.Д., Азаров В.Б. Изменение плодородия черноземов типичных в специализированных севооборотах юго-западной части ЦЧЗ: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Белгород: Крестьянское дело, 2002. - С. 184-194.

4 Минеев В.Г. Агрохимия. - М.: КолосС, 2004. - 720 с.

Информация об авторах

Кузнецова Лариса Николаевна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры земледелия и агрохимии ФГБОУ ВПО «Белгородская ГСХА».

Акинчин Александр Владимирович, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры земледелия и агрохимии ФГБОУ ВПО «Белгородская ГСХА».

Линков Сергей Александрович, старший преподаватель кафедры земледелия и агрохимии ФГБОУ ВПО «Белгородская ГСХА», е-шаП: linkovserg@yandex.ru, тел. 8(4722) 39-2668.

Ступаков Алексей Григорьевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры земледелия и агрохимии ФГБОУ ВПО «Белгородская ГСХА», тел. 8-961-191-50-19.