Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Агрохимическое обоснование оптимальных параметров содержания фосфора в дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Агрохимическое обоснование оптимальных параметров содержания фосфора в дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве"

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНЛКЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ иы. М.В. ЛОМОНОСОВА

Факультет почвоведения

На правах рукописи

МЕРГЕЛЬ СВЕТЛАНА ВАСИЛЬЕВНА

АГРОХИМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ СОДЕРЖАНИЯ ПОДВИЖНОГО ФОСФОРА В ДЕРНОВОЧГОДЗОЛКСТОЯ ТЯХЕЛОСУГЛИНЙСТОЯ ПОЧВЕ

Специальность 06.01.04 - агрохшяя

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 1991

Работа выполнена на кафедре агрохимии факультета почвоведения Московского государственного университета ш. М.В. Ломоносова и на ЦОС ВИУА им. Д.Н. Прянишникова.

Научные руководители: доктор биологических наук, профессор Л.А. Лебедева

доктор сельскохозяйственных наук H.A. Кирпичников

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук Б.А. Сушеница

кандидат биологических наук В.М. Лазарчик

Ведущее учреждение: Тимирязевская сельскохозяйственная академия

Защита состоится 1992 г. в I530 час.

на заседании Специализированного совета К053.05.86 в МГУ шI. М.В. Ломоносова в аудитории М-2

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ.

Автореферат разослан " ^ " 1992 года

Приглашаем Вас принять участие в обсуяденш диссертации на заседании Специализированного совета К.053.05.86 в МГУ им. М.В. Лоионосова, а отзывы на автореферат в 2-х экземплярах просим направлять по адресу: II9899, Москва,' Ленинские горы, МГУ, факультет почвоведения, Ученый совет.

Ученый секретарь Специализированного совета

$.//. И.П. Бабьева

Актуальность тещ. В Нечерноземной зоне проблема оптимизации фосфатного режима почвы состоит в устранении дефицита подвижного фосфора. Существуйте рекоиендации разработаны для известкованных почв и предполагают создание уровней содержания подвижного фосфора в почве от 10-15 до 25-27 иг/100 г (по Кирсанову). И в прежние года для достижения столь высокого уровня при существующих тогда поставках фосфорных удобрений потребовалось бы 25-27 лет (Кулановская, 1984). В настоящее время проблема оптимизации фосфатного режима почвы усугубляется ростом дефицита не только фосфорных, но и известковых удобрений, а также увеличением закупочных цен на них. В этих условиях особую значимость приобретают исследования, суть которых в более жесткой детерминировании нижней границы оптимального содержания фосфора и возможности ее установления на кислых дерново-подзолистых почвах. К шш относятся почвы с генетически обусловленным невысокий содержанием алшиния (менее 7-8 иг/100 г) и давно произвесткованные почвы, рН которых по прошествии 18-20 лет с момента известкования сместился в кислый интервал, однако обменная кислотность сохранилась на довольно низком уровне и подвижный алшиний практически отсутствует. Такие почвы являются типичными дм- Центральных районов Нечерноземной зоны РСФСР и занимают ее основнуп территория (Добровольский, Левин, 1978). Цель и задачи исследований. Цель работы состояла в агрохимической обосновании оптимального содержания подвижного фосфора в кислой дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве с низкки содержанием подвижного зшяим, В соответствии с целью были поставлены следующие задачи: I) оцепить допустхиость определения оптимального уровня содержания • подвижного фосфора в кислой дерново-подзолистой почве; 2) изучить формирование и величину продуктивности ячменя в зависимости от содержания подвижного фосфора в почве; 3) изучить фосфатный режим почвы на естественном и искусственных фосфатных фонах; 4) исследовать азотный режии почвы при различном содержанка в ней фосфора, в тон числе: активность ферментов азотного обиено; азотиинерализуггув способность почвы; дингнхку содержЕЕМ генерального азота; 5) определять групповой й фрахщпожыЯ состав гуг.^уса кэ естествэнгс"! н искусственная фос^атках Соягх.

I

Научная новизна работы. Arpo логически обоснованы оптимальные уровни содеряашш подвижного фосфора в кислой (pH 4,2-5,2) дерново-подзолистой тясел^суглииистой почве на покроБном суглинке. с низкий содержанием подвижного алшиния. Установление, что оптимальное содержание подвижного фосфора на неизвесткованнсй (pH 4,2) и давно произвесткованной почве (pH 5,2) мояет Сыть в 2-3 раза ниже рекомендуемых ныне для известкованных почв. Показано, что на искусственно созданных фосфатных фонах улучшается не только фосфатный, но и азотный режим почвы, что проявляется в последействии' остаточных фосфатов и в действии свежевнесенных; изменяется качественный состав гумуса.

Практическая ценность работы. Полученные результаты могут быть использованы в рекомендациях по рациональному применению фосфорных удобрений.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на III Всесоюзном симпозиуме "Биодинамика почв" (Таллин, 1988 г.), на 10 Международной симпозиуме "Humus et Planta" (Прага, 1991 г.). Публикации. По материалам диссертации опубликование три работы. Структура и объем работы. Диссертация изложена на*#<5> страницах, содержит 4? таблицы в основном тексте, 9 таблица в приложении, 2 рисунка; состоит из введения, 6 глав, выводов и приложена. Список литературы включает 257 работ, в той числе 58 зарубежных.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ Полевой опыт. Исследования проводили В 1987-1989 гг. в длительном полевом опыте ЦОС ЕЯУА им. Д.Н. Пряшшникова в Барыбино на пылевато- тяжелосуглшшстой дерново-подзолистой почве па покровном суглинке. Агрохимическая характеристика почвы к моменту проведения исследований приведена в таблице I. С 1972 г. в течение кзсти лет на исходной и предварительно произвесткованной почве создавались фосфатные фоны ежегодным внесением 100 и 200 кг/га д.в. двойного суперфосфата (Рсд). В 1280 г. после формирования фонов р0,естественный, рвоо, р1Яоо 113 г.сддай из них была наложена диагностическая схема: nk, нх«-рцо, !JK*PS0, nx+p130. Применение фосфорных удобрений в возрастащих дозах на протяжении семи лет, предаествуодах началу проведения исеях исследований, привело к дальнейшей дифференциации почвы по 2

Таблица I

Агрохимическая характеристика почвы (1987-1989 гг. )

Фон P20s, кг/га Гумус, % pHkcl Нобм Нг Со**»Мда* PjOs AI Al

Ц-ЭКВ/ЮО г иг/100 г МГ/Л

Неизвесткованная почва

0 1,54 4,2 0,49 4,6 7.0 1,7 5,51 0,38

600 1,52 4,2 0,57 4,6 7,8 4,3 5,50 0,36

1200 1,56 4,1 0,70 4,5 8,2 10,2 4,12 0,31

Почва произвесткована 15 лет назад

0 1,60 5,2 0,09 2,8 8,9 1.9 0,11 н/о

600 1,54 4,9 0,09 2,5 8,9 4,8 0,10 н/о

1200 1,56 5,0 0,08 2,3 9,1 10,6 0,07 н/о

содержанию подвязного фосфора в пределах каздого из фосфатных фонов. Благодаря этому к 1987 г. в пределах единой генетической разности сформировался широкий спектр почв в различной степени обеспеченных фосфорои: от 1,6 до 19,9 иг/100 г (табл. 2). Столь богатое разнообразие уровней содеряания подвижного фосфора явилось хорошей основой для установления оптимальной величины последнего па кислой дерново-подзолистой почве с низким содержанием подвижного алкиния и невысокой степенью его подвшшостя. Структура полевого опыта позволяет провести такие исследования на исходной почве с рН 4,2 и давно произвесткованной почве, рН которой за 15 лет с момента закладки опыта понизился до 5,2. В качестве тестовой культуры для установления оптимального уровня содеряания подвижного фосфора в почве из полевого севооборота, представленного озимой шпешщей, картофелем, ячменем и клевером был шбран ячмень, сорт "Носовский".

Минеральные удобрения вносили в виде ашгиачной селитры (Наа), двойного суперфосфата (Рсд), хлористого калия (Кх). Фосфорные удобрения вносили на фоне nbdic120 по схеме представленной в таблице 2. Количество полей-в натуре три. Повторность опыта 4-кратная. Размер делянки 56 ы2. Полевые культуры вырастали по интенсивной технология с применением фунгицидов и ретардантов.

ВегетацдохшиЗ опыт. Почву для исследований отбирали с делянок полевого опыта каадого из фосфатных фонов с вариантов без

3

внесения: фосфорных удобрений и помещали в сосуда Митчерлиха (6 кг). Каа, Ред. Кх вносили по 0,1 г д.в./кг почвы при закладка опыта. Схема опыта приведена в таблице 3. Повторность опыта девятикратная. Пробы растений и почвы для- анализов отбирали в фазу кущения, выхода в трубку и полной спелости ячменя.

Модельные опыты. Детальное изучение влияния уровня содержания фосфора в почве на ее фосфатный и азотныЯ режим проводили в модельных опытах в отсутствие растений. Исследовали почву контрольных вариантов вегетационного опыта. Навески почвы 100 г смешивали с удобрениям, увлажняли до 60% ППВ, помещали в стеклянный стаканчик и инкубировали в термостате при температуре 28°С и постоянной , влажности. Фосфорные удобрения в виде Са(НаР0ц)3 ВНОСИЛИ В ДОЗе 20 кг/100 Г почвы, .известь (СаСОэ) - по 1,5 Кг, или 345 кг/100 г почвы. Повторность опыта восьмикратная. Пробы почвы для анализа отбирали через 28, 56, 112 и 224 дня. В опыте по определенно азотминерализуицей способности параллельно изучали влияние Ка& в дозах 0, 2, 4, 8 иг N/100 г на степень подвижности фосфора.

Методы химических анализов. Азот в органах растений после ыокрого озоления лиофильно высушенных образцов в смеси серной и хлорной кислот и в почве определяли калориметрическим методом с помощью фенояятпшохлоритной реакции (Кудеяров, 1972). Фосфор в растениях - по Денисе, в почве подвижный - по Кирсанову, степень подвижности фосфатов - по Скофялду. Гумус определяли по Тюрину, рН - потенциометрически в солевой вытяжке, сунну поглощенных оснований и гидролитическую кислотность - по Каппену, обменную кислотность и подвияныЯ алшиний по Соколову, (Агрохимические методы... ,1975). Степень подвижности алюминия определяли в 0,02 н. саС13-вытяжке с хромозуролом при отношении почвы к раствору 1:20 (Карпинский, 1951), групповой'и фракционный состав гумуса по Пономаревой, Плотниковой (Орлов, Гришина, 1981), обменный аммоний и нитраты - в 0,1 н. ко -вытяжке с последуицим восстановлением нитратов до аммония (Бочкарева, Кудеяров, 1982). Активность протеазы измеряли по методу Галстяна и Арутюняна, уреазы и аспарагиназы - по методу Галстяна и Цша (Хазиев, 1976) с переводом образовавшегося аммиака в индофеноловый комплекс для калориметрического определения. Математическую обработку резуль-4

татов полевых, вегетационных и лабораторных опытов проводили по В.А. Доспехову.(1986) на ЭВМ.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБОТДЕШЕ I. Оптимальное содержание подвижного фосфора для ячменя на кислой дерново-подзолистой почве с низкий содержанием алпдшия.

При анализе данных под оптимальным понимали такое содерзаше подвижного фосфора в почве, при котором мозет быть реализован максимально возможный в конкретных почвенно-климатических условиях урожай сельскохозяйственных культур, а более высокое содержание фосфатов в почве и внесение фосфорных удобрений становится неэффективным (Кулаковская, 1980 и др.).

Как видно из таблицы 2 на вариантах NK неизвесткованной почвы продуктивность растет по мере того как содержание подвижного фосфора увеличивается от 1,7 до 4,3 нг/100 г и далее до 10,2 иг/100 г, в первом случае на 30%, во втором - на 18%, в среднем за три года. Насыщение почвы фосфатами свыпе 10,2 мг/100 г на фоне р12по и 8,8 ыг/100 г на фоне рЕОП не! стимулировало прибавку урожая ячменя. Это говорит о том, что содержание подвижного фосфора в почве 8,8-10,2 ыг/100 г является оптимальным для конкретных почвенно-климатичэских условий.

На известкованной почве за 15 лет, пронедпие с момента закладки опыта pH понизился до 5,2, однако обменная кислотность практически отсутствовала и содержание подвижного д| очень низкое (табл.1). Зависимость иеяду содержанием подвижных фосфатов в почве и величиной урезая ячменя в этих условиях проявилась менее рельефно, недели на неизвесткованноЯ почве. По сравнения с естественным (1,9 цг/100г) при урезке содержания фосфатов 4,8 мг/ЮОг урезай возрос на 16%, в среднем за три года, а величина его соответствовала максимальной. Максимальный урезай был получен также на естественном фосфатной фоне на варианте с содержанием подвижного фосфора 4,0 мг/100 г. Более высокая обеспеченность почш подвизныы фосфором не способствовала прибавке урожая, что позволяет отнести уровень содержания- пгдкпяого фосфора 4,0-4,8 иг/100 г к оптимальному. Таким образом, на известкованной почве оптимальный уровень содержания подвижного фосфора оказался в два раза ниже, чем на неизвесткованной.

Аналогичные выводы были получены при анализе данных H.A.

5

Таблица 2

en Веыпшэ содор^йшш фосфора в почве а фосфорных удобрений на урожай ячменя

(средние данные полевого опыта, 1987 - 1989 гг.)

Фоп кг/га

Взряант Неизвесткованная почва Известкованная почва

Содереанае PjOÏ.UT/IOOT Степень подвив. p2os. мг/л Урояьй, ц/га Содержание р2о,,мг/100г Степень подвил. РаО,, иг/л Урожай, ц/га

0 МК 1,7 0,066 18,6 1.9 0,077 26,8

NK*P„„ 3,7 0,070 25,9 4,0 0,082 30,7

N*»P.„ 7.3 0,128 27,6 7,1 0,161 30,3

NK*Plao 8,6 0,142 29,7 8,7 0,210 29,8

600 Ш 4,3 0,082 4.8 0,093 32,2

6,3 0,119 31,2 6,5 0,142 30,0

NK*P.0 8,8 0,150 31,8 9,0 0,198 30,8

NX-P„„ 12,6 0,227 30,2 11,4 0,243 31,4

NK 10,2 0,101 30,3 10,8 . 0,107 30,9

NK-Рцо 12,9 0,145 29,5 14,0 0,163 28,3

NK»Pao 16.5 0,185 31,6 17,7 0,235 31,8

Niep12„ 19,8 0,253 28.5 19,6 0,279 «8,7

1987г. HCPD,0S 4,6 Р,« 5,5; 1988г. НСР„,„ 3,4 Р,Х 5,0; 1989г. НСР0,„ 4,1 ?,% 6,0

Кирплчнякова (1989) по продуктивности других культур севооборота: картофеля, озимой пзеницы и клевера.

Подтверждением результатов полевого опыта явились закономерности, полученные в вегетационном (табл. 3). В первый и во второй годы исследований свегевнесенные фосфорные удобрения были неэффективны по сравнен» с КК фоном при уровнях содержания фосфатов 10,^ ыг/100 г на нензвестковашюЯ и 4,в иг/100 г на известкованной почве, что свидетельствует об их оптимальности.

Итак, в полевой и вегетационном опытах наглядно продемонстрировано, что оптимальное содержание подвижного фосфора для расте-

Таблица 3

Урожай ячменя при различной содержании фосфора в почве (данные вегетационного опыта)

1987 1988

Известь по г.к. Вариант Содержание фосфора в почве, иг рао,/ЮО г

1.8 4,6 10,4 1.8 4,6 10,4

0 0 3,5 4,5 4,1 3,2 4,1 4,0

нк 4,9 8,6 И.4 4,7 5,3 7,4

НРК 10,2 10,8 11,0 6,4 6,8 7,0

1,5 0 4,6 5,9 5,1 3,9 5,0 4.7

1(К 7,0 12,1 9,0 5,5 8,6 8,8

NPK II,I 11,3 8,4 7,0 8,1 6,4

IS87 г. НСР0,Ж 1,4 г; Р,Я 1,9; 1983 г. IICP0,S 0,95 г; Р,% 1,9 кий иогет быть установленно и. на кислых почвах, если содержание подвижного алиппйя в !шх невелико. Особенно важным является то, что в качестве тестовой культуры для детерминирования величины оптимального содержания фосфатов использовался ячмень, очень чувствительный к реакции среды, а также невысокие абсолютные показатели нижней границы оптимального содержания подвижного фосфора. Ora оказались в 2-3 раза ниже рекомендуемых ныне для произвесткованных почв.

2. Фосфатный режим почвы и питание растений, азотом на естественном и искусственно созданных фосфатных фонах.

Попытка улучшить фосфатное состояние почвы путей создания

7

высоких фосфатных фонов в первую очередь направлена на повышение содержания доступных фосфатов (р2оЕ в 0,2н. НС1), что влечет увеличение их степени подвижности (р3ох в 0,02н. СаС12).

Как видно из таблицы 2 оба параметра менялись в соответствии с количеством внесенных удобрений и на фоне р13аа содержание подвижного фосфора в почве увеличилось в три раза, а степень подвижности - в два раза по сравнению с естественным фоном.

Применение извести не повлияло на содержание подвижных фосфатов, но увеличило их степень подвижности. Благодаря защитной функции извести по отношению к ретроградации вновь вносимых фосфатов на известкованной почве они отличались более высокой степенью подвижности нежели на неизвесткованной, несмотря на одинаковое содержание.

Положительная корреляционная связь с показателями степени подвижности была установлена не только для выноса фосфора урожаем ячменя (г=0,64), но и для выноса азота (г=0,46, при гкрит=0,23). Вероятно, на различных фосфатных фонах складываются неадекватные условия не только фосфорного, но и азотного питания растений.

Исследования, проведенные в вегетационном опыте показали, что на начальных зтапах вегетации ячменя наблюдается дифференциация растений на различных фонах по содержанию в них азота (табл. 4). На неизвесткованной почве в фазу кущения (фон ЫК) содержание азота в биомассе при оптимальном содержании фосфора в почве на 16% выше, нежели при естественном, на известкованной - на 8,5%. В фазу выхода в трубку закономерность менее выражена, но тенденция сохранилась.

Вряд ли более высокое потребление азота растениями по мере увеличения содержания подвижных фосфатов в почве связано только со стимулирующим влиянием фосфора на развитие корневой системы и явлением синергизма фосфат-ионов и ионов аммония (Турчин, 1940; 1964). Вероятно, создание фосфатных фонов приводит к изменения не только фосфатного, но и азотного режима почвы. ,

Сопоставляя результаты наблюдений по динамике потребления азота растениями и изменением содержания его в неизвесткованной почве можно заметить довольно резкие различия по выносу азота растениями на возрастащих фосфатных фонах, в то время как содержание азота в почве практически не меняется (рис.1). Это 8

Таблица 4

Содержание азота в ячмене в фазу кущения при различном содержании фосфора в почве, ¡5. (Средние данные вегетационного опыта 1987-1988 гг.)

Известь, по г.к. Вариант Содержание фосфора, нг р2о8/100 г

1,8 4,6 10,4

0 о № ИР к 3,08 4,39 4,78 3,26 4,65 4,96 3,41 5,23 5,11

1.5 о 3,77 3,38 2,78

ык 4,42 4,81 4,08

МРК 4,76 4,53 3,69

Запасы минерального азота В почВе и бынос его растениями Ь динамике

Содержание фосфора 6 почВе мг/100 г

а 1,7 С~110,г

А — кущение В — быход В трубку С — полная спелость

Рис. 1.

9

характерно и для известкованной почвы. Можно предположить, что в почве с более высоким содеряанием подвижного фосфора накапливается больше доступного для растений азота. В пользу благоприятного влияния высокого содеряания фосфора в почве на азотный реши свидетельствует и то, что внесение фосфорных удобрений совместно с азотно-калийннми сопровождается увеличением выноса азота растениями по сравнению с азотно-калийным фоном, в то время как содержание подвижного азота на этих вариантах, как правило, одинаково.

Дополнительную информацию о наличии или отсутствии влияния уровня содержания фосфора в почве на ее азотный режим в условиях вегетационного опыта можно было получить измеряя активность ферментов азотного обмена на различных фосфатных фонах. 3. Активность ферментов азотного обмена в почве в зависимости от уровня -содеряания подвижного фосфора.

Из графиков, представленных на рисунке 2 видно, что максимум активности протеазы, уреазы и аспарагиназы в почве наблццался в фазу труСковакия ячменя, соответствующую периоду максимального потребления питательных веществ. Для середины вегетации характерна наиболее четкая дифференциация величины активности протеазы и уреазы в зависимости от уровня содержания фосфора в почве. Менее рельефные показатели получены для аспарагиназы. По сравнению с естественным фосфатным фоном при уровне содержания фосфора в почве 10,2 нг/100 г активность протеазы увеличилась на 33%, уреазы - на 35%, аспарагиназы - на 29%, в среднем за два года на неизвесткованной почве.

На известкованной почве тенденция аналогичная и максимальная ферментативная активность, как правило, соответствует уровни содержания фосфора в почве 10,6 иг/100 г, который в два раза превышает оптимальный. Исключение составляет уреаза. На оптимальном же фосфатном фоне активность протеазы и уреазы - на 23%, а аспарагиназы - на 15% выше, чем на естественном.

Азотно-калийные удобрения оказывали депрессирусцее действие на активность протеазы, уреазы и аспарагиназы на неизвесткованной почве на протяжении всего вегетационного периода. При внесении фосфорных удобрений совместно с азотно-калийными угнетающее влияние последних на ферментативную активность почвы ослабевало, 10

Неизвесткованная почва

0,6 0,3

NH2/g

0.6

NHj/g

0,3 ОД 5

NHj/g

I 2

1 - кущение

2 - быхоЭ В трубку

3 - полная спелость

3 I

3 I

Известкованная почва

f«H2/g

0Ê ов

NH3/g

I 2

протеаза

0,35

СЦ5

Ж3/д

з I

уреаза

2 3

— Р 0

......Р G00

—Р 1200

3 1 2 3

аспарсгиназа PlJC. 2,

а иногда и полностью снималось. На известкованной почве отрицательное действие азотно-калийных удобрений наблюдалось лишь в начальный период роста растений при низкой содержании фосфора. Негативное влияние полного минерального удобрения не обнаружено.

Приведенные рассуждения позволяют предположить, что на неизвесткованной и известкованной почвах при оптимальном уровне содержания фосфора складываются более благоприятные условия для трансформации азотсодержащих веществ под действием ферментов, нежели на почве с естественным содержанием фосфатов.

Для получения достаточно корректных выводов относительно наличия взаимосвязи между фосфатным уровнем почвы и ее обеспеченностью минеральными формами азота был поставлен модельный эксперимент в отсутствии растений.

4. Влияние уровня сбдержания фосфора в почве на содержание в ней минерального азота, азотиинерализущую способность и гуцусное

состояние.

В модельном опыте подтвердилось предположение о том, что насыщение почвы фосфорными удобрениями улучшает не только фосфатный, но и азотный режим почт.. Это проявилось как в последействии остаточных фосфатов по пропествии 17 лет после создания фонов, так и в действии свежевнесенных (табл. 5). С ростом обеспеченности почвы подвижным фосфором наблюдается тенденция к увеличению содержания минерального азота. При оптимальном, с точки зрения питания растений фосфатном фоне содержание минерального азота в неизвесткованной почве на 17%, а в известкованной - на 15% вше, чем в почве с естественный содержанием фосфатов. Свежевнесенные фосфорные удобрения вызывают дополнительную мобилизацию азотсодержащие вещств. Как видно из графика (рис.3), влияние Рсд на динамику содержания минерального азота подобно влиянию извести, но уступает ему по силе.

В пользу существования зависимости между фосфатным состоянием почвы и ее азотньш режимом свидетельствуют данные по азотмикерализухщай способности почвы на различных фосфатных фонах. По мере увеличения фосфатного уровня почвы она возрастает и на максимальном фосфатном фоне (р^оо) превышает азоташкрализу щув способность естественного фона (р„) в два раза на неизвесткованной почве и в три раза на известкованной (рис.4). 12

сутки

* ~ СоСОэ —I— Pcô - контроль

Рис.3.

Азотминерализующая способность почВы при различном содержании б неа фосфора

«rN\100 г

Содержание фосфора иг/100 г 10,2-10,6

4,3-4,8

1,7-1.9

Неизбвсткобснная почва

Избесткобсхная почба

Рис.4.

13

Таблица 5

Последействие и действие фосфатов на степень подвижности фосфора и содержание минерального азота в почве (модельный опыт)

Известь, по г.к.

Фосфатный Степень Минеральный

фон, Вариант P^oi подвижности азот,

мгр2о5/100г PjOg, МГ/Л мг/кг

1.5

1.7 4.3

10,2 1.9

4.8 10,6

сд

сд

сд

сд

сд

сд

4,21 4,19 4,19

4.17 4,08 4,05 4,79

5.00 4,89 5,15

5.01

5.18

0,07 1,88 0,10 2,05 0,19 2,43 0,10 3,11 0,16 3,33 0,28~ 3,94

18,5 24,8 20,8 26,5 22,8 28,0 22,4 32,4 26,7 34,3 25,2 27,0

13.3 ~572" 21,8 ~37tT

14.0 6,8

22.4 "Í7T 15,8

~7ТТГ

23.1

12,4 ТОдГ 21,8 10,6

17.2

9.5 23,1 "ТТТ2~ 16,6

8.6 14,4 12,6

Примечание: числитель - n-nh„; знаменатель - n-no3 Улучшение азотного режима в определенной степени связано с активизацией микроорганизмов, участвущих в разложении азотсодержащих органических веществ и усилением биохимической трансформации азота почвы. Возникает опасение, что создание высоких фосфатных уровней в отсутствие применения органических удобрений, может привести к уменьшении содержания гумуса и, как следствие, деградации почвы.

Как показали исследования по истечении 17 лег после закладка опыта содержание гумуса в пахотном слое не изменилось и было одинаковым на различных фосфатных фонах. Тем не менее, проявилась зависимость между содержанием подвижного фосфора в почве и 14

изменением группового и фракционного состазэ гумуса.

Увеличение фосфатного уровня почвы от 1,7 до 10,2 иг/100 г почвы не повлияло на сумму гуыиновах кислот (ГК), но изменило соотношение фракций. Содержание свободных ГК и связанных с полуторными окислаш уменьшилось .в 1,5 - 2 раза, при одновременном увеличении количества менее подвижных ГК, связанных с кальцием, устойчивыми полуторнши окислами и папистами минералами-. На фосфатных фонгх рвоо и р120п содержание фульвокислот (СК) снизилось по сравнению с исходной почвой на 11,2 и 35,15, соответственно. Это произошло на фоне уменьпения всех фракций ФК. Стабилизация ГК и уменьшение содержания 5К способствовали увеличению соотнесения ГК:£К от 0,44 на почве с естественный содержанием фосфатов до 0,75 на максимальном фосфатном уровне (10,2 ыг/100 г). Содержание негидролизуемого остатка увеличилось на 75,6%.

Аналогичные изменения происходили на известкованной почве. Правда, в присутствия извести влияние фосфатного уровня почвы на группоЕсй и фракционный состав гумуса было менее,выражено.

Приведенные результаты позволяет констатировать, что интенсивное повышение фосфатного уровня почвы в условиях высокой насыщенности севооборота клевером (40%) сопровождается стабилизацией содержания гумуса в пахотном горизонте, изменением его состава и переходом типа гумуса из фульватного в гуматно-фульватный.

вывода

1. В кислой дерново-подзолистой тяжело-суглинистой почве с низким содержанием подеижного алгыиния и низкой степенью его подвижности установлены оптимальные уровни содержания подвижного фосфора для растений. Нижняя граница, оптимального содержания подвижного фосфора для ячменя в неизвесткованной почве (рН 4,2) составила 8,8-10,2 мг/100 г, а в давно произвесткованной почве (рН 5,2) -4,0-4,8 мг/100 г.

2. Еыязлена положительная корреляция между степенью подвижности фосфатов почвы а еыносоы урожаем ячменя не только фосфора, но и азота. В вегетационном опыте в начале вегетации ячменя наблюдалась дифференциация растения на различных фосфатных фонах по процентному содержанию в них азота. На кеизвесткованкой почве 15

в фазу кущения содержание азота в биомассе при оптимальной, содержании фосфора в почве на 16% вьшс, нежели при естественном; на известкованной почве - на 8,5%.

3. При установленных невысоких показателях оптимального содержания фосфора улучшается не только фосфатный, но и азотный режьы почвы. В модельном опыте на оптимальных с точки зрения питания растений фосфатных фонах по сравнения с естественный фоном содержание минерального азота выше: в неизвесткованной почве - на 17%, в известкованной - на 15%. Зависимость содержания минерального азота в почве от ее обеспеченности фосфороы проявилась как в последействии остаточных фосфатов, так и в действии свежевнесенных. Влияние суперфосфата на динамику содержания минерального азота подобно влиянию извести, но несколько уступает ей по силе воздействия на мобилизацию азота.

4. При оптимальном содержании подвижного фосфора в почве активность ферментов азотного обмена выше, чем при естественном. В вегетационном опыте в середине вегетации на оптимальных фосфатных фонах неизвесткованной и известкованной почвы активность протеазы была выше на 33 и 23%, уреазы - на 35 и 23%, аспарагиназы - на 29 и 15%, соответственно, по сравнению с естественным фоном.

5. По мере увеличения уровня содержания подвижного фосфора в почве азоткинерализущая способность возрастала и при максимальной обеспеченности фосфатами превышала азотминерализую-щую способность почвы с естественным содержанием фосфора в два раза в отсутствие известкования и в три раза - на фоке длительного последействия извести. Абсолютные показатели азотминерализую-щей способности практически одинаковы при оптимальных уровнях содержания подвижного фосфора в неизвесткованной почве (рН 4,2) и в давно произвесткованной почве (рН 5,2).

6. По истечении 17 лет после закладки опыта содержание гумуса в пахотном слое не изменилось и было одинаковых! на исследуемых фосфатных фонах неизвесткованной и известкованной почвы, но его фракционный и групповой состав различался. При оптимальнее содержанки фосфора в' почве набладалось повышение содержания негидролизуемого остатка, укеньезниэ содержания фульвокислот пр:: неизменной содерхашл гуызноЕах кислот по ерьвнеткэ с г:сх.о?;гюЛ почвой. Тип гумуса кз фульватпого перэгэл в хунатко-СуяьвстЕкЗ.

16

Список работ, опубликованных по теме диссертации.

1. Динамика, биологической активности в дерново-подзолистой почве с разными уровнями содержания подвижного фосфора.- Тезисы доклада III Всесоюзного симпозиума "Биодинамика почв" (25-27 октября 1988 г.), Таллин, 1988, с. 38 (в соавторстве).

2. Influence oí the soil phosphate level on humus quality.-Proceedings 10-th International symposium "Humus et Planta", Prague, 1991, p.56.

3. Оптимальное содержание подвижного фосфора' на кислой дерново-подзолистой почве с низким содержанием алюминия (в печати).

Тир. 125 экз. Уч.-изд.л. 1,0

26;12.91 г. Зак. 3777Р

Отпечатано-на ротапринте в ОНТИ ЛНЦ АН СССР