Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИЗВЕСТКОВАНИЯ СЛАБО- И СРЕДНЕКИСЛЫХ ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ ЛЕСОСТЕПИ АЛТАЙСКОГО КРАЯ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИЗВЕСТКОВАНИЯ СЛАБО- И СРЕДНЕКИСЛЫХ ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ ЛЕСОСТЕПИ АЛТАЙСКОГО КРАЯ"



На правах рукописи

Дымова Лариса Васильевна

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИЗВЕСТКОВАНИЯ СЛАБО-И СРЕД НЕКИСЛЫХ ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ ЛЕСОСТЕПИ АЛТАЙСКОГО КРАЯ

06.01.04 - АГРОХИМИЯ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Барнаул 2005

Работа выполнена в ФГОУ НПО «Алтайский государственный аграрный университет» на кафедре почвоведения и агрохимии.

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Антонова Ольга Ивановна

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Трофимов Иван Тимофеевич;

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Просянннкова Ольга Ивановна

Ведущая организация - ОНО «БиЙская опытно-селекционная станция»

Защита диссертации состоится «21» декабря 2005 г. в 9 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета в Алтайском государственном аграрном университете по адресу: 656049, г, Барнаул, пр. Красноармейский, 98.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Алтайский государственный аграрный университет».

Автореферат разослан «, <6 _» ноября 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук, профессор

_ В. А. Рассыпное

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Большинство культурных растений и почвенных микроорганизмов лучше развивается при реакции среды, близкой к нейтральной, По К.А. Блэку (1973), при рНс 5,7 урожайность зерна пшеницы составляет 89%, при рНе 5,0 — 76% от урожайности на почве с рНе 6,6, принятой за 100%, Урожайность ячменя, соответственно, снижается до 80%, люцерны и донника — более чем на половину (42%), клевера до — 72%.

Наиболее чувствительными к кислотности и отзывчивыми на известкование являются сахарная свекла, горох, кукуруза, пшеница, подсолнечник.

Влияние кислой реакции на растение весьма многосторонне: у них ухудшается рост и ветвление корней, снижается проницаемость клеток корня и состояние плазмы, а следовательно, использование растениями питательных веществ из почвы и удобрений. Под влиянием кислой среды снижается биологическая активность почвы, и нарушается белковый и углеводный обмен. Растения подвергаются различным грибковым заболеваниям - корневым и септори-озным гнил ям, В связи с этим часто формируется невысокая урожайность и низкое качество продукции: в зерне мало белка и клейковины, а в кормовых культурах, наряду с низким уровнем протеина, накапливается нитратный азот.

Отрицательное действие даже слабокислой реакции, присущей оподзолен-ным и выщелоченным черноземам, на продуктивность сельскохозяйственных культур усиливается благодаря проявлению деградации водно-физических и агрохимических свойств почв.

В составе пахотных почв лесостепной зоны, расположенной в области Бие-ЧумышскоЙ равнины (правобережье Оби), по данным Л.М. Бурлаковой (1984), наиболее распространены выщелоченные черноземы, занимающие $1% их площади. Именно эти почвы в результате длительного и бессистемного использования, без соблюдения закона возврата питательных веществ, ограниченного внесения органических удобрений подверглись значительному ухудшению физико-химических и агрохимических свойств, в т.ч. повышению кислотности.

На этих почвах можно получать высокие и устойчивые урожаи сельскохозяйственных культур, так как они расположены в условиях достаточного увлажнения.

Цель исследования - изучить эффективность известкования выщелоченных черноземов разными мелиорантами на фоне применения удобрений в севооборотах зоны лесостепи Алтайского края.

Для выполнения поставленной цели предусматривалось решение следующих задач:

- изучить влияние разных доз извести и дефеката при мелиорации средне-и слабокислых почв на величину обменной и гидролитической кислотности, сумму поглощенных оснований и обеспеченность почв питательными веществами;

- определить действие известкования на неудобренная" А Уд№£е6Аых фонах под основные культуры изучаемых севооборотовмени К.А. Тимирязева

} ЦНБ имени Н.И. Железнова 1 Фонд, научай литературы

з___

- установить оптимальную дозу извести и дефеката для мелиорации средне- и слабокислых выщелоченных черноземов;

• рассчитать баланс питательных веществ в связи с применением мелиорантов и удобрений;

- определить экономическую эффективность применения извести и дефеката на почвах с кислой реакцией.

Научная новизна. Впервые в условиях лесостепи Алтайского крал изучена эффективность извести и дефеката при раздельном их внесении и совместно с минеральными удобрениями на среднекислых, а также в комплексе с органическими и минеральными удобрениями на слабокислых выщелоченных черноземах в полевых севооборотах с сахарной свеклой, кормовыми и зерновыми культурами с повышением их продуктивности в 1,2-1,7 раза.

Дана сравнительная оценка извести и дефеката как химических мелиорантов. Выявлено их действие на изменение кислотности почв, суммы поглощенных оснований, вынос и баланс элементов питания растений.

Защищаемые положения:

- известкование слабо- и среднекислых выщелоченных черноземов в дозах по полной Нг и 0,75 Нг способствует их переводу в разряд нейтральных, улучшает питательный режим почв, повышает эффективность применения удобрений и продуктивность возделываемых культур в течение четырехлетней ротации;

- известкование дефекатом по сравнению с известью обеспечивает менее напряженный баланс питательных элементов в севооборотах и характеризуется наибольшей окупаемостью затрат.

Практическая значимость работы. Выполненная работа является теоретической и практической основой для определения доз внесения дефеката как мелиоранта на выщелоченных черноземах, что снизит темпы деградации почв при возделывании на них основных районированных сельскохозяйственных культур.

Апробация работы. Материалы диссертации представлены и обсуждены иа межрегиональной научно-практической конференции «Повышение плодородия почв продуктивности сельскохозяйственных культур в зонах рискованного земледелия» (г. Барнаул, октябрь 2004 г.), межрегиональной научно-практической конференции «Агрохимия: наука и производство» (г. Кемерово, декабрь 2004 г.), межрегиональном специализированном конгрессе «Плодородие почв Сибири» (г. Барнаул, октябрь 2005 г.), на ежегодных районных агрономических конференциях (1998-2005 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы в сборниках материалов научно-практических конференций и журнале «Агрохимический вестник».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, приложений и списка литературы. Обший объем работы составляет 135 страниц машинописного текста, содержит 32 таблицы, б рисунков и 15 прило-

жеинй. Список литературных источников включает 126 наименований, в том числе 6 на иностранных языках.

Благодарности, Автор считает своим долгом выразить искреннюю признательность и благодарность научному руководителю, определившему направление данной работы, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Ольге Ивановне Антоновой за постоянное внимание к работе и ценные замечания, сделанные в процессе обработки полученных результатов и при написании диссертационной работы. Особая благодарность сотрудникам станции агрохимической службы «Бинекая»:, О.В. Скоковой, Е.А. Воробьевой, Е.Б. Зубченко, А.П. Зубченко, за помощь, советы, критические замечания и активное обсуждение работы на всех этапах ее выполнения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1. Эффективность известкования почв

В главе дан литературный обзор и современные представления о природе кислотности почв, проанализированы проблемы химической мелиорации кислых почв, а также ее влияние на состояние плодородия почв и продуктивность севооборотов.

Глава 2. Условия проведения исследований, объекты, методы

Место проведения исследований — совхоз «Беловский» Троицкого района в период с 1994 по 1997 гг. и СГ1К колхоз «Вперед» Зонального района в период с 2001 по 2004 гг., которые расположены в зоне выщелоченных и оподзоленных черноземов лесостепи Алтайского края. Так как лесостепная зона представляет собой в основном Бие-Чу мышскую равнину, на ее склоновых почвах развита водная эрозия.

Согласно агроклиматическому районированию, эта территория относится к увлажненному району. Характерная для нее сумма температур свыше 10°С составляет 2100-2150°С, безморозный период длится 122 дня, годовое количество осадков — 502 мм, в том числе за вегетационный период 294,4 мм. Для зоны характерны заморозки в конце второй н третьей декад мая и в первой декаде июня. В целом климатические условия зоны позволяют успешно возделывать яровые и озимые зерновые культуры, сахарную свеклу, картофель, овощные и кормовые культуры.

Погодные условия в годы проведения исследований изменялись в широких пределах. За вегетационный период меньше нормы выпало осадков в 1997 и 2004 гг. и в эти же годы отмечались более высокие среднесуточные температуры. Наиболее благоприятные погодные условия сложились в остальные годы исследований, когда количество осадков превышало среднемноголетнюю норму в 1,3-2,0 раза. Гидротермические коэффициенты за май-август колебались от 0,73 до 1,85 и были наименьшими 0,73-0,87 в 1997 и 2004 гг., что сказалось на

формировании урожайности. Самым увлажненным являлся 2002 г., когда ГТК был равен 1,35.

В почвенном покрове зоны исследований преобладают выщелоченные черноземы (57% площади пашни), ш которых половина почв имеет слабо- и средне-кислую реакцию среда. Почвы опытных участков являются характерными для зоны и представлены выщелоченными среднемощными среднегумусными сред-несуглинистыми черноземами с содержанием гумуса 5,2-5,9%, рНе- 4,6-5,4, суммой поглощенных оснований - 28,0-34,7 мг-эквДОО г, Нг - 3,22-4,77 мг-эквЛОО г, со степенью насыщенности основаниями — 80-90%, содержанием нитратного азота — 3,5-6,0 мг/кг, подвижного фосфора — 184-257 мг/кг, обменного калия -113-115 мг/кг. Почвы с рНе < 5,1 относятся к среднекислым, с рН,> 5,1-5,5 - к слабокислым. Согласно принятой классификации по рНс> данные почвы нуждаются в известковании.

Опыты с мелиорацией выщелоченных черноземов закладывались в совхозе «Беловский» на среднекислых почвах в севообороте: 1) чистый пар; 2) сахарная свекла; 3) яровая пшеница; 4) овес; 5) клевер красный; на слабокислых почвах: 1) чистый пар; 2) сахарная свекла; 3) горохо-овсяная смесь; 4) кукуруза на силос. В СПК колхозе «Вперед»: 1) чистый пар; 2) яровая пшеница; 3) овес; 4) овес. В опытах возделывались сорта: сахарной свеклы — «Гала», яровой пшеницы - «Алтайский простор» и «Алтайская 81», овса — «Иртыш», «Нарымскнй 943».

Дозы мелиорантов в совхозе «Беловский» рассчитывались по величине гидролитической кислотности — по полной Нг, 0,75 Нг, 0,5 Нг, 0,25 Нг на среднекислых почвах, а на слабокислых - по балансу Са, полной Нг, 0,75 Нг, 0,5 Нг. В качестве мелиорирующих веществ использовалась известь Локтеве кого завода, с содержанием СаСОэ — 60,0%, и дефекат - отход сахарного производства Бийского сахарного завода, с содержанием СаСОз — 45,6%, валовых азота -0,4%, фосфора — 0,43%, калия — 0,5%. Опыт на среднекислых почвах проводился на удобренном и неудобренном фонах. На слабокислых почвах исследования проводились по неудобренному фону. В СПК колхозе «Вперед» на слабокислых почвах были заложены опыты с использованием дефеката, рассчитанного по нормативу - 0,24 т/га, для сдвига рНс на 0,1 ед. (Антонова О Л., 1997) на разных фонах: с применением навоза в дозе 40 т/га и минеральных удобрений в дозах ЫзоРзоКэо и МбоРбоКя! (схема показана в табл. 2). Норма навоза рассчитана на бездефицитный-баланс органического вещества в четырехпольном зернопаро-вом севообороте.

Площадь опытных делянок — 60-100 мг, повторность трехкратная, размещение делянок последовательное. Технология возделывания сельскохозяйственных культур общепринятая для зоны. Внесение мелиорантов и удобрений проводилось в паровом поле с заделкой под отвальную вспашку на глубину 23-25 см. Учет урожая сплошной поделяночный. Достоверность полученных результатов оценивалась дисперсионным анализом по Б .А. Доспехову (1986).

Для суждения о влиянии мелиорации и применения комплекса средств химизации проводился отбор почвенных и растительных образцов. В почвенных образцах определяли обменную и гидролитическую кислотность, сумму поглощенных оснований, содержание нитратного азота, подвижного фосфора, обменного калия согласно нормативным документам: ГОСТ 26107-84, ГОСТ 26951-86, ГОСТ 26204-84, ГОСТ 26483-85, ГОСТ 27821-88, ГОСТ 26212-91.

В растительных образцах определяли показатели качества и основных элементов питания по ГОСТ 13979.1-68, ГОСТ 13496.4-84, ГОСТ 26657-8, ГОСТ 13586.1-68.

Все химические анализы проведены в аккредитованной испытательной лаборатории ФГУ САС «Бийская» (per. № POCC.RU.OOO 1.21ПЦ82).

Оценку эффективности внесения средств химизации проводили по балансу питательных веществ. Экономическую эффективность рассчитывали исходя из величины дополнительного чистого дохода и окупаемости вложенных средств.

Глава 3. Эффективность известкования. вышелоченных черноземов лесостепи

Влияние известкования на изменение основных видов кислотности и суммы поглощенных оснований. При изучении природы обменной кислотности в наших опытах было установлено, что этот вид кислотности обусловлен обменнопоглощенным водородом, так как обменнопоглошенный алюминий в исследуемых почвах составляет 0,015-0,027 мг-экв/100г почвы.

В опыте на среди екислых черноземах изменения обменной кислотности наблюдались в течение четырех лет и наиболее существенными они были на второй и третий год действия мелиорантов. Более существенное снижение этой кислотности отмечалось по вариантам с внесением извести и дефеката в дозах, рассчитанных по Нг и 0,75 Нг, и меньше по дефекату в дозах 0,5 Нг и 0,25 Нг. В таблице 1 показаны изменения рН„ Нг и суммы поглощенных оснований в опыте на среднекислых выщелоченных черноземах по вариантам опыта.

В среднем за четыре года действия при рНс на контроле 5,0 обменная кислотность изменилась от 5,1 до 5,9 ед. При использовании извести она снижалась на 0,2-0,9 ед. в зависимости от дозы, а по дефекаггу — на 0,1-0,9 ед. Внесение минеральных удобрений в дозе Н^Р^Км незначительно подкисляло почву до рН, 4,9. При совместном применении удобрений и мелиорантов обменная кислотность уменьшилась по обоим видам при использовании высоких доз на 0,4-0,6 ед. и на 0,1-ОД ед, по низким дозам.

Таким образом, внесение мелиорантов, рассчитанных по полной Нг и 0,75 Нг, переводит почвы из разряда средне кислых в разряд нейтральных в течение четырех лет нх действия, а при их внесении в дозах по 0,5 Нг и 0,25 Нг и совместно с минеральными удобрениями (NtioPooKio) в дозе 0,5 Нг требуется их повторное внесение через три года.

Таблица I

Влияние дефеката, извести и минеральных удобрений на изменение агрохимических свойств среднекислых .. выщелоченных черноземов (в среднем за четыре года)

Вариант РН, НгР мг-экв/100 г Б, мг-экв/100 г

1. Контроль без извести 5,0 4,96 26,7

2. Известь Нг 5,9 3,85 30,4

3. Известь 0,75 Нг 5.7 3,99 31,9

4. Известь 0,5 Нг 5,6 4,38 30,9

5. Известь 0,25 Нг 5,2 4,77 30,8

6. Дефекат Нг 5,9 3,66 30,3

7. Дефекат0,75 Нг 5,6 3,90 31,1

8. Дефекат 0,5 Нг 5,4 4,03 31,3

9. Дефекат 0,25 Нг 5,1 4,53 30,1

10. ЫчоРч^Кол - фон 4,9 4,98 30,1

11. Ф + известь Нг 5,5 4,10 33,9

12. Ф + известь 0,75 Нг 5,4 4,26 34,7

13. Ф + известь 0,5 Нг 5,2 4,53 32,7

14. Ф + известь 0,25 Нг 5,1 4,65 34,5

15. Ф + дефекат Нг 5,6 3,91 34,0

16. Ф + дефекат 0,75 Нг 5,5 4,20 35,0

17. Ф + дефекат 0,5 Нг 5,1 4,30 31,4

18. Ф + дефекат 0,25 Нг 5.1 4,58 29,4

Гидролитическая кислотность так же, как и обменная, не оказывает прямого влияния на растения, но влияет на насыщенность основаниями и буфер-ность почвы. Поэтому снижение данного вида кислотности в результате воздействия извести будет повышать емкость поглощения и степень насыщенности почвы основаниями. Внесение разных доз извести и дефеката на средне-кислых выщелоченных черноземах уменьшило величину гидролитической кислотности на 0,19-1,3 мг-экв/100 г почвы, или с 4,95 мг-эквЛОО г на контроле до 4,77-3,66 мг-экв/100 г. Снижение Нг происходило как на неудобренном, так и на удобренном фоне. На большую величину 0,3-1,3 мг-экв/100 г изменение отмечалось при внесении доз извести, рассчитанных по полной Нг и 0,75 Нг.

В связи со снижением гидролитической кислотности при использовании мелиорантов увеличилась сумма поглощенных оснований до 29,4-35,0 мг-экв/100 г против 26,7 на контроле. При этом внесение минеральных удобрений повышало сумму поглощенных оснований до 29,8 мг-экв/100 г. Использование в качестве мелиорантов извести и дефеката большой разницы на сумму поглощенных оснований не оказало. Наибольшее увеличение этого показателя по обоим мелиорантам отмечено при высоких дозах их внесения. Меньшее ее повышение'было по низким дозам использования дефеката по сравнению с известью на удобренном

фоне. Очевидно, это объясняется значительным потреблением Са н в связи с формированием большей урожайности культур по этим вариантам.

Определение обменной и гидролитической кислотности при внесении извести и дефеката на слабокислых выщелоченных черноземах в совхозе «Белов-ский» Троицкого района свидетельствует о длительности действия мелиорантов: снижение рНс и Нг происходило на протяжении трех лег. В среднем за эти годы обменная кислотность менялась по извести в зависимости от дозы на 0,4-0,8 ед., а по дефекату - на 0,3-0,9 ед., или она составляла по вариантам известкования 5,6-6,2 ед. при 5,3 на контроле. Наибольший сдвиг на 0,8-0,9 ед. был получен при использовании дозы, рассчитанной по балансу Са и на 0,7-0,8 ед. по полной Нг. Однако даже при использовании извести и дефеката в дозе по 0,75 Нг в среднем за годы исследований обменная кислотность составляла 5,6-5,7 ед. при 5,3 на контроле, шш была выше на 0,3-0,4 ед. Дефекат по своей эффективности был практически одинаков с известью.

Гидролитическая кислотность с 3,53 мг-экв/100 г на контроле снизилась до 3,35-2,83 мг-экв/100 г по вариантам известкования и составила по извести в зависимости от дозы 3,31-2,83 мг-экв/100 г и по дефекату-3,35-2,91 мг-экв/100 г, или действие дефеката было очень близким к действию извести.

Изучение показателей обменной, гидролитической кислотности и суммы поглощенных оснований в опыте с применением комплекса нз дефеката, навоза и минеральных удобрений в разных дозах позволило определить особенности их действия на эти свойства почв (табл. 2).

Таблица 2

Влияние дефеката, навоза и минеральных удобрений на изменение агрохимических свойств слабокислых выщелоченных черноземов (в среднем затри года действия)

Варианты РНС Нг, мг-экв/100 г в, мг-экв/100 г

1. Контроль 5,2 3,93 27,0

2. Навоз 5,5 3,28 28,6

3. Навоз, дефекат 5,7 2,96 29.3

4. Дефекат 5,5 2,91 28,8

5. 5,2 3,57 26,9

6. Навоз, ^оРчпКм 5,5 3,43 29,3

7. Навоз, дефекат, ЫтаРэоК^ 5,5 3,09 30,7

8. Дефекат 3 т/га, ИзоРзоКзо 5,5 2,55 29,9

9. Н.оРиК«, 5,4 3,47 28,7

10. Навоз, КбоР«лКа> 5,4 3,45 30,7

11. Навоз, дефекат, М«,Р«)К«> 5.5 2,70 31,7

12. Дефекат, 5,5 2,83 29,8

Было установлено, что в среднем за три года действия изучаемых средств только при минимальной дозе минеральных удобрений обменная кислотность

по сравнению с контролем не изменилась. Внесение всех остальных удобрений и сочетаний снизило этот вид кислотности до 5,4-5,7 ед„ или на 0,2-0,5 ед.

Наибольшее снижение произошло при совместном внесении навоза с де-фекатом н по всем остальным сочетаниям с внесением дефеката, что свидетельствует об обоснованности внесения дозы дефеката, рассчитанной по нормативу.

Гидролитическая кислотность по вариантам опыта так же, как и обменная, была ниже контроля. В среднем за три года действия она составила по вариантам опыта 2,55-3,57 мг-экв/100 г при 3,93 на контроле. Наиболее значительное снижение произошло по вариантам с внесением дефеката. Сумма поглощенных оснований при этом повышалась до 22,6-31,7 мг-экв/100 г при 27,0 на контроле.

Следовательно, использование дефеката в дозе 3 т/га, навоза 40 т/га и минеральных удобрений на слабокислых выщелоченных черноземах значительно улучшает изучаемые свойства почвы и создает благоприятные условия для возделываемых культур.

Влияние известкования в комплексе с удобрениям» на обеспеченность почвы питательными веществами. Известно, что кислотность почвы оказывает влияние на активность процесса нитрификации, деятельность фосформо-бнлизиругощих микроорганизмов и интенсивность реакций химического и физико-химического поглощения в почве. При кислой реакции происходит химическое поглощение доступных фосфатов и снижается интенсивность обменного поглощения катионов. При изучении содержания нитратного азота, подвижного фосфора и обменного калия в опыте на среднекислых почвах было установлено, что применение извести и дефеката как на удобренном, так и на неудобренном фоне повышают обеспеченность почвы этими элементами (рис. I).

□ Р205

□ К20 ■ N03

Рис. I. Влияние мелиорантов и минеральных удобрений на содержание питательных веществ в почве в слое 0-20 см (среднскислыс выщелоченные черноземы)

Так, содержание нитратного азота в среднем за два года повысилось по вариантам с дефекатом во всех дозах до 13,7-20,0 мг/кг, а по извести - до 12,4-13,7 мг/кг при 7,9 на контроле. Отмечалось наибольшее содержание нитратов в первый и второй год действия по вариантам с внесением меньших доз мелиорантов, что, возможно, объясняется ингибирующим действием высоких доз на процесс нитрификации. По уровню нитратного азота преимущество было характерно для дефеката, что можно объяснить его химическим составом — содержанием в нем азота. Обеспеченность азотом по сравнению с контролем повысилась в 1,6-2,5 раза. На удобренном фоне эффективность действия мелиорантов имела ту же закономерность: по вариантам с дефекатом нитратного азота было 17,1-21,8 мг/кг, ano вариантам с известью - 15,1-17,2 мг/кг. ВнесениеNaJ^K*) повысило содержание нитратов до 14,0 мг/кг.

В обеспеченности почвы подвижным фосфором в первый год отмечалось ее снижение по вариантам с внесением высоких доз мелиорантов, особенно на неудобренном фоне, что объясняется процессами химического поглощения фосфора под влиянием извести. И только со второго года действия по вариантам известкования содержание фосфора было выше по сравнению с контролем. Содержание обменного калия было выше контроля по всем вариантам, особенно по вариантам с внесением дефеката, как на удобренном, так и на неудобренном фонах, что объясняется содержанием калия в этом мелиоранте.

Таким образом, двухлетние исследования обеспеченности почвы питательными элементами убедительно показывают, что дефекат в большей степени повышает уровень их содержания по сравнению с известью по всем дозам внесения.

Оценивая в среднем за три года действие дефеката в чистом виде и при совместном его применении с навозом и минеральным» удобрениями на слабокислых выщелоченных черноземах, можно сказать, что в пахотном слое к периоду уборки уровень нитратного азота заметно превышал контроль (табл. 3).

Содержание нитратов составляло от 4,1 до 4,7 мг/кг при 3,9 на контроле. Сравнительно высоким оно было по вариантам дефеката с навозом, дефеката с минеральными удобрениями и полного комплекса дефеката с навозом и N»P«>Km. Обеспеченность подвижным фосфором и обменным калием по всем вариантам опыта была близкой и равной 204,0-215,0 и 97,0-103,0 мг/кг при 212,0 и 96,0 на контроле соответственно, что можно объяснить более высоким потреблением фосфора и калия растениями по удобренным вариантам. Просматривается тенденция более высокой обеспеченности почвы этими элементами по вариантам с внесением большей дозы минеральных удобрений.

<„ Таблица 3

Влияние дефеката, навоза и минеральных удобрений на содержание питательных веществ в слабокислых выщелоченных черноземах, мг/кг

Варианты N03 р2о5 К;0

1, Контроль 7,0 216,0 92,0

2; Навоз 40 т/га 7,6 217,0 93,0

3. Навоз 40 т/га, дефекат 3 т/га 8,6 213,0 95,0

4. Дефекат 3 т/га 7,5 214,0 93,0

5. ЫзоРцоКзо 7,6 219,0 94,0

6. Навоз 40 т/га, МзоРэо^зо 7,1 215,0 95,0

7. Навоз 40 т/га, дефекат 3 т/га, ^оРзоКзо 8,9 214,0 97,0

8. Дефекат 3 т/га, М^РзоК» 8,4 216,0 93,0

9. ЫбоРвоКео 8,3 218,0 93,0

10. Навоз 40 т/га, Н^«.*;«, 8,6 220,0 96,0

11. Навоз 40 т/га, дефекат 3 т/га, МвоРбоКад 8,6 217,0 94,0

12. Дефекат 3 т/га, Ы«,Р«,Квп 7,8 216,0 96,0

Влияние известкования н удобрений на урожайность и качество культур севооборота- Проведенные испытания по прямому действию известкования среднекислых почв под сахарную свеклу показывают ее высокую отзывчивость на этот прием (рис. 2).

300

250

ё 200 I 150 £

8. юо

50 0

'V-

т н*

д?

4««в ЙП

ад

97,В 17,?

■ '-¡'К*

И

й

33,В »,6

"IV

Э6.3

г,)Г

37,7

Л-Й

Г X X X X X X Л 1А ^ 1Л ю и,

о <4

_ „ %■ Л « И>

о <4 I с Ь о

£ ±

> м к «

>" I 'х

§НП 1111

I г 1111 г I 11111 • £ * & ^ * 1 *

□ Выход сахар*

Рис. 2. Влияние мелиорантов и удобрений на урожайность сахарной свеклы и выход сахара в первый год действия на средне* ислых почвах

Урожайность свеклы при внесении мелиорантов повысилась на 8,0-54,0 ц/га, а внесение минеральных удобрений в сочетании МэдРздКзд повысило урожайность на 67,0 ц/га. При внесении удобрений на фоне известкования отмечалось повышение роста продуктивности: прибавки в зависимости от дозы колебались от 80,0 до 136,0 ц/га. При внесении извести и дефеката, рассчитанного по полной Нг и 0,75 Нг, урожай был максимальным, и прибавки колебались в пределах 114,0-136,0 ц/га. Как при одном известковании, так и при совместном применении удобрений и мелиорантов наибольшую продуктивность обеспечил дефекат в дозах 0,75 Нг и 0,5 Нг. Применение мелиорантов и мелиорантов совместно с удобрениями повышает выход сахара, особенно по высоким дозам, где он увеличивается в 1,2-1,9 раза. По второму году действия мелиорантов и удобрений под яровую пшеницу прибавки урожайности получены от 1,1 до 10,5 ц/га. При этом мелиоранты обеспечивают повышение урожайности на 7-14%, одни минеральные удобрения - на 38%, а удобрения совместно с известкованием — на 42-63%. Отмечалось более эффективное действие дефеката по сравнению с известью. Содержание клейковины по большинству вариантов повышалось с 22,6 на контроле до 22,8-31,7%,

В среднем за четыре года действия мелиорантов продуктивность I га севооборотной площади в пересчете на кормовые единицы повысилась на 1,3-4,8 ц к.ед/га по вариантам известкования и на 10,2-14,0 ц к.ед/га при совместном применении мелиорантов и минеральных удобрений (рис. 3). Наибольший рост обеспечили высокие дозы мелиорантов: по полной Нг, 0,75 Нг, 0,5 Нг. Наблюдается преимущество дефеката по сравнению с известью.

45

Рис. 3, Влияние извести и дефеката на урожайность культур севооборота на средне кислых почвах, ц к.ел/га (за четыре гояа действия)

В опыте с известкованием слабокислых черноземов с возделыванием сахарной свеклы, горохо-овсяной смеси и кукурузы на силос получены от применения одной мелиорации существенные прибавки урожайности по всем культурам (табл. 4). По сахарной свекле прибавки колебались от 63,0 до 151,0 ц/га и были большими по дозам дефеката, рассчитанного по полной Нг по обоим мелиорантам с преобладанием эффективности по дефекату: прибавка по извести — 138,0 ц/га, по дефекату —151,0 ц/га при выходе сахара 56,1 ц/гаи 61,4 ц/га соответственно.

По второму году действия прибавки урожайности по горохо-овсяной смеси составили 25,0-85,0 ц/га и в еще большей степени, чем по сахарной свекле, были по вариантам с внесением дефеката: 25,0-84,0 ц/га против 13,0-29,0 по извести.

На известкование реагировала и третья культура — кукуруза. Урожайность зеленой массы повышалась в зависимости от мелиоранта и дозы на 7,0-27,0 ц/га. Более высокие прибавки отмечались при внесении дефеката.

В среднем за ротацию севооборота получено под влиянием известкования дополнительно 12,0-34,6 ц к.ед/га, или повышение продуктивности 1 га севооборотной площади - в 1,27-1,77 раза. При этом дефекат обеспечил рост продуктивности в 1,45-1,77 раза, а известь - в 1,27-1,5 раза. Более высоким действием характеризуется доза мелиорантов, рассчитанных по полной Нг по сравнению с дозой, рассчитанной по балансу кальция. Применение доз по 0,5 Нг через три года после их внесения не снижает продуктивности культур на слабокислых почвах.

Полный комплекс средств химизации - навоза, минеральных удобрений и дефеката - в разные по влагообеспеченности годы способствовал повышению продуктивности возделываемых культур в течение всех лет их действия.

В первый год действия при возделывании яровой пшеницы ее урожайность повышалась с 10,3 на контроле до 11,8-14,6 ц/га, или в 1,15-1,42 раза (прибавки получены в пределах 1,5-4,3 ц/га), а овса - с 15,6 на контроле до 16,4-22,3 ц/га по вариантам применения агрохнмикатов, или в 1,05-1,43 раза. По второму году действия урожайность была выше контроля в 1,02-1,4 раза и на третий год — в 1,09-1,27 раза.

В среднем за три года действия (табл. 5) изучаемых мелиорантов с 1 га севооборотной площади получено дополнительно продукции на 11-42% больше контроля. Как по действию под отдельные культуры, так и в среднем за ротацию севооборота наибольшее повышение урожайности обеспечили полные комплексы из навоза, дефеката и минеральных удобрений, а также варианты с применением навоза в комплексе с дефе катом и навоза в комплексе с минеральными удобрениями. Внесение одного дефеката и минеральных удобрений повышало урожайность в'1,1-1,17 раз, а использование комплекса из навоза, дефеката и минеральных удобрений - в 1,32-1,42 раза.

Таблица 4

Влияние мелиорантов на урожайность сельскохозяйственных культур на слабокислых почвах, ц/га.

Варианты Сахарная свекла (1995 г.) Овес + горох (1996 г.) Кукуруза на силос (1997 г.) Сред, урожай Прибавка

урожай гтриб. урожай лриб. урожай приб. и к.ел. %

Контроль 208,0 - 135,0 - 115,0 - 45,0 - -

Известь по бал. Са 319,0 111,0 160,0 25,0 122,0 7,0 64,4 19.4 43,1

Известь Нг 346,0 138,0 162,0 27,0 130,0 15,0 67,7 22,7 50,4

Известь 0,75 Нг 320,0 N2,0 164,0 29,0 132,0 17,0 65,9 20,9 46,4

Известь 0,5 Нг 271,0 63,0 148,0 13,0 105,0 10,0 57,0 12,0 26,7

Дсфскат по бал. Са 326,0 118,0 211,0 76.0 140,0 25,0 75,3 30,3 67,3

ДефекатпоПг 359.0 151,0 219,0 84,0 140,0 25,0 79,6 24,6 76,9

Дсфскат 0,75 Нг 335,0 127,0 180,0 45,0 142,0 27,0 70,7 25,7 57,1

Дефекат0,5 Нг 326,0 118,0 160,0 25,0 125,0 10,0 65,3 203 45.1

НСР01, ц/га 23,52 21,15 16,28 9,51

Р,% 2,51 4,12 4,25 4,83

Таблица 5

Влияние навоза, дефеката и минеральных удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур в опыте на слабокислых почвах, ц к.ед.

Показатель л i 1 S § £ JJ = f * О 4 i £ H 5S У S Z £ fiV U о п | 9 зЧ Ь i а гэ и е ъ Л £ о * ьГ

Средняя урожайность 15,1 18,2 19,1 16,8 16,8 18,6 19,9 17,7 17,6 19,4 21,5 ил 0,9 1,68

Прибавка - 3,1 4,0 lr7 1,7 3,5 4,8 2,6 2.5 4,3 6,4 3,1

Увеличение, раз - 1,21 1.26 1,11 1,11 1,23 1,32 1,17 1,17 1.28 1,42 1,21

Влияние известкования на потребление основных элементов питания культурами севооборота. Одним из показателей направленности процессов в вопросах сохранения плодородия почв является баланс питательных веществ. Его нарушение ведет к уменьшению производства продукции, ухудшению ее качества и к снижению устойчивости агроландшафтов.

Проведенные расчеты по балансу питательных веществ по вариантам опыта на средне кислых почвах свидетельствуют о том, что в среднем на I га севооборотной площади он отрицательный и в сумме №>К колеблется от 114,5 кг/га на контроле до 86,3-127,0 кг/га по вариантам опыта. При этом он напряженный по азоту (от -60,0 до -87,9 кг/га) и калию (от -28,8 до -45,5), а по фосфору при внесении дефеката Нг и особенно при использовании дефеката на фоне удобрений он положительный. Интенсивность баланса, показывающая процент возврата питательных веществ, повышается на вариантах с внесением дефеката и удобрений как в чистом виде, так и совместно с мелиорантами, что подтверждает высокую эффективность применения дефеката в качестве мелиоранта. На слабокислых почвах при одной мелиорации сложился острый дефицит по азоту: при -78,2 кг/га на контроле до -93,4...-125,4 кг/га по вариантам известкования. При этом дефекат обеспечивает баланс по азоту на уровне -93,4.,,-117,3 кг/га, а известь — -101,0.. ,-125,4 кг/га. Аналогичная ситуация и по калию. По фосфору дефицит ниже: при -14,7 кг/га на контроле по извести он повышается до -19,1...-23,9 кг/га, а по дефекату понижается до -1,3...-9,4 кг/га, что еще раз говорит о преимуществе дефеката над известью.

Баланс питательных веществ на слабокислых почвах с использованием дефеката, навоза и минеральных удобрений в разных сочетаниях является наиболее эффективным. При этом положительный баланс по азоту составил 22,3 кг/га с интенсивностью 137,3%. Использование минеральных удобрений снижает дефицит фосфора, а в сочетании с мелиорацией баланс фосфора приближается к уравновешенному. Дефицит калия минимален при ЫбоРбоКбо (-27,5 кг/га), при внесении же одного дефеката он возрастает до -44,5 кг/га, а при комплексном внесении дефеката, навоза и ЫРК баланс положительный (23,6-24,2 кг/га) с интенсивностью 136,1-141,0%. Таким образом, оптимальный уровень питания сельскохозяйственных культур на слабокислых выщелоченных черноземах складывается благодаря совместному применению навоза и минеральных удобрений при проведении известкования.

Глава 4, Экономическая эффективность известкования выщелоченных черноземов со слабо- и среднекислой реакцией

Расчет экономической эффективности известкования среднекислых выщелоченных черноземов показывает, что наибольший экономический эффект от мелиорации получен в первый год действия мелиорантов под сахарную свеклу -от 12,4 до 89,81 руб. Самую высокую окупаемость затрат от 48,23 до 89,81 руб. обеспечил дефекат.

В среднем за четыре года действия мелиорантов окупаемость 1 рубля затрат колебалась от 2 руб. 59 коп. до 6 руб. 38 коп. При этом использование дефеката в 1,46 раза дешевле, чем извести. Затраты на внесение удобрений окупались в размере 3,03 руб., а в сочетании с мелиорантами - в пределах 2,84-4,03 руб. Так же, как и на неудобренном фоне дефекат обеспечил наибольшую окупаемость - 3,57-4,03 руб.

В среднем за три года действия мелиорантов на слабокислых выщелоченных черноземах чистый доход при использовании извести был в пределах 1619,0-6135,0 руб/га, а дефеката — от 5639,0 до 9603,0 руб/га. Экономический эффект от использования дефеката был в 1,47-3,08 раза выше, чем от извести.

При совместном внесении дефеката, навоза и минеральных удобрений на слабокислых почвах окупаемость 1 руб. затрат составила 3,63-4,75 руб., что на 25,2-39,3% выше, чем на вариантах с применением навоза и минеральных удобрений. Сочетание дефеката и минеральных удобрений в дозах по 30 и 60 кг д.в. сопровождается окупаемостью затрат, равной 4,32 и 4,48 руб. соответственно. В среднем за три года действия мелиорантов наибольшая окупаемость 1 руб. затрат, равная 11,25 руб., достигается при внесении одного дефеката.

ВЫВОДЫ

1. Проведение известкования среднекислых черноземов с использованием извести и дефеката в дозах, рассчитанных по величине Нг и 0,75 Нг, один раз в четыре года переводит их в разряд нейтральных, изменяя рНе с 5,0 до 5,6-5,9. Дозы мелиорантов по 0,5-0,25 Нг в среднем за четыре года сдвигали рН^ на 0,1-0,2 ед. При внесении Ы^оР^Км на фоне известкования в дозах 0,5 Нг и 0,25 Нг необходимо повторное внесение мелиорантов через три года.

2. Под влиянием высоких доз извести н дефеката гидролитическая кислотность в среднем за четыре года снизилась на 0,3-1,3 мг-экв/100 г, а сумма поглощенных оснований возросла до 29,4-35,0 мг-экв/100 г против 26,7 на контроле.

3. Мелиорация слабокислых выщелоченных черноземов способствовала снижению рНс на 0,3-0,9 ед, в зависимости от дозы и вида мелиоранта. Доза мелиоранта по балансу Са снизила рНа на 0,8-0,9 ед., а по Нг - на 0,7-0,8 ед. Дефекат по своему действию не уступал извести.

4. Внесение дефеката в дозе 3 т/га в разных сочетаниях с навозом и минеральными удобрениями снижало обменную кислотность на 0,2-0,5 ед., Нг - на 0,36-1,38 мг-экв, и повышало сумму поглощенных оснований на 1,6-4,7 мг-экв/100 г.

5. Под влиянием известкования среднекислых черноземов как на неудобренном, так и удобренном фонах повышалась обеспеченность растений нитратным азотом. Обеспеченность фосфором в первый год по высоким дозам мелиорантов снижалась, но в последующие годы была выше контроля. Содержание обменного калия, особенно по вариантам с дефекатом, также превышало контроль.

6. Известкование среднекислых выщелоченных черноземов повышало урожайность сахарной свеклы в зависимости от мелиоранта н дозы на 8-54 ц/га, или в 1,08-1,5 раза, а на фоне удобрений — на 80-136 и/га, или в 1,74-2,15 раза при выходе сахара в 1,9 раз выше контроля. По сравнению с удобренным фоном урожайность увеличилась в 1,07-1,39 раз, а выход сахара — в 1,2-1,37 раза.

7. В среднем за четыре года действия мелиорантов продуктивность культур севооборота на среднекислых почвах в пересчете на кормовые единицы увеличилась в 1,05-1,2 раза, а при внесении минеральных удобрений - в 1,29 раз. Эффективность действия минеральных удобрений при известковании возрастает в 1,38-1,89 раз. Дефекат отличается большим действием, чем известь.

8. Известкование как прием химической мелиорации слабокислых почв обеспечило рост урожайности и повышение качества всех культур изучаемых севооборотов. В среднем за три года выход кормовых единиц с 1 гектара увеличился на 26,7-76,9% с преобладанием эффективности по дефекату и высоких доз мелиорантов. Доза мелиоранта по балансу Са обеспечила меньшую продуктивность, чем по Нг.

9. Внесение навоза, минеральных удобрений и дефеката на слабокислых черноземах за ротацию четырехпольного севооборота увеличивает продуктивность 1 га на 31,8-42,4%. Внесение одного дефеката повышает урожайность на 113%, навоза - на 20,5%, а эффективность минеральных удобрений на фоне дефеката повышается на 24-53%.

10. При использовании дефеката в качестве мелиоранта на среднекислых почвах на фоне М^Р^оКм (1 раз за ротацию) складывается менее напряженный баланс по азоту и калию, чем по извести, а по фосфору — положительный, особенно по дозам Нг и 0,75 Нг.

11. Мелиорация слабокислых черноземов дефекатом без внесения удобрений способствует снижению только дефицита по фосфору до — 1,3-9,4 кг/га.

При совместном применении дефеката, навоза и минеральных удобрений складывается бездефицитный баланс по всем элементам питания.

12. Наибольший экономический эффект от мелиорации слабо- и средне-кислых выщелоченных черноземов получен в первый год действия мелиорантов и удобрений. Внесение дефеката обеспечивает более высокую окупаемость по сравнению с известью и повышает эффективность минеральных удобрений в 1,18-1,3 раза.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Для рационального использования ресурсов плодородия выщелоченных черноземов со слабо- и среднекислой реакцией и повышения продуктивности севооборотов с сахарной свеклой, яровой пшеницей и кормовыми культурами рекомендуется;

- внесение дефеката один раз в 4-5 лет в дозах по Нг и 0,75 Нг на средне-кислых почвах;

- для оптимизации минерального питания растений и снижения отрицательного баланса основных элементов на слабокислых почвах вносить дефекат в дозе 3 т/га в сочетании с навозом 40 т/га или в полном комплексе с навозом и минеральными удобрениями в дозе N^PäoK«,

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Дымова Л.В., Скокова О.В. Повышение продуктивности слабокислых выщелоченных черноземов // Материалы межрегиональной научно-практической конференции. Барнаул, 2004. С. 85-88.

2, Антонова О.И., Дымова J1.B. О повышении продуктивности яровой пшеницы на среднекислых выщелоченных черноземах средней лесостепи //Материалы межрегиональной научно-практической конференции. Кемерово, 2004. С. 20-21.

3. Антонова О.И., Дымова Л.В, Эффективность известкования черноземов выщелоченных// Агрохимический вестник. 2005. № 1. С. 5-8.

4, Дымова JI-B. Влияние известкования на повышение плодородия и продуктивности выщелоченных черноземов средней лесостепи Алтайского края // Плодородие почв Сибири: Сборник материалов межрегионального специализированного конгресса. Барнаул, 2005. С. 94-97.

JlPJfe 020648 от 16 декабря 1997 г. Подписано в печать 14.11.2005 г. Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов. Печать ризографная. Гарнитура «Times New Roman». Усл. печ. л. I. Уч.-изд. л. 0,8. Тираж 100 экз. Заказ Né&f.

Издательство АГАУ 636049, г. Барнаул, пр. Красноармейский, 98, тел. 62-84-26

S* 2 3 3 9 3