Влияние комплексных удобрений на свойства почв

Биологические науки

УДК 57.033

ВЛИЯНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ УДОБРЕНИЙ НА СВОЙСТВА ПОЧВ

Труфанова Анастасия Алексеевна

С.н.с. управления организации и сопровождения научных исследований Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Красноярский государственный аграрный университет», Россия, Красноярск

Аннотация: Изучено влияние внутрипочвенного внесения новых и традиционных комплексных удобрений на агрохимические свойства чернозема обыкновенного и темно-серой почвы Красноярской лесостепи.

Ключевые слова: Комплексные удобрения; агрохимические свойства почв; чернозем обыкновенный; темно-серая лесная почва.

EFFECTS OF COMPLEX FERTILIZERS ON SOIL PROPERTIES

Trufanova Anastasia Alekseevna

senior researcher of the organization and support of research the federal state budgetary educational institution of higher education "Krasnoyarsk state agrarian university" Russia,

Krasnoyarsk

Annotation. The effect of the subsurface application of new and traditional complex fertilizers on agrochemical properties of chernozem ordinary and dark gray forest soils of Krasnoyarsk.

Keywords: compound fertilizers; agro-chemical properties of the soil; black soil plain; dark gray forest soils.

Поскольку почва служит основным источником поступления элементов питания в растения и через них в организм животных и человека, без учета содержания и доступности элементов в почвах невозможно дать теоретическое обоснование рекомендаций сельскохозяйственному производству по применению удобрений. Такого рода исследования могут выявить дополнительные возможности повышения урожайности сельскохозяйственных культур за счет удобрений. Важным условием эффективного применения удобрений в сельском хозяйстве является исследование содержания подвижных форм макро- и микроэлементов в различных типах почв до и после их внесения. Применение удобрений без учета содержания элементов питания в почвах может не дать положительного результата, а при избытке их может оказать и отрицательное действие [1]. Реакция почвы также играет большую роль в развитии растений и почвенных микроорганизмов, она влияет на скорость и направленность происходящих в ней химических и биологических процессов. Оказывает значительное влияние на эффективность вносимых в почву удобрений. Удобрения, в свою очередь, могут изменить реакцию почвенного раствора, подкислять

или подщелачивать её.

В настоящее время многоэлементная система применения удобрений все больше обращает на себя внимание, но при этом она недостаточно сформирована [2]. К таким удобрениям относится группа акваринов, ассортимент которых на рынке удобрений в Красноярском крае постоянно расширяется, однако, преимущественно, поступают акварины марки 3, 5 и 9. Их рекомендуется вносить в качестве некорневой подкормки в баковых смесях [3, 4]. В то же время невысокое содержание азота в акваринах не может выполнять функцию ассимиляции азота листовым аппаратом при внесении их в подкормку. Поэтому необходимо совмещение внутрипочвенного внесения азотсодержащих удобрений, влияющих на величину урожая, с некорневыми подкормками, направленными на формирование качества продукции. В условиях Красноярского края практически не проводились опыты по выявлению эффективности этих удобрений.

Цель работы - провести оценку действия новых видов комплексных удобрений (Акваринов) при некорневой подкормке и внутрипочвенном внесении в сравнении с традиционными комплексными удобрениями на агрохимические свойства чернозема обыкновенного и темно-серой почвы Красноярской лесостепи.

Методика. Экспериментальные исследования включали в себя модельные и вегетационные опыты, заложенные на кафедре почвоведения и агрохимии Красноярского ГАУ в 2011-2012 гг. Опыты закладывали на черноземе обыкновенном и темно-серой лесной почве Красноярской лесостепи, характеристика которых представлена в таблице 1. В опытах выращивались следующие культуры - яровая пшеница Новосибирская 15 и горох Аннушка.

Таблица 1 - Характеристика чернозема обыкновенного и темно-серой лесной почвы в слое

0-20 см

Гуму с,% Валовые, % С: N рН ЕК Нг V, % Подвижные, мг/кг

N Р К водн сол м-моль/100 г почвы № N03 Р2О5 К2О

Чернозем обыкновенный вегетационных опытов

7.5 0.4 0.2 1,3 10, 6,9 6,3 45, нет 100 14,5 80,5 110

Темно-серая ле сная модел ьных опытов

59 0,2 0,1 1,1 11, 60 5,2 35. 60 85 41 330 270

В схемах опытов были включены минеральные удобрения аммиачная селитра - N^N03 (Ыаа 34,5%), мочевина (№м 46%), сульфат калия (Кс 46%), хлористый калий (Кх 60%); комплексные удобрения аммофос (АФ, 12:46), нитроаммофос (НАФ, 23:23), диаммофоска (ДАФК, 10:26:26), нитроаммофоска (НАФК, 17,5:17,5:17,5), азофоска (АЗФК, 16:16:16), акварин 3 (3:11:35), акварин 5 (18:18:18), акварин 9 (20:8:8).

Модельные опыты закладывались по общепринятой методике в стеклянных сосудах с дренажем и газоотводной трубкой массой почвы 200 грамм. Закладка вегетационных опытов проводилась в типовых полиэтиленовых сосудах с массой почвы 5 кг. Повторность опытов четырехкратная. В связи с поставленной задачей сравнительного изучения эффективности разных видов удобрений при рекомендованных и используемых производством дозах, их вносили из расчета 100 мг на 1 кг почвы. Схемы опытов приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Схемы опытов

Опыт № 1, 2011 г. № 2, 2012 г.

Модельные опыты (МО) 1. Контроль 1. Контроль

Темно-серая лесная почва; 2. НАФК 2. НАФК

Горох сорта Аннушка 3. НАФ+Кс 3. НАФ+Кс

4. Акварин 5 4. АФ+Кх

5. Акварин 9 5. АФ+Кс

6. Акварин 3 6. ^а+АФ+Кс

7. Акварин 3

8. Акварин 5

9. Акварин 9

Вегетационные опыты (ВО) № 1, 2011 г № 2, 2012 г

Чернозем обыкновенный 1. Контроль 1. Контроль

Яровая пшеница 2. ДАФК 2. ДАФК

Новосибирская 15 3. АЗФК 3. АЗФК

4. АФ+^а+Кс 4. АФ+Кх

5. Акварин 5 5. Акварин 5

6. Акварин 9 6. Акварин 5

7. Акварин 5

8. Акварин 9

После снятия опытов в образцах почвы была проведена оценка плодородия по ряду почвенно-агрохимических показателей: нитратный азот (N-NOз) ионометрически, аммонийный азот (N-N№4) c реактивом Несслера, подвижный фосфор (Р2О5) и обменный калий (К2О) по методу Кирсанова. Обменнуют (рНкеь) и актуальную кислотность (рНн2о) определяли по методу ЦИНАО (ГОСТ 26483-85).

Результаты. Обменная кислотность (рНкеь) и нитратный азот (N-N03) являются очень мобильными агрохимическими показателями, которые существенно изменяются при внесении средств химизации. Для темно-серой лесной почвы опыта характерна слабокислая реакция среды. На всех удобренных вариантах опыта 2011 г., за исключением варианта с совместным внесением нитроаммофоса и сульфатом калия, по сравнению с контролем, незначительно снижается величина рН. Дополнительное внесение физиологически кислого сульфата калия совместно с нитроаммофосом больше всего подкисляет почву. Здесь снижение величины рН по сравнению с контролем составило 0,3 единицы, что статистически подтверждается.

Азот - важнейший элемент для развития растений, а его содержание в почве - важнейшее условие ее плодородия. По содержанию нитратного азота почва всех вариантов опыта 2011 г. характеризуется как очень высоко обеспеченная (табл.3). За счет систематического полива и постоянной оптимальной температуры в условиях модельного опыта активизировались процессы нитрификации, и произошло очень существенное накопление нитратного азота. Самое низкое содержание нитратного азота наблюдается на контрольном варианте. При внесении разных марок акваринов различия в содержании нитратного азота в почве несущественны, несмотря на различия по выносу азота с биомассой гороха, особенно на варианте с акварином 9. Здесь была получена максимальная продуктивность гороха. Даже с учетом высокого выноса азота биомассой гороха на всех удобренных вариантах к концу вегетации содержание минерального азота осталось очень высокое. Максимальное количество нитратного и валового азота отмечено на варианте с применением нитроаммофоса совместно с сульфатом калия, при НСР05 равной 0,14. В нитроаммофосе содержится самое высокое количество азота из всех используемых в этом опыте удобрений, что приводит к увеличению содержания нитратного азота.

По существующим градациям для Красноярской лесостепи почва после экспозиции опыта относится к классу очень высокой обеспеченности подвижными фосфатами. Это связано с невысоким выносом фосфора зеленой биомассой растений гороха, который был убран в фазу цветения-начала бутонизации. Установлена довольно четкая закономерность увеличения подвижного фосфора в почве вариантов при внесении акваринов, где после уборки культуры в условиях опыта также осталось очень большое количество фосфатов. При этом содержание обменного калия по вариантам опыта практически не изменилось, за исключением варианта с акварином 3 (табл 3).

Таблица 3- Агрохимические свойства темно-серой лесной почвы МО 2011 г

Вариант рН (кеь) Подвижные, мг/кг Валовые, %

Р2О5 К2О N-N03 N Р2О5 К2О

по Кирсанову

Контроль 5,2 330 250 11,8 0,164 0,416 1,086

НАФК 5,1 398 241 15,5 0,198 0,408 1,081

НАФ+Кх 4,9 352 268 33,9 0,234 0,401 1,063

Акварин 3 5,1 452 316 16,2 0,173 0,427 1,120

Акварин 5 5.1 420 254 14,5 0,174 0,504 1,095

Акварин 9 5,1 428 253 15,5 0,182 0,400 1,096

НСР 05 0,14 1,8 1,9 0,14 0,002 0,007 0,008

В целом валовых форм калия и особенно фосфора после экспозиции опыта существенно больше, чем в исходной темно-серой почве. Это связано, по-видимому, с разрушением кристаллической решетки минералов при активном воздействии на них в условиях оптимальных температур и влажности почвы в период проведения опыта. Статистически достоверное увеличение содержания валового фосфора при внесении акварина 5 может быть связано с его высоким содержанием в этом удобрении.

Практически на всех удобренных вариантах модельного опыта, проведенного в 2012 г., по сравнению с контролем повышается величина обменной кислотности (рНкеь). Особенно значительное подкисление почвы отмечается при внесении акваринов марки 5 и 9, но статистически это не подтверждается (табл. 4).

Таблица 4 - Агрохимические свойства темно-серой лесной почвы ММ 2012 г (п=4)_

Варианты рН (ксь) ^ЫН , мг/кг почвы

Контроль 5,9 2,6

НАФК 5,6 2,4

НАФ+Кс 5,6 1,96

АФ+ Кх 5,9 2,4

АФ + Кс 5,9 2,6

№а+АФ+ Кс 5,6 2,8

Акварин 3 5,7 2,0

Акварин 5 5,5 2,3

Акварин 9 5,5 2,6

НСР 05 1,4 0,87

Определение аммонийного азота в почве показало, что содержание этой формы азота низкое. Максимальное количество поглощенного аммония обнаружено на варианте совместного внесения аммиачной селитры с аммофосом и сульфатом калия. Оно составляет 2,8 мг/кг почвы и является статистически достоверным. На втором месте варианты с внесением акварина 9 и совместного внесения аммофоса с сульфатом калия, а также контрольный вариант. На варианте с внесением нитроаммофоса и сульфата калия отмечено снижение содержания этой формы азота до 1,96 мг/кг почвы. Отличия почвы опытов по содержанию аммонийного азота указывает на специфику влияния используемых удобрений и их роль в интенсивности процессов микробиологической минерализации. В целом содержание аммонийного азота в почве опыта после уборки растений невелико, что связано с его использованием на формирование биомассы.

Для чернозема обыкновенного вегетационного опыта 2011 г. характерна близкая к нейтральной реакция среды. На всех удобренных вариантах опыта за исключением варианта с совместным внесением аммофоса с азотным и калийным удобрением повышается актуальная и обменная форма кислотности. Особенно резкое повышение актуальной и обменной кислотности и понижения величин рН наблюдается при внесении диаммофоски. По сравнению с контрольным вариантом увеличение величины актуальной кислотности составило здесь 0,9 единиц рНшО. Это связано с более высокой продуктивностью биомассы пшеницы, что приводило к интенсивному накоплению продуктов метаболизма. В целом, на вариантах с внесением комплексных удобрений наблюдается незначительное подкисление почвы. Это благоприятно повлияло на условия произрастания пшеницы при внесении комплексных удобрений. В условиях вегетационного опыта отмечается небольшой разрыв между величинами актуальной и обменной кислотности, что связано с прижизненным влиянием растений и накоплением продуктов метаболизма в почве (табл.5).

Таблица 5 - Агрохимические свойства темно-серой лесной почвы

ВО 2011 г.

Вариант рН К-КН , мг/кг почвы

Н2О КСЬ

Контроль 6,7 6,2 3,5

ДАФК 5,8 5,5 10,0

АЗФК 6,2 5,9 10,9

Каа+АФ+ Кс 6,7 6,2 6,8

Акварин 5 6,5 6,0 14,7

Акварин 9 6,5 6,2 14,5

НСР 05 1,15 0,09 2,54

По содержанию аммонийного азота почва всех вариантов опыта, за исключением удобренных акваринами, характеризуется как низко обеспеченная. При внесении акваринов почва переходит в класс повышенной обеспеченности азотом. На данных вариантах обнаруживается самое высокое, статистически достоверное по сравнению с контролем, содержание аммонийного азота. За счет оптимизации величины рН, здесь активизировались процессы аммонификации и нитрификации. Несмотря на высокий вынос азота биомассой пшеницы, на этих вариантах к концу вегетации осталось самое большое количество минерального азота.

Для чернозема обыкновенного, после экспозиции вегетационного опыта 2012 г., характерна близкая к нейтральной реакция среды, что видно из таблицы 6. Практически на всех удобренных вариантах опыта, за исключением акварина 9, по сравнению с контролем снижается величина рНн2о и отмечается незначительное подкисление почвы. При внесении традиционных тройных комплексных удобрений и подкормке акваринами в сравнении с контрольным вариантом произошло наиболее существенное подкисление почвы на 0,35-0,4 единицы рН. Внутрипочвенное внесение акварина 9 практически не изменило реакцию почвы, что, по-видимому, благоприятно повлияло на условия произрастания пшеницы и увеличило ее продуктивность.

Аммонийная форма азота, ближе стоящее соединение к синтезируемым веществам в растениях. Она доступна и быстрее усваивается растениями, в связи с тем, что меньше затрачивается энергии на ее усвоение, и это способствует лучшему накоплению белковых веществ. Аммонийный азот не накапливается в заметных количествах в почве, так как потребляется растениями, микроорганизмами или подвергается дальнейшему превращению в почве [5]. В вегетационном опыте 2012 г. почва всех вариантов характеризуется как низко обеспеченная этим элементом питания. При внесении удобрений содержание поглощенного аммония несущественно повышается по сравнению с контролем (табл. 6). Все это может быть следствием активного поглощения доступного азота растениями, так как его определение проводилось в конце лета, а не перед началом вегетации.

Содержание нитратного азота после экспозиции опыта очень высокое, несмотря на его использование и вынос растениями пшеницы. Это связано с высокой нитрификационной способностью чернозема обыкновенного по сравнению с темно-серой лесной почвой, где процессы нитрификации более подавлены. На вариантах внесения тройных комплексных удобрений (диаммофоски и азофоски) к концу вегетации обнаруживается самое большое количество нитратного азота. Это связано со сложившимися условиями текущей нитрификации при поддержании постоянной влажности почвы поливом и повышенной температуры воздуха вегетационного периода 2012 г. При внесении акваринов различными способами не зафиксировано усиление нитрификации и увеличение количества этой формы азота по сравнению с контролем (табл.6). Вероятно, на этих вариантах удобрения увеличивали использование нитратного азота.

Таблица 6 - Агрохимические показатели чернозема обыкновенного при внесении комплексных удобрений, 2012 г.

Вариант Показатели

рН Н2О Ы-ЫН4 N-N03

мг/кг почвы

Контроль 6,95 2,0 32,7

ДАФК 6,6 2,2 48,5

АЗФК 6,6 2,1 47,8

АФ + Кх 6,8 2,3 21,0

Акварин 5 6,6 2,0 30,0

Акварин 9 7,0 2,6 29,6

Подкормка акварином 5 6,5 2,2 30,6

Подкормка акварином 9 6,6 2,6 31,8

НСР 05 0,32 0,17 1,52

Выводы. Таким образом, исследования показали схожую стратегию между продуктивностью и изменением агрохимических свойств почв при внесении удобрений. Повышение продуктивности гороха сопровождалось более интенсивным поглощением элементов питания, т.к. вынос их, благодаря росту биомассы, увеличивался.

В опытах на темно-серой лесной почве произошло подкисление почвы на всех удобренных вариантах. По содержанию нитратного и минерального азота почва всех вариантов после экспозиции опыта характеризуется как высоко обеспеченная. Максимальное количество поглощенного аммония обнаружено при совместном внесении аммиачной селитры с аммофосом и сульфатом калия. Наибольшее содержание подвижного фосфора отмечено при внесении акваринов внутрипочвенно и аммофоса с сульфатом калия.

На всех удобренных вариантах чернозема обыкновенного не установлено значительного подкисления почвы. Максимальное количество нитратного азота обнаружено при внесении тройных комплексных удобрений азофоски и диаммофоски. Существенных различий по содержанию аммонийного азота в почве между вариантами опыта не наблюдалось. Внесение акваринов в качестве некорневой подкормки существенного влияния на свойства почвы не оказало.

Список литературы:

1. Назарюк В.М. Почвенно-экологические основы оптимизации питания растений / В.М. Назарюк // Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2007. - 364 с.

2. Танделов Ю.П. Плодородие кислых почв земледельческой территории Красноярского края / Ю.П. Танделов. - Красноярск, 2012. - 161 с.

3. Антонова О.И. Эффективность использования гербицидов, удобрений (ОМУ и Акварина) при возделывании яровой пшеницы. // Материалы научно-практической конференции. Алтайхимпром, 2003. - С. 38-44.

4. Ладухин А.Г. Специальные удобрения для оптимизации питания картофеля / А.Г. Ладухин // Главный агроном. - №2. - 2009. - С. 39-44.

5. Онищенко Л.М. Обеспеченность чернозема выщелоченного подвижными формами азота, фосфора, калия в зависимости от норм минеральных удобрений под сою // Научный журнал КубГАУ, №32(8), 2007 г. - С. 13-22.