Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

АГРОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РОЛИ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В ПЛОДОРОДИИ ИНТЕНСИВНО ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "АГРОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РОЛИ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В ПЛОДОРОДИИ ИНТЕНСИВНО ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

М - з$/у //Л 7 На правах рукописи

КЛИМЕНКО Николай Николаевич

УДК 631.445.2 : 631.452 : 631.423.4

АГРОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РОЛИ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В ПЛОДОРОДИИ ИНТЕНСИВНО ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ

почвы

(Специальность 06.01.01 —общее земледелие)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА- 1984

Работа выполнена на кафедре земледелия и методики опытного дела Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук, профессор А. М. Лыков.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор А. Д. Фокин, кандидат сельскохозяйственных наук В. Ф. Ульянов.

Ведущее предприятие — Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны.

Защита диссертации состоится «<л' » . «•лл«-л . . . .

1984 г. в «Ус /час. на заседании Специализированного совета К-120.35.07 в Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва, И-550, Тимирязевская ул., дом 49. Сектор защиты диссертаций ТСХА

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан «/*> » . /1^л/ел'**' . . . 1984 г. Ученый секретарь j £ _

Специализированного совета — si

доктор биологических наук

' Е. Е. £)растина.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Установка нашей партии на всемерное повышение плодородия почв, вытекающая из решений XXVI съезда КПСС и майского (1982 г.) Пленума ЦК КПСС, определяет основное направление развития современного земледелия.

Материальным носителем плодородия почвы во многом является ее органическое вещество. Управление плодородием почвы, как свидетельствуют результаты исследований Л. Н. Александровой, М. М." Кононовой, Т. Н. Кулаковскон, А. М. Лыкова, Д. С. Орлова и др., тесно связано с количественными и качественными изменениями ее органической части. Этим диктуется необходимость всесторонней количественной оценки роли органического вещества в плодородии дерново-подзолистой почвы и количественной оценки влияния земледельческих приемов на органическое вещество почвы.

Цель и задачи исследований. Цель наших исследований заключалась в выявлении с помощью различных методов статистической количественной оценки экспериментального материала возможности перехода на нормативно-технологическое управление органическим веществом дерново-подзолистой почвы. Исходя из этого, в работе решались следующие задачи:

1. Количественно оценить роль различного содержания органического вещества н его качественного состояния в плодородии интенсивно используемой дерново-подзолистой почвы.

2. Для решения первого вопроса разработать и апробировать специальную многофакторную схему опыта, позволяющую использовать различные методы статистической количественной оценки изучаемых факторов.

3. Оценить количественное влияние бессменных культур, севооборота, удобрений и известкования на качественное состояние органического вещества и производительность дерново-подзолистой почвы.

ЦЕНТРАЛЬНАЯ 1

НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА 1

Моск. сеяьскохоз академик

им.. К. А. Т*!мирязавз__,

Им в.

Объекты исследования. Исследования проводились в длительном опыте ТСХА, заложенном в 1912 году по инициативе Д. Н. Прянишникова на дерново-слабоподзолистой почве, а также в вегетационно-полевых опытах на экспериментальной базе учхоза «Михайловское» Подольского района Московской области в 1981—1983 гг.

Научная новизна результатов исследований

1. В пределах реально существующего содержания органического вещества в дерново-подзолистой почве (0,7— 4,0%С) не установлен абсолютный максимум продуктивности зерновых культур. В указанном интервале увеличение содержания углерода в почве положительно влияет на урожайность культур.

2. Установлено, что продуктивность органического вещества почвы (величина урожая, приходящаяся на единицу углерода) находится в прямой зависимости от его подвижности. Подвижность органического вещества тесно связана с био-генностью почвы. Дана количественная оценка этих связей.

3. Впервые проведена количественная оценка влияния земледельческих приемов на качественное состояние органического вещества дерново-подзолистой почвы. Установлена возможность перехода на нормативно-технологическое управление качественным состоянием органического вещества дерново-подзолистой почвы с целью увеличения ее производительности.

Практическая ценность и реализация результатов. Устанавливать оптимальные параметры содержания органического вещества в дерново-подзолистой почве в каждом конкретном случае необходимо с учетом максимальных практических возможностей и экономической целесообразности. Урожайность культур не является абсолютным критерием для этой цели, так как не имеет максимума в интервале реально существующей гумусированности дерново-подзолистой почвы.

Регулирование подвижности органического вещества дерново-подзолистой почвы является реальной возможностью повышения ее производительности. Использованный в работе подход количественной оценки влияния различных агротехнических приемов на качественное состояние органического вещества дерново-подзолистой почвы позволяет перейти к практическому управлению его трансформационными процессами с целью создания и поддержания высокой подвижности на заданном количественном уровне. Для практического учета подвижности органического вещества в гумусовом балансе предлагается использовать установленные в работе количественные связи качественного состояния органического вещества с его общим содержанием и продуктивностью.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на конференции первичного НТО учхоза «Михайловское» в 1982 г. и на второй Всесоюзной конференции по применению математических методов и ЭВМ в почвоведении в городе Пу-щино Московской области в 1983 г. По материалам диссертации опубликовано 4 статьи.

Объем работы. Диссертация изложена на 157 страницах машинописного текста, состоит из 6 глав, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы (321 наименование, в том числе 36 иностранных), приложения и содержит 30 таблиц и 19 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условия и методика проведения исследований. Схема, условия и методика проведения длительного опыта ТСХА подробно описаны в многочисленных публикациях. Анализировались почвенные образцы, отобранные весной 1982 г. со всех полей опыта, кроме бессменной озимой пшеницы и 133 севооборотного поля. На известкованном и неизвесткованном фонах в слоях почвы 0—20 и 20—40 см образцы почвы отбирали по вариантам удобрений: «О», «NPK», «NPK+навоз», «навоз» в бессменных культурах. В севообороте вариант «навоз» отсутствует. Для изучения изменений качественного состояния органического вещества в сезонном цикле образцы отбирались 15 мая, 1 июля, 15 августа в 1981 —1983 гг. на известкованном фоне в бессменном пару, под картофелем и льном в бессменных и севооборотных полях.

Серия вегетацнонно-полевых опытов проведена по специально разработанной схеме, которая представляет из себя полуреплнку от ПФЭ 43Х22, состоящую из 4-х ортогональных относительно главных эффектов факторов и их парных взаимодействий схем для каждой изучаемой культуры: яровая пшеница, ячмень, овес н горохо-овсяная смесь. В опытах изучались: содержание органического вещества в дерново-подзолистой почве (Г) —0,7; 1,4; 2,3; 4,0% С; дозы минеральных удобрений (Д) — (5ON8OP60K, 120N160P120K, 180N240P180K, 240N320P240K; мощность пахотного слоя (М) 0—430 см и 0—20 см и уплотнение почвы (У) 1,05— 1,07 г/см3 и 1,34—1,36 г/см3. Каждый из 128 вариантов схемы представляет из себя сосуд без дна из армированной полиэтиленовой пленки высотой 40 см и даметром 25 см. Почвы, просеянные через решета с диаметром отверстий 1 см н произвесткованные по двойной гидролитической кислотности, набивались в сосуды на 0—40 см по 21 кг, а на 0—20 см'по 10,5 кг абсолютно сухой массы. Повторность двукратная.

Лабораторные анализы проводились по общепринятым

методикам. Для характеристики качественного состояния органического вещества почвы использованы показатели, апробированные в работе Б. П. Боинчана: содержание углерода в водной и щелочной (0,1 н. КаОИ) вытяжках, коэффициент цветности щелочной вытяжки.

Экспериментальный материал статистически обработан дисперсионным анализом по Б. А. Доспехову, корреляционным анализом по программе «КОРРЕЛ» на ЕС-1022 в ЭВЛ ТСХЛ. Производственные функции рассчитаны по программе ПРЛ-3 на Мннске-32 и по программе ПК ВМДР на ЕС-1035 в ЦИНЛО по статистической модели

у-Во + вл-ЬвгГ + взД»-- 4-в4Д+в5М + в6У-Ьв7(ГД) w + + вьГ« М-Щй>.-> У + ВюДлМ + ПцД"-5 У+в12МУ.

Эффекты факторов рассчитаны по алгоритмам Иэйтса вручную на микрокалькуляторе.

Планирование схемы микрополевого эксперимента и расчет производственных функций проведены при методическом и практическом содействии И. Л. Рубанова.

Агрономическая роль органического вещества и его качественного состояния и их количественная оценка в плодородии дерново-подзолистой почвы

При изучении влияния органического вещества дерново-подзолистой почвы на продуктивность растений небольшие интервалы его изменений часто нивелируются широким варьированием других свойств и условий получения урожая, особенно в тех случаях, когда для этой цели используются результаты серии опытов. Преодоление этих трудностей, как указывает Т. Н. Кулаковская, возможно в специальных модельных опытах. Именно в таких модельных опытах и проведены наши исследования.

Известкование почвы позволило устранить влияние кислотности на урожайность культур. Величина рН на всех почвах за время эксперимента находилась в пределах оптимальных значении для изучаемых культур.

Внесение возрастающих доз минеральных удобрений позволило создать в почвах высокий фон минерального питания растений (более 15 мг/100 г почвы) и привело к накоплению Р2Оа и К20. Темпы накопления в почвах подвижных форм фосфора и калия тем выше, чем больше содержалось этих элементов в исходной почве. В высокогумусированной почве накопление их меньшее, что объясняется повышенными сорбционными свойствами и лучшим использованием растениями. Возрастающие дозы минеральных удобрений прнво-

дят к подкислению почвы, увеличению биогенности почвы и увеличению подвижности органического вещества.

С увеличением гумусированности почвы уменьшается ее биогенность (отрицательные парные коэффициенты корреляции между биогенностью почвы и содержанием в ней углерода находятся в пределах 0,70—0,84, уменьшаются величины дыхательных коэффициентов (г = —0,36—0,72) и уменьшаются относительные изменения этих и других (каталазная активность, нитрифицирующая способность) биологических показателей в сезонном цикле.

Количественно продуцирование С02 и поглощение Ог почвой связано с содержанием в ней органического вещества следующими уравнениями регрессии:

СО2 = 2,342+0,696Г R = 0,77

О2=1,75 + 0,951Г R=0,82

Абсолютное содержание лабильного органического вещества в почве находится в прямой зависимости от ее гумуси-рованности. Количественно содержание углерода в водной (В) и щелочной (Щ) вытяжках с учетом доз минеральных удобрений связано с содержанием общего углерода в почве уравнениями:

В==40,94+ 13.55Г + 0.39Д R = 0,92

Щ = 805,9+233.2Г + 45.2Д R = 0,82

С увеличением общего содержания органического вещества в почве подвижность его снижается, па что указывает уменьшение относительного содержания углерода в вытяжках. Количественно подвижность органического вещества почвы (Щ%) в зависимости от общего содержания углерода в почве с учетом наличия подвижных элементов минерального питания растений описывается уравнением:

Щ% = 23,89—3,071—0,02Р2О5—0,01 К20 R = 0,83

Подвижность органического вещества тесно связана с биогенностью почвы (г—0,88—0,96).

Установлено, что горохо-овсяная смесь по сравнению с яровыми зерновыми культурами обеспечивает большее содержание лабильного органического вещества, большее общее содержание углерода в почве и большую его подвижность. Увеличившийся под горохо-овсяной смесью коэффициент цветности по сравнению с исходной почвой указывает на обогащение щелочной вытяжки менее сложными в химическом

отношении соединениями. Под пшеницей, наоборот, произошло увеличение ароматизированных соединений в щелочной вытяжке.

Уменьшение абсолютного содержания углерода в вытяжках в сезонном цикле ог весны к осени в условиях эксперимента свидетельствует о том, что в этот период процессы распада органического вещества почвы преобладают над процессами синтеза.

Определение количественной связи между содержанием органического вещества в почве и урожайностью культур в эксперименте позволяет заключить, что с увеличением гуму-сированности дерново-подзолистой почвы закономерно увеличивается урожайность культур, (табл. 1). Влияние органического вещества почвы на урожанность культур в опытах во все годы исследований положительное, тогда как высокие дозы минеральных удобрений в 1981 засушливом году дали отрицательные эффекты (например, ячмень).

Таблица 1

Влияние гумусированности почвы на урожанность культур

(числитель, г абсолютно сухого зерна на сосуд) и окупаемость удобрений урожаем (знаменатель, г зерна на г удобрений)

Средние данные за 1981 —1983 гг.

С в почве, % Пшеница Ячмень Овес Горохо-овсяная смесь

0,7 11,6 20.4 20,7 56.3

5,7 10,1 10,5 27,3

1,4 14,7 22 2 25.1 57.3

7,4 11,2 12,3 30,5

2,3 19,4 10,0 28,2 14,2 31,6 15,8 67,3 34,8

4,0 21,1 ,,, 34,4 16,7 36,5 18,2 - 71,7 37,2

1981 г. у-16,33 + 3,28Г-0,73Д-Ю,02МОз-Ю,01Р205 Я-0,71

1982 г. у = 16,6 + 4,64Г-г 1.84Д Я = 0,94

Увеличение гумусированности почвы не сопровождается пропорциональным увеличением урожайности культур — продуктивность органического вещества почвы при этом снижается. Продуктивность органического вещества дерново-подзолистой почвы (П) во многом зависит от его подвижности и биогенности почвы (Бк — бногенность по каталазе): 6

Ячмень П -0,863—0,175Г+3,034В% R=0,95

Пшеница П = 0,848—0,099Г + 0.047Щ% R-0,97

П - 0,636— 0.087Г + 0,054СО2+0,125Бк R=0,93

Продуктивность органического вещества количественно в большей степени определяется содержанием водорастворимого углерода, чем содержанием щелочнорастворимого органического вещества.

Рассчитанные по алгоритмам эффекты изучаемых факторов показали, что различия по мощности пахотного слоя и уплотнению почвы в условиях эксперимента не оказали статистически достоверного влияния на урожайность культур.

В благоприятные 1982 и 1983 годы эффекты от возрастающих доз минеральных удобрений положительные и на 50% статистически значимы. В 1981 засушливом году отрицательные, статистически незначимые.

Наибольшее положительное влияние на урожайность культур оказало содержание органического вещества в почпе. Эффекты от увеличения содержания органического вещества все положительные и статистически достоверные в благоприятные годы и 50% их значимые в 1981 г. Статистический анализ показал, что эффекты от содержания органического вещества снижаются с увеличением его общего содержания, но при этом лучше используются минеральные удобрения, особенно их высокие дозы, эффекты от которых на малогуму-сированных почвах бываюг даже отрицательными.

То, что эффективность использования минеральных удобрений во многом определяется гумусированностью дерново-подзолистой почвы, подтверждают и данные окупаемости удобрений урожаем (табл. 1). Увеличение доз минеральных удобрений с 60N80P60K до 240N320P240K сокращает окупаемость их урожаем в 4—5 раз.

Производственные функции полностью подтвердили изложенную выше количественную оценку влияния изучаемых факторов на урожайность культур. Коэффициенты регрессии мощности пахотного слоя и уплотнения почвы в производственных функциях статистически незначимы. Коэффициенты регрессии содержания органического вещества в почве наибольшие и во все годы положительные. Анализ семейств кривых, построенных по производственным функциям для возрастающей гумусированности почв, свидетельствует о том, что они имеют вид, представленный на рисунке 1, или даже вид прямых линий, когда незначимы все степенные члены статистической модели. Это свидетельствует о том, что в изучаемом интервале содержания органического вещества в почве не был получен абсолютный максимум продуктивности полевых культур.

Воспроизводство органического вещества дерново-подзолистой почвы и его качественного состояния при 8 длительном применении бессменных культур,

севооборота удобрений и периодическом известковании

Исследования, проведенные в длительном опыте ТСХЛ, показали, что и ряду бессменных культур: озимая рожь, ячмень, лен, картофель и бессменный пар — одновременно с уменьшением общего содержания органического вещества почвы происходит уменьшение абсолютного содержания его лабильной части, но подвижность органического вещества в указанном порядке возрастает.

Длительное парование почвы, приведшее к значительному сокращению общего содержания органического вещества, обеспечивает наибольшую его подвижность по сравнению с севооборотом и тем более с бессменными культурами. Это указывает на то, что обработка почвы является мощным фактором мобилизации органического вещества в подвижные формы.

Статистическая оценка изучаемых в длительном опыте ТСХЛ факторов показала, что наибольшее количественное влияние на качественное состояние органического вещества оказывает известкование (рис. 2). Оно более чем на 1000 мг/кг сокращает содержание углерода в щелочной вытяжке в слое почвы 0—20 см и более чем на 500 мг/кг в слое 20—40 см. При этом общее содержание органического вещества почвы под бессменными культурами и паром увеличивается, а в севообороте практически не изменяется. Общин эффект известкования на содержание водорастворимого углерода в слое почвы 0—10 см положительный.

Внесение минеральных туков обеспечивает более высокую подвижность органического вещества, чем совместное внесение органических и минеральных удобрений. На абсолютное и относительное содержание водорастворимого углерода большее положительное влияние оказывает совместное внесение органических и минеральных удобрений, положительные эффекты которых в слое почвы 0—20 см более 30 мг/кг. Эффекты от «NPK» примерно в 2 раза меньше.

Севооборот оказывает всестороннее положительное влияние на качественное состояние органического вещества почвы по сравнению с бессменными культурами. Проявляется оно в увеличении абсолютного и относительного содержания углерода в вытяжках.

Влияние севооборота, удобрений и известкования на качественное состояние органического вещества почвы осложняется рядом значимых эффектов взаимодействий. В общем виде можно отметить, что совместное влияние изучаемых

г.зерна на сосуд 601

40

20

0,7.

1.4.

2,3

4,0 С%

Рис.1. Зависимость урожайности культур от гумусированности почвы и доз минеральных удобрений. ЬЬкрополевой эксперимент," ячмень. 1982 г. ,'.•'•.. 0,1,2,3 - дозы минеральных удобрений '

мг/кг 1800 +

1200 1000 800, .

Ст

Aj.Bj-.Cg

АРВ1

2

А0<В0.С0

„в с

V о - о

Рис.2. Эффекты влияния.севооборота /А/, известкования /В/ и удобрений /С/ на содержание углерода в вытяжка«, мг/кг. 1982 г..0-20 см.

. А: О - бессменно, I - севооборот. : В: 0-без извести, I - по извести. . С: 0 - баз удобрений, I - "1Ш", 2 - "ЛРК+навоз" ' Взаимодействия: * севооборот-известкование .

. — » — севооборот-удобрения -. • '• оевооборот-удобрения-известко-вание

Цифра - % от среднего-содержания /статистически ЗНйЧИКЫЭ ЭффеКТЫ-/."

факторов на абсолютное содержание углерода в вытяжках отрицательное, а на относительное — положительное.

Изучение изменения качественного состояния органического вещества в сезонном цикле показало, что к середине вегетационного периода в почвах длительного' опыта ТСХЛ происходит увеличение содержания лабильного органического вещества (щелочнорастворимого), а к копну вегетационного периода резкое его уменьшение, до уровня 1-го срока или даже ниже. Такой характер изменения (так же, как и в мпкро-полевом эксперименте) свидетельствует о преобладании в период от весны до осени процессов распада органического вещества почвы над процессами его синтеза.

Производительность дерново-подзолистой интенсивно используемой почвы в зависимости от ее плодородия и агротехнического комплекса

Урожайность культур, которая в значительной мере является показателем эффективного плодородия ночи, указывает на его значительную дифференциацию в длительном опыте ТСХЛ (табл. 2).

Рассчитанные эффекты факторов показывают количественное влияние севооборота, удобрений и известкования на

Таблица 2 Урожайность культур в длительном опыте ТСХЛ. Средние данные за 1973—1983 гг.

Факторы Озимая рожь Ячмень Картофель

Л В С Леи-соломка

о Без извести Без удобр. ОТК МРК + навоз 8,4 21,8 23,5 4,7 23,1 25,7 57,0 174,4 182,0 2.4 20,9 19,2

о [3 По извести Без удобр. ОТК МРК + навоз 8,9 20,9 22,4 6,7 21,7 22,1 61,8 169.0 176.1 10,3 23.0 25.1

О Без извести Без удобр. ОТК МРК+навоз 26,9 31,3 37,6 2,8 17,3 24,0 70.3 188,7 203,5 31,5 38,3 48,9

Севообор По извести Без удобр. ОТК МРК + навоз 21,8 32,3 34,5 10,6 21,8 24,8 58,8 202,0 228,2 30,8 39.3 48.4

НСР05 I 7,9 6,0 57.4 15,2

урожайность культур (рис. 3). Эффекты удобрений наибольшие на ячмене и картофеле. На рисунке 3 видно, что совместное длительное внесение органических и минеральных удобрений примерно удваивает урожайность зерновых культур и льна и утраивает урожайность картофеля. Величины эффектов «КрК» составляют 55—65% от эффектов «КРК+на-воз».

Максимальный эффект севооборота- проявляется на льне. Высокий он для озимой ржи и относительно небольшой для картофеля. На ячмене эффект севооборота небольшой по абсолютной величине, отрицательный и статистически незначимый.

Эффекты известкования все статистически незначимые. Положительные они для льна и картофеля и отрицательные для зерновых культур. .

Рассчитанные в стоимостной форме показатели производительности различных моделей плодородия дерново-подзолистой почвы в севообороте под вариантами: «О», «КРК», «КРК+навоз» показали, что эффект среднегодовой за ротацию севооборота (1978—1983 гг.) стоимости основной продукции от совместного применения органических и минеральных удобрений составляет 438,7 руб., т. е. более чем в 2 раза увеличивает среднегодовую стоимость основной продукции по сравнению с неудобренным вариантом, где она равна 394,9 руб. Эффект от «КРК» составляет 260,5 руб. Известкование почвы в севообороте обеспечивает положительный среднегодовой эффект в 61,7 руб. Стоимостная оценка использована потому, что лен не имеет других эквивалентов с остальными изучаемыми культурами.

Одинаковый характер эффектов изучаемых в длительном опыте факторов на урожайность культур, производительность почвы в стоимостной форме и качественное состояние органического вещества почвы, особенно на водорастворимый углерод, свидетельствуют о тесной связи этих показателей.

Для изучаемых культур были рассчитаны эффекты факторов по годам и сопоставлены с метеорологическими условиями периодов вегетации. Анализ изменений эффектов факторов и показателей температурного и водного режимов показал, что не только урожайность культур, но и эффекты изучаемых факторов находятся в сложной зависимости ог среднемесячных за период вегетации количества осадков и температуры. Тем не менее можно отметить, что величины эффектов севооборота для всех культур в большей степени определяются изменениями урожайности в севообороте, чем в бессменных посевах. Для озимой ржи эффекты севооборота хорошо согласуются со среднемесячной температурой: чем выше последняя, тем больше эффект севооборота. На карто-

РйсЗ. Эффекты влияния севооборота, известкования и удобрений . ': на урожайность полевых культур. Длительный опыт ТСХА, ; Средние за 1873-1983 гг.

Обозначения яа рис. 2. —ж- удобревия-жзвестковшие

феле в годы с наибольшим увлажнением снижаются эффекты как удобрений, так и севооборота.

Высокая подвижность органического вещества почвы на варианте «NPK» в длительном опыте ТСХА обеспечивает лучшие экономические показатели (себестоимость 1 ц зерна озимой ржи 6,74 руб., чистый доход с 1 га 227,15 руб., рентабельность 107,6%) по сравнению с вариантом «NPK-Ь навоз» (себестоимость — 8,00 руб., чистый доход — 225,49 руб., рентабельность— 74,9%), несмотря на то, что на варианте «NPK + навоз» почва обладает лучшими кислотно-поглотительными и водно-физическими свойствами и в ней содержится большее количество питательных веществ (Р2О5 и К20).

Выводы

1. Результаты исследований свидетельствуют о возможно -сти с помощью всесторонней количественной оценки влияния агротехнических приемов на органическое вещество почвы перехода на нормативно-технологическую основу управления его содержанием и качественным состоянием.

2. Увеличение содержания органического вещества в дерново-подзолистой почве (0,7—1,0% С) положительно влияет на урожайность культур. Продуктивность органического вещества в указанном интервале неодинакова, с увеличением гумусированности почвы она снижается.

3. Отсутствие абсолютного максимума урожайности культур в интервале содержания углерода почвы 0,7—1,0% С, который охватывает практически все реально существующие уровни гумусированности дерново-подзолистой почвы, указывает на то, что урожайность культур не является абсолютным критерием при оптимизации уровня ее гумусированности. Исходя из высокой агрономической ценности органического вещества дерново-подзолистой почвы, при оптимазинани его содержания необходимо устанавливать максимальные практически возможные и экономически целесообразные параметры с учетом его продуктивности.

4. Высокая'гумусированность почвы является основой оптимизации питательного режима и кислотных свойств дерново-подзолистой почвы при внесении высоких доз минеральных удобрений.

Содержание подвижных форм фосфора и калия в почве может быть быстро доведено до любого заданного предела с помощью высоких доз минеральных удобрений. При этом чем выше исходное содержание этих элементов в почве, тем быстрее темпы их последующего накопления.

и

При высокой гумусированности почв темпы накопления P2Os и КгО снижаются вследствие, в частности, лучшего использования минеральных удобрений растениями.

Увеличение гумусированности дерново-подзолистой почвы примерно в 2 раза (0,7—1,4 и 1,4—2,3% С) увеличивает окупаемость минеральных удобрений урожаем в среднем на 25%, а увеличение гумусированности с 0,7 до 4,0% С примерно удваивает ее.

5. Установлена количественная связь урожайности культур с качественным состоянием органического вещества дерново-подзолистой почвы и прежде всего с содержанием водорастворимого органического вещества.

Содержание углерода в щелочной вытяжке и ее оптические свойства хорошо отражают общую лабильность органического вещества и направленность его трансформационных процессов в почве. С увеличением подвижности органического вещества почвы повышается его продуктивность. Подвижность органического вещества находится в прямой зависимости от биогенности почвы.

6. В сезонном цикле от весны к осени происходит сокращение содержания лабильного (щелочнорастворимого) органического вещества интенсивно используемой дерново-подзолистой почвы. Это свидетельствует о том, что за этот период процессы распада органического вещества преобладают над процессами синтеза.

7. Длительное применение органических удобрений увеличивает общее содержание органического вещества в почве при одновременном сокращении его подвижности.

Длительное внесение минеральных удобрений значительно увеличивает лабильность органического вещества. Этим объясняется большая урожайность культур на вариантах «NPK», чем на вариантах с внесением только органических удобрений.

Совместное применение органических и минеральных удобрений по влиянию на органическое вещество почвы занимает промежуточное положение.

8. Периодическое известкование дерново-подзолистой почвы резко сокращает абсолютную и относительную подвижность органического вещества, но несколько увеличивает содержание тесно связанной с урожайностью культур водорастворимой фракции углерода.

9. В ряду культур: озимая рожь, ячмень, лен, картофель и бессменный пар—происходит уменьшение общего содержания органического вещества в почве и абсолютного содержания его лабильной части. Одновременно в таком же порядке возрастает подвижность органического вещества почвы.

10. Механическая обработка почвы является действенным средством поддержания высокой подвижности органического вещества даже при низком его общем содержании.

11. Севооборот оказывает положительное влияние на качественное состояние органического вещества почвы, увеличивая как абсолютное, так и относительное содержание его лабильной части.

Повышенной лабильностью органического вещества, находящейся в тесной связи с биологическими свойствами почвы, объясняется сильная зависимость урожайности культур в севообороте от метеорологических условий.

12. Эффекты удобрений, севооборота и известкования находятся в сложной зависимости от погодных условий. Тем не менее некоторые общие особенности их проявления следующие. Для зерновых культур увеличение среднемесячного количества осадков за период вегетации увеличивает эффекты удобрений. Для льна и картофеля, наоборот, в годы с максимальным увлажнением эффекты удобрений и севооборота резко сокращаются. Максимальные положительные эффекты севооборота для зерновых культур проявляются в наиболее теплые годы.

13. Экономическая эффективность производительности дерново-подзолистой почвы тесно связана с ее органической частью. Чем выше содержание органического вещества в почве севооборота, тем выше урожайность культур. Высокая подвижность органического вещества дерново-подзолистой почвы не только обеспечивает более высокую его продуктивность, но и увеличивает экономическую эффективность производственных затрат.

Все сказанное выше обосновывает общую стратегию в отношении органического вещества дерново-подзолистой почвы: с одной стороны, необходимо всемерное увеличение содержания органического вещества, а с другой — обеспечение его высокой подвижности.

Практические рекомендации

1. Количественное содержание гумуса в конкретных моделях плодородия дерново-нодзолнетой почвы предлагается устанавливать с учетом его подвижности и продуктивности, при соответствующем экономическом обосновании.

2. При балансовых расчетах и при планировании параметров и режимов «гумусового хозяйства» дерново-подзолистой почвы предлагается использовать установленные в работе количественные связи (уравнения регрессии) качественного состояния органического вещества с его общим содержанием, продуктивностью и урожайностью культур.

3. Комплекс агротехнических мероприятий в системах земледелия предлагается строить с учетом нормативного влияния каждого агротехнического приема на качественное состояние органического вещества с целью поддержания его высокой подвижности при необходимом количественном уровне. Для этой цели можно использовать установленное в работе количественное влияние (эффекты факторов — коэффициенты регрессии) на качественное состояние органического вещества дерново-подзолистой почвы — удобрений, севооборота, известкования.

По материалам диссертации опубликованы следующие

работы:

1. Лыков Л. М., Рубанов И. А., Клименко Ы. Ы. Агрономическая оценка моделей плодородия дерново-подзолистой почвы. — Известия ТСХЛ, М.: Колос, 1983, вып. 6, с. 35—42.

2. Лыков А. М., Рубанов И. А., Клименко Н. Н. Моделирование плодородия почвы в микрополевом опыте. — Известия ТСХЛ, М., Колос, 1984, вып. 2, с. 27—32.

3. Рубанов И. А., Лыков А. М., Клименко Н. Н. Основные принципы планирования и построения ортогональных схем главных эффектов факторов. — Известия ТСХА, М.: Колос, 1983, вып. 2, с. 43—48.

4. Рубанов И. А., Лыков А. М., Клименко Н. Н. Моделирование уровней плодородия дерново-подзолистой почвы в микрополевом опыте. — Тезисы докладов II Всесоюзной конференции по применению математических методов и ЭВМ в почвоведении. Пущино, 1983, с. 44—4(5.

Л 77880 2/ТУ—84 г. Объем 1 п. л. Заказ 920. Тираж 100

Типография Московской с.-х. академии им. К. Л. Тимирязева 127550, .Москва И-550, Тимирязевская ул., 44