Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эффективность известкования выщелоченных и оподзоленных черноземов в сочетании с минеральными удобрениями в условиях Лесостепи Среднего Поволжья

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Эффективность известкования выщелоченных и оподзоленных черноземов в сочетании с минеральными удобрениями в условиях Лесостепи Среднего Поволжья"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

- г лд ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ 10 НАУЧНО-ЙССДЕДОВАТЕЛЬСКЙЯ ИНСТИТУТ УДОБРЕНИЙ И

I гЦГРОПОЧВОВЕДЕНИЯ им Д.Н.ПРЯНЙЯНИКОВА

I, '..': 1 и. •

На правах рукописи

ГРИШИН Геннадий Евгеньевич

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИЗВЕСТКОВАНИЯ ВНЦЕЛОЧЕНННХ И 0П0Л30ЛЕННЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ В СОЧЕТАНИИ'С МИНЕРАЛЬНЫМИ УДОБРЕНИЯМИ В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ . .СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

06. 01. 04 - Агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание дченой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА - 1995

Диссертационная работа выполнена во Всероссийском ордена Трудового Красного Знанени научно-исследовательском институте удобрений и агропочвоведениа им.Д.Н.Прянишникова и в Пензенском сельскохозяйственном институте.

Научные руководители:

Ведущее предприятие: Центральный институт агрохимического обслумивания сельского хозяйства (ЦИНАО)

Д. 020.09.01. при Всероссийском научно-исследовательском институте удобрений, и агропочвоведения имени Д.Н.Прянивникова по адресу: 127550, Москва, ул.Прянишникова, 31, диссертационный Совет ВИНА. С диссертацией мовно ознакомиться в библиотеке ВИЗА

профессор, кандидат сельско хозяйственных наук Лебедева Т.Б.

профессор, доктор сельскохозяйственных наук Вильников И.А.

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук Кирпичников Н.А. кандидат сельскохозяйственных наук Игнатьев В.Г.

Запита состоится

часов на заседании диссертационного Совета

Автореферат разослан

Яченый секретарь диссертационного Совета

Л.П.ВОЛЛЕЙДТ

ВБ1АЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Черноземы как наиболее "плодородные почвы являются главной базой земледелия России. В зоне Среднего Поволжья преобладав! черноземы оподзоленные и выщелоченные, которые обеспечивают наивысшую продуктивность пашни. Однако систематическое антропогенное воздействие (химическое, механическое и мелиоративное) приводит к тому, что старопахотные черноземные почвы постоянно утрачивают свое плодородие. Разрушается почвенная структура, снижается содержание гумуса и обменных оснований, в первую очередь кальция.

В период с 1971 по 1990 годя в лесостепи Поволжья и особенно в Пензенской области суцествеино увеличился процент чер-*

ноземных почв с кислой реакцией среды.

Одним из приемов улучшения почвенного плодородия является известкование. Однако на черноземных почвах оно не всегда влечет за собой повышение продуктивности культурных растений. Поэтому оптимальные нормы и • периодичность -известкования этих почв с учетом региональных условий и биологии культур должны быть научно обоснованы.

Цель и задачи исследований. Цельи настоящей работы является всестороннее изучение закономерностей действия и взаимодействия минеральных удобрений и известкования на плодородие сильно- и среднекислнх черноземных почв.

Предусматривалось решение следующих задач:

- изучить закономерности изменения физико-химических свойств почв при известковании и применении удобрений:

- выявить зависимость изменения кислотности от доз доломитовой |уки. ее гранулометрического состава, времени взаимодействия с ючвой и разработать нормативы расхода мелиоранта для сдвига юказателей рН и гидролитической кислотности на заданную величину;

■ рассчитать баланс кальция в земледелии и выяснить его измерима яри известковании и применении минеральных удобрений на ючвах различной предварительной удобренности: • определить действие известкования на фосфатный режим черно-

зеыов и некоторые показатели микробиологической и ферментативной активности почвы;

- изучить действие известкования на урожайность культур и качество сельскохозяйственной продукции, а такве продуктивность различных звеньев полевых севооборотов;

- дать оценку биоэнергетической эффективности известкования и применения минеральных удобрений.

Научная новизна. Впервые в условиях лесостепного Среднего Поволвья исследована эффективность воздействия возрастающих доз доломитовой муки и иинеральных удобрений на показатели плодородия чернозема выщелоченного и оподзоленного, а такве на уровайность и качество продукции различных сельскохозяйственных культур. Установлены зависимости ыевду дозами мелиоранта уровнем минерального питания и видами почвенной кислотности, а такве нормативы расхода доломитовой муки, для сдвига величины р на 0,1. Выявлены изменения фосфатного режима, ферментативной микробиологической активности почв при использовании средст химизации.

Практическая значимость работы. Полученный экспериментальный материал можно использовать в прогнозировании эффективности известкования и систематического применения минеральных удобрений в зоне лесостепи Среднего Поволвья. Результаты исследований позволяют разрабатывать нормативы расхода известковых материалов для сдвига pH и гидролитической кислотности на сильно- и среднекислых черноземах.

Материалы диссертации нашли отравение в рекомендациях по известкованию черноземных почв и в системе земледелия Jleri-зенской области.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на республиканской научно-технической конференции "Интенсивное земледелие и охрана окружающей среды" (Волгоград, 1989). на научно-практической конференции "Вопросы экологии в интенсивных системах земледелия Поволжья" (Саратов,1990: на научной конференции профессорско-преподавательского составе Самарского СХЙ (Самара,1994), на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Пензенского СХИ (1987,

1989, 1991, 1992, 1994), По теме диссертации опубликовано 6 статей.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 6-ти глав, выводов и предлонений производству. Работа изложена на 139 страницах машинописного текста, содержит 35 таблиц, 8 рисунков, 28 прилояений. Список литературы включает 205 наименований, в том числе 7 работ зарубеяных авторов.

Диссертационная работа выполнена на кафедре почвоведения и агрохимии Пензенского СХИ в соответствии с научно-теиати-ческим планом лаборатории известкования почв ВИНА.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИИ

Экспериментальные исследования выполнялись в период с 1986 по 1992 годы путем проведения лелевяж, вегетационных и лабораторных опытов, а также химических анализов почв и растений.

Полевые опыты были заложены в трех почвенно-климатичсских зонах Пензенской области.

В учхозе Пензенского СХИ на черноземе выщелоченном сред-иемощном среднегуыуснои тяжелосуглииистом на покровном карбонатном суглинке (опыт 1). Реакция среды пахотного слоя рНсол,-4,35-4,50, гидролитическая кислотность (Нг)- 8,2 мг-экв,, сумма поглоценных оснований ($)- 28,5 мг-экв./100-г почвы, степень насыщенности основаниями Ш- 77,6 'А, содержание гумуса -6,32, подвижного фосфора -12,0 мг./100 г почвы, обменного калия - 7,3 иг,/100 г. (по Чирикову),

.В совхозе "Кевдинский" Каменского района на черноземе оподзоленном среднсмоцном малогумусном тяжелосуглинистом на делювиальном суглинке (опыт 2), Реакция среды пахотного слоя рНсол,- 4.92, Нг - 9,4 мг-экв., $ - 28,2 мг-экв./100г. почвы, и- 75,0Х, гумуса - 4,2/С, обеспеченность зерновых культур подвижными формами фосфора и калия средняя.

В совхозе "Евлаиевский" Кузнецкого района на черноземе оподзоленном сроднеможном малогумусном среднесуглинистом на делювиальном суглинке (опыт 3). Пахогуй слой почвы содержит гумуса ~ 4,4%, подвижного фосфора - 5,1 аг., обменного калия -

6,7 мг/100 г. почвы. Гидролитическая кислотность - 5,4 мг-экв. S - 27,0 мг-вкв/100 г.почвы, Y = 83,32, рНсол.- 4,50.

Климат района исследований умеренно континентальный, характеризуется колебаниями температуры, относительной влажности воздуха и неравномерностью распределения осадков как в течение года, так и по годам. Среднемноголетняя сумма осадков в гйд -450 мм., среднемноголетняя температура воздуха + 3,4 градуса.

Б период исследований нормальными по увлажнению были только 1989,1990 и 1992 годы; 1987 Год - влажным, а 1988 и 1991 - засувливыми в первую половину вегетации. 1986 год был засужливым в течение всего вегетационного периода.

Закономерности действия и взаимодействия доломитовой муки и минеральных удобрений изучались в полевых опытах, заложенных по схеме 6x4x3. Опыт включал 24 варианта в четырех блоках по 6 делянок в каждом. Размещение их рендомизированное. Мелиорант применялся в долях гидролитической кислотности (г.к.): 0, 0,5, 1,0, 1,5, 2,0 и 2,5. Минеральные удобрения - в четырех уровнях доз в следующих пределах: N СИ 5.0 Р 0-120 К 0-120 в зависимости от культур.

Б качестве удобрений ежегодна использовалась аммиачная селитра, двойной суперфосфат и хлористый калий. Мелиорант- доломитовая мука Иссинского карьера (Пензенская область) средней твердости, содерващая 702 СаСОз и Ш ИдСОз,- во всех опытах вносился один раз в чистом пару.

Б связи с гибелью озимой пшеницы в опытах 1 и 3 в зимний период 1985-1986г.г. схема чередования культур в звеньях севооборотов была следующей: яровая пиеница-просо-однолетние травы (опытП, оэиная пюеница-яровая пшеница- просо (опыт2), однолетние' травы-ячмень-горох (опытЗ). Агротехника применялась общепринятая для Пензенской области.

Почва для изучения действия известкования на фоне различной предварительной удобренности отбиралась со следующих вариантов стационарного опыта в учхозе Пензенского СХИ: 1. Без удобрения- контроль, 2.Навоз - 6,3 т/га севооборотной пашни С вносился один раз под картофель в дозе 50т/га), 3. N 770 Р 780 К 730 суммарно под 8 культур, 4. Навоз + NPK.

Схема в вегетационном опыте была следующей: Г. Без удобрений: 2.Са 1.0 г.к.: З.Н^ Р^ Кзд : 4.Са 1.0 г.к. + НРК. Использовалась аммиачная селитра '(400 иг/сосуд), двойной суперфосфат и хлористый калий (по 300 «г/сосуд), доломитовая мука - 9,6 г/сосуд. Сосуды вмещали 5 кг воздувно сухой почвы. Повторность иестикратная.

В двух лабораторных опытах изучалась активность кальция доломитовой муки и эффективность действия ее в зависимости от гранулометрического состава на кислотность яри разном времени взаимодействия с черноземом выщелоченным.

Лабораторные исследования почвенных и растительных образцов осуществлялись по общепринятым методикам.

Статистическая обработка экспериментальных данных прово-делась по Перегудову В.Н.1 1966) и Доспехову Б.АЛ 1985) метода-(и дисперсионного, нереляционного и регрессионного анализа.

РЕЗЗЛЬТАТН ИССЛЕДОВАНИЙ

Вияние известкования и минерзльных удобрений да физико-химические свойства черноземов

В Пензенской.областй черноземные почвы с. рйсол. до 5,6 оставлявт 93,42, с рН до 5,1 - 56,2% общей площади. С 1971 по 992 годы средневзвеиенный показатель рНсол. снизился с 5.52 о 4.99 ед. За этот период площади сильнокислых почв увеличи-ись в 2,3 раза, среднекислнх - з 2.5 раза. При этом количест-о почв с нейтральной реакцией среды уменьвилось в 4.3, а сла-окислых в 1,2 раза.

Одной из причин подкисления этих почв моает быть обедне-яе их основаниями и прещде всего кальцием. Еяегодные потери арбоната кальция в земледелии области, как показывают наии «четы, составляит около 290 кг/га. В связи с этим пополнение зтасов кальция за счет известкования долвно способствовать заданию оптимального уровня реакции среды и других показате-!й почвенного плодородия.

Известкование как при односторонней внесении мелиорак так и на фоне различных доз иинеральных удобрений сние кислотность черноземных почв - значения рНсол, увеличива! на черноземе выщелоченной с 4,35-4,50 до 5,2-6,8;на оподзо: ном тяжелосуглинистом - с 4,9-5,2 до 5,4-6,8; на оподзоле! среднесуглинистом - с 4.6-5.0 до 5,8-7,3 (рис.1).

Доза доломитовой муки, соответствующая 0,5 г,к., обе1 чивает слабокислую реакцию среды, а 1,0 г.к, - близкую к ш ральной. Минеральные удобрения несколько ослабляют дсйс мелиоранта, но кальций в дозе 1,5 г.к, и выие во всех вар] тах опыта обеспечивает положительный эффект.

Зависимость величины рН от доз доломитовой муки и ур доз минеральных удобрений описывается следующими уравнен регрессии:

Для чернозема выщелоченного тяжелосуглинистого рНсол.- 4,90 I 0,65 Са - 0,07 КРК + 0,0002 Са х НРК; Р.-0.9

Для чернозема оподзоленного тявелосуглинистого рНсол.=5,16 + 0,51 Са - 0,11 НРК + 0,03 Са х ЫРК; 11=0.9

Для чернозема оподзоленного среднесуглинистого рНсол. = 5,34 +■ 0,66 Са - 0,07 НРК + 0,006 Са х КРК: 11=0,9

Степень взаимосвязи мекду дозами минеральных удобрен» величиной рН значительно ниве, чем между рН и дозами доло* вой муки.

Раскисляющее действие доломитовой муки зависит от ее нулометрического состава. Активное воздействие оказывают тицы размером до 3 мм., обеспечивающие увеличение рН с 4,; 5,49- 6,38 через 60 дней взаимодействия с почвой, а ча( менее 0,25 мм. уже через 30 дней доводят реакцию до близ] нейтральной.

Известкование во всех опытах снижает гидролитич! кислотность, причем тем существеннее, чем выпе доза мели та, Однако даю самые высокие дозы доломитовой муки не у няют ее полностью. Степень нейтрализации гидролитич кислотности находится в прямой зависимости от механиче состава почв, доз доломитовой муки и минеральных удоб (рис.1), При увеличении нормы мелиоранта от 0,5 до 2,5 г.

Нг,мг-экв.

1. - чернозем

выщелоченный

2. - чернозем

оподзоленный

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 0,5 1,0 1,5 2.С

Дозы ДОЛОМИТОВОЙ МУКИ в долях г.я.

Рис. I. Влияние доз доломитовой муки на физико-химические свойства почвк

черноземе выщелоченном снижение гидролитической кислотности происходит на 11.1- 58,0%. на оподэоленном тянелосуглннистои -на 9,6-39,1%,на оподзолеином среднесуглинистом - на 36,0-59,3% по сравнению с исходными значениями.

Систематическое использование минеральных удобрений в течение трех лет в суммарных дозах Н 360 Р 270 К 270 ослаб -ляет действие мелиоранта. На черноземе выщелоченном при полной дозе мелиоранта - на 0,8 мг.-экв./100г, почвн, а на черноземе оподэоленном - почти в три раза. Эти зависимости подтверждайте; уравнениями регрессии.

На основании полученных данных рассчитаны сдвиги величины рНсол. и гидролитической кислотности от тонны мелиоранта, а такие расход его для изменения pH на 0,1 и Нг на 1 ыг-экв/100 г. почвы С табл.1),

Связь ненду сдвигом pH на 0,1 и расходом доломитовой муки с учетом действия минеральных удобрений выражается следующим; уравнениями регрессии;

Для чернозема выщелоченного тякелосуглинистого Расход СаСОз,т/га=0,45+0,22Са+0,10NPK+0,02Са х HPK; R=0,92

Для чернозема оподэоленного тявелосуглинистого Расход СаСОз,т/га=1,04+0,lOCai0,15NPK+0,04Ca х HPK; R=0,87

Для чернозема оподэоленного среднесуглинистого Расход СаСОз.т/га=0,26+0,14Са+0,05НРК+0,005Са х NPK; R=0,94

Под влиянием известкования не только улучшаются кислотные свойства черноземов, но и повышается содержание кальция и маг-кия в пахотном слое почвы. За tD'H года доломитовая мука в дозе 2,5 г.к. увеличивает содержание кальция на 6,2-9,1 мг.-экФ., магния - на 3,4-3,9 мг-экв./ЮО г-, почвы. Минеральные уйЩе-ния увеличивают подвижность этих элементов, что приво^Йт.к пот ряи их из пахотного слоя.

Карбонат магния менее подвержен отрицательному воздействию кислых удобрений.При суммарном йНёьенви К 390 Р 330 К 330 потери кальция составляют 3,3-3,8 мг--ёйв,, магния 0,2-0,4мг-гкв,/100 г. ПОЧВЫ.

Таблица 1.

Расход доломитовой муки на сжмг рНсол, и гидролитической кислотности на черноземной почве

Дозы доломито- : Сдвиг от 1 тонны : Расход, т/га для вой муки : : сдвига

в долях : т/га : рН ; Нг.мг-экв/ : рН : Нг на 1мг-г.к. : : : 100т.почвы : на о,1 :экв/100г.почвы

Чернозем выщелоченный тяжелосуглинистый

0,5 : 4.1 0.19 0.60 0.51 1.8

1.0 : 8.2 . 0,16 0.40 0.63 2,5

1.5 : 12.3 Ч>,13 0.29 0.7? 3,4

2.0 : 16.4 0,11 ' 0.2? 0.91 3,7

2.5 : 20,5 0,11 . 0.26 0.89 4,4

Чернозем оподзоленный тяжелосуглинистый

0,5 : 4.7 : 0.10 0.25- 0.78 3.9

1,6 : 9.4 : 0.-09 0.1? 0.70 5.9

1.5 ; 14.5 : 0.07 0.16* 0.88 6.1

2.0 : 18.8- : 0.05 0.16 0.34 6.3

2.5 : 23.5 : 0.05 0.14 1.02 7.3

Чернозем оподзоленный среднесуглинистый

0.5 : 2.7 : 0.33 0.66 0,30 1.3

1.0 : 5.4 : 0.24 0,35 0,42 2.8

1.5 : 8.1 : 0.20 0.28 0,50 3,5

2.0 : 10.8 : 0.19 0,25 0.54 4,0

2.5 : 13.5 : 0.17 0,26 0,59 3.8

На основании математической обработки экспериментальных данных по содержании в почве кальция нами составлены уравнений регрессии, позволямие выявить степень взаимосвязи между показателем обменной кислотности и запасами карбоната кальция в па-

хотном слое почвы. Дла черноземных почв уравнение имеет вид: 160,19

У= 68,16-------'; где: 3- запасы СаСОз, т/га,

X Х- показатель рНсол. .

11=0,86

Расчеты показывают, что запасы карбоната кальциа в по1 зависят от уровня ее кислотности. При снивении показат рНсол. на 0,1 они уненьвавтся на 630 кг/га С табл.2). Дан: способ момет использоваться для определения запасов карбон> кальция в почвах без проведения предварительных лаборатор анализов на содержание этого элемента.

Таблица 2.

Запасы карбоната кальция (т/га) в пахотном слое черно мов в зависимости от величины рНсол.

Показатель рНсол.

4,0 4,5

5,0 5,5 6,0 6.5

: Интервалы рНсол.

: +0.1 +0.2 . +0.3 +0,4 +0,5

: 29.1 30,2 30.9 31,7 32.6

: 33,3 34,1 34.8 35,5 36.1

: 36.7 37,4 37,9 38,5 39,0

: 39,6 40,1 40,5 - 41,0 41.5

: 41.9 42.3 42,7 43,1 43,S

: 43.9 44,2 44,6 44.9 45,г

Рассчитанный нами баланс кальция в земледелии Пензенс области по методике Казанского филиала ВНИПТИХИН показывг что за последние пять лет ешегодный дефицит этого элемента тавляет 25 кг/га.

Анализ баланса кальция, рассчитанного в вегетацио1 опыте, выявил, что систематическое применение минеральных \ рений суммарно Nr^Q .P73Q К730 усиливает потери карб! тов из почвы, формируя отрицательный баланс до 107 мг/coi На почве, предварительно удобренной навозом, дефицит сокра] ся до 48.8 мг/сосуд. Применение доломитовой муки обеспечь

ложительный баланс с интенсивность!) от 267 до 6332.

Наряду с изменением содержания кальция под влиянием из-сткования увеличивается степень насыщенности почв основания-I. В черноземе выщелоченном степень насыщенности кальцием и гнием превышает контрольный вариант при полной дозе (1.0г.к.)

1 102» полуторной - на 11%. двойной - на 13%. Сумма поглощен-[X оснований возрастает соответственно на 5.2 мг-экв.. 6,4 и

2 мг-зкв/100 г. почвы.

При использовании минеральных удобрений отмечается снияе-.е степени насыщенности основаниями. В пахотном слое оподзо-нного среднесуглинистого чернозема использование высоких доз [ков приводит к снижении и аа 5.7%, выщеявчеяното чернозема -; 6,6% при снижении суммы тгогзгощеяных основания соответствен-| на Зу5 и 4,1 мг-экв/100 г. почвы.

Изменение фосфатного режима и биологической активности

почвы

О 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

Дозы доломитовой муки в долях г.к.

Рис.2 Изменение сдвига подвижного фосфора в зависи-[ости от доз доломитовой муки и минеральных удобрений

- чернозем выщелоченный: 1- N120 Р90 К90:2- N240 Р130 К1И0:

- К360 Р270 К370:Б -чернозем оподзоленный: 1- N130 Р100 К100; ■ N260 Р200 К200:3- N390 Р300 К300:

Исследования показали, что трехлетнее действие доломитовой

муки на черноземе выщелоченном и оподзоленном приводит к некоторому уменьшению содержания подвиеного фосфора в пахотном слое почвы и снижению степени его подвижности.

При совместном действии известкования и минеральных удобрег ний содержание подвижных форм фосфора по отноиению к контролю возрастает (рис.2).

Систематическое применение суперфосфата в составе полного минерального удобрения увеличивает содержание подвижного фосфора и тем больое. чем выве доза удобрения.

Известкование повывает общую биологическую активность чернозема, определяемую по количеству выделившегося углекислого газа. Доломитовая мука в дозе 1,0 г.к. увеличивает продуцирование СОгна 8.3%, в дозе 2,0 г.к. - на 21,1%; а минеральные удобрения, вносимые ежегодно в пониженных и средних дозах,- на 2,5-4,5% по сравнению с контролем.

Разложение льняного полотна находится в прямой зависимости от доз доломитовой муки (рис.3).

Рис.3 Зависимость степени разловения Льйяного полотна от

доз доломитовой ауйй ""П Са-0; Ё§§ Са-1,0 г.к.! РЩ Са-2,0 т.к.;

С увеличением нормы мелиоранта- степень разложения льняно-з полотна возрастает. Повышенные дозы минеральных удобрений <азывавт ингибирувцва действие на этот процесс.

Влияние известкования на активность различных ферментов >чвы проявляется по-разному (табл.3).

Таблица 3.

Влияние известкования-* и минеральных удобрений на активность ферментов чернозема выщелоченного

Варианты :Фосфа- :Инверта- •Лреаза, :Дегидро-

:таза, :за, нг. :нг Из/ :геназа.

зы доло -: Суммарные :мг Pa0j-/ :гликозы/ :10г.поч- •:мг три!?!

товой : дозы NPH, г i00 г. :1г.почвы :пы :нилфор-

ки в до -: кг/га д.в. :почвы • : :назана

X г.к. * : в сутки

/Н Р К/0 2,84 9,91 29,71 5.23

Н120 Р90К 90 ■ 2,86 10,09 32,82 5,19

0 31240 Р180 К180 2.92 10,00 34,12 5,15

N360 Р270 К270 2,80 ■ 10,00 31,30 5,11

/Н Р К/0 2.81 10,03 36.22 5,42

1.0 Н120 Р90 К90 2,87 10,18 39,43 5,59

11240 Р180 К180 2,92 10,20 41,80 5,48

КЗОО Р270 К270 2,99 10,32 45.21 5,45

/Н Р К/0 2,75 9,30 • -43,12 6,04

2.0 Нi20 Р90 К90 .2,80 .10,10 48.60 6.20

N240 Р180 К180 2,80 10,12 49,92 6,20

N360 Р270 К270 2.83 10.19 . 53,44 6.13

При одних и тех ае суннарных дозах HPK увеличение доз доло-овой муки несколько снивает активность фосфатазы, но увели-ает активность, дегидрогеназы и уреазн. Активность инвер-а возрастает при полной и сниаается при двойной дозе иелио-га.

Влияние известкования и минеральных удобрений на величину и качество урожая сельскохозяйственных культур

Исследования»показывают, что эффективность действия известкования сильно- и среднекислых черноземов на продуктивность сельскохозяйственных культур зависит от биологических особенностей растений, погодных условий, времени взаимодействия мелиоранта с почвой и степени ее удобренности (табл.4).

На черноземе выщелоченном в звене севооборота яровая пве-ница-просо-однолетние травы прямое действие доломитовой муки проявляется только в дозах 2,0-2,5 т.к., при которых обеспечиваются достоверные прибавки урожая зерна пвеницы (1,8-1,9 ц/ra).Минеральные удобрения в дозах N40 Р30 КЗО и Н80 Р60 К60 действуют эффективнее, чем мелиорант (прибавки зерна - 2,6-3,3 ц/га). Самым эффективным является сочетание N40 РЗО КЗО с полной дозой мелиоранта. При дальнейшем увеличении доз удобре ний и доломитовой муки урожайность снижается.

Действие и взаимодействие известкования » ккнеральных удобрений на урожайность яровой пвеницы отражает следующее уравнение регрессии:

3=1?,24+0,76Са+0,84NPK+0,44Са х HPK; S=0.87 3- уроьайиость, ц/ra.

В условиях влажного года достоверные прибавки зерна проса (2,9-3,0 ц/га) обеспечивает известкование дозами 2,0 и 2,5г.к. Эффективность минеральных удобрений повивается при внесении их на произвесткованной почве.

Действие и взаимодействие известкования и минеральных удобрений на урожайность проса отражает следующее уравнение регрессии:

3=26,67+1.45Ca+l,02NPK+0,99Ca х HPK: R=0.93

На урожайность однолетних трав (третьей культуры звена севооборота) доломитовая мука не влияет. Основное действие оказывают минеральные удобрения, причем наиболее эффективным является внесение их в дозе Н80 Р60 К60.

Влияние известкования на прирост урожая зяйственных культур

Таблица 4. сельскохо-

Дозы доломитовой муки в долях г.к.

Прибавки урожая,ц/га

Чернозем выщелоченный тявелосуглинистый (опыт 1) Яровая пшеница Просо Одн. травы

0.5 0,8 5.3

1.0 1.1 2,1 9.1

1.5 1.6 2.9 0.6

2.0 1.8 3.1 -

2.5 1.9 3.0 -5.6

0.5. ц/га 1,61 2,04 18,50

Чернозем оподзоленннй тяжелосуглинистый (опыт 2)

Л Озимая паеница Яровая пшеница Просо

V 0.5 1.3 0,2 0,8

1.0 2.6 0,8 0.5

1.5 5.1 3,3 2,9

2.0 6.4 2,5 1.5

2,5 3.8 3,0 1.8

0.5 . ц/га 2.13 1.74 1,60

Чернозем оподзоленннй среднесуглинистый (опыт 3)

0 Одн. травы Ячмень Горох

V 0.5 6.7 1.7 _

1.0 13.4' 2.2 0,2

1.5 20,1 3,0 0.9

2,0 26,8 1,9 1.9

2.5 33,5 1.7 0.5

НСР 0.5, ц/га

22,8

1,93

2.44

Далънейиее повышение количества питательна* веществ приводит к снижению урожайности. Однако на фоне пожой дозы доло китовой муки высокая доза туков обеспечивает увеличение зеле ной массы трав на«85,7 ц/га.

Действие и взаимодействие известкования и минеральны удобрений на урожайность трав Сц/га зерн. ед.) отражает следу идее уравнение регрессии:

Н=21,43-0,10Ca+2,l?NPK+0,57Ca х HPK; R=0,99 Суммарная продуктивность звена севооборота на контрол составляет 62,6 ц/ra зерновых единиц. Наибольшую продуктив ность обеспечивает полная доза мелиоранта. Применение N36 Р270 К2?0 на фоне доломитовой муки в дозе 1 г.к. увеличивав продуктивность на 26,2 ц/га зерн. ед.. Дальнейшее повывени дозы мелиоранта в этой звене является неэффективным (табл. 5) Исследования, проводимые в вегетационном опыте показнва ют. что эффективность известкования на выщелоченном чернозем зависит от предшествующей удобренности почвы: по навозному фо ну она ниже, чем по фону минеральных удобрений. При совместно внесении доломитовой муки и HPK урожайность всех культур н унавоженной почве возрастает в 1,6-2,5 раза. На минерально фоне урогайность озимой пшеницы увеличивается в 1,1 раза, яро вой пшеницы - в 1,8, проса - в 2,3 раза по'сравнению с контро лем. На почве, ранее не удобрявшейся, эффективность мелиорант более высокая, следовательно известкование должно предвество вать внесению удобрений.

На черноземе оподзоленном тяжелосуглинистом в звене сево оборота озимая пшеница-яровая пшеница-просо наиболее сильное прямое действие на урожайность зерна озимой пшеницы оказывав доломитовая мука в дозах 1,0-2,0 г.к. Урожайность ее достовер но возрастает на 2,6-6,4 ц/га. •■

Для яровой пшеницы и проса эффективными являются доз 1,5-2,0 г.к. Прибавки урожая зерна составляют соответственн 3,0-3,3 и 2,4-2,9 ц/га. Дальнейшие увеличение дозы мелиорант сниаает урожай. Минеральные удобрения в низких и средних доза достоверно повышают уроаайность всех культур. Доля минеральны удобрений в общей прибавке урожая на известкованной почв

оставляет у озиной пшеницы - 7,0.ц/га, у яровой паеницы - 4,6, проса -4,0 ц/га. Наибольшую продуктивность звена севообороте беспечивает применение минеральных удобрений на фоне полуторой дозы доломитовой муки.

Таблица

Суммарные С за три года) прибавки урожая культур в звеньях севооборотов от известкования и применения минеральных удобрений, ц/га зерн.ед.

Суммарные дозы : Дозв доломитовой муки в долях г,к.

НРК,кг/га д.в. :------------------------------------------

: 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 :

Чернозем выщелоченный тяаелосуглинистый

'Н Р К/ 0 - 1.7 4,2 4,4 3,4 3,8

{120 Р90 К90 6,0 8,2 14,0 14,5 15,1 15,3

1240 Р180 К180 9.9 12,7 18,9 23,3 23,2 23,3

1360 Р270 К270 Ю.,5 14,8 26,2 26,4 24,5 23,3

1СР 0,5, ц/га для: Са=1,66 ; НРК=1 ,35; частных различий = 3.31

Чернозем оподзоленный тявелосуглинистый

'Н Р К/ 0 - 2,3 4,3 11,2 10,3 8.5

ИЗО Р100 кюо 8,3 10,9 12,7 16,4 17,5 17,5

1260 Р200 К200 13,0 13,8 18,0 21,0 22,1 20,3

1390 Р300 К300 14,8 15,6 18,6 24,5 24,3 16.3

ЮР 0,5, ц/га для: Са=1,46; НРК=1 .19: - часишх различий = 2.92

Чернозем оподзоленный среднесуглкнистый

Н Р К/ 0 - 2,0 3.6 7.1 7.2 5.! 5

тьр.по НПО 16,0 16,5 21,9 23,3 25,0 17,

220 Р200 И200 22,5 23.? 28,1 30.5 35,1 33, ,8

300 Р290 К290 15,0 15,8 23,5 30,1 31,4 26, с

СР 0.5, ц/га для: Са=2.67; НРК=2.18; частных различий = 5. ,34

Анализ ирояайности в звене севооборота однолетние травы-мень-горох на черноземе оподзоленном среднесдглинисто* пока-вает, что доломитовая мука только в дозах 2.0-2,5 г.к. дей-вует на црояайность зеленой массы однолетних трав, обеспечи-

вая прибавки 26,8 - 33,5 ц/га. Для ячменя наиболее эффективны дозы мелиоранта от 1,0 до 1.5 г.к.(прибавки зерна составляют 2,2 - 3,0 ц/га). Урожайность гороха отизвесткования не зависит. Минеральные удобрения повывают урожайность всех культур данного севооборота,причем наиболее эффективно их действие проявляется на произвесткованной почве.

Наивысвий прирост зеленой массы трав обеспечивают минеральные удобрения в дозах Н 40 Р 30 К 30 при внесении на фоне мелиоранта 1.0-1,5 г.к.; зерна гороха - при дозах N 20 Р 40 К 40 на фоне полной дозы доломитовой муки. Суммарная продуктивность звена севооборота возрастает от мелиоранта на 3,6-7.2 ц/га. от минеральных удобрений - на 1,5-22,5 ц/га, от их сочетания на 15,9- 35,1 ц/га зерновых единиц.

На произвесткованной почве минеральные удобрения повывают содержание белка в зерне озимой и яровой пвеницы на 1,2-2,0%, а клейковины -на 2,0-2,5%. Количество каротина в зеленой массе однолетних трав увеличивается на 1,4-5,1 мг/100 г, протеина -на 1,3-3,3 г/кг.

На всех подтипах исследованных почв установлена высокая биоэнергетическая эффективность доломитовой муки ( табл. 6).

Таблица 6.

Энергетическая эффективность известкования

Дозы доло- : Биоэнергетический КПД

митовой муки :---------------------------------------------

з долях г.к. : Чернозем : Чернозем оподзоленный

: выщелоченный:тяжелосуглинист. среднесуглинист.

0.5 1.20 2,04 2,39

1.0 2.07 ' 1.71 2,27

1.5 1.85 2.45 2,41

2.0 1,20 2,41 1,97

2.5 1.00 - 1,67 1.34

Энергетические расходы на применение доломитовой муки

•^кчпзетсз энергией, накопленной з дополнительном урожае. На

выщелоченном чернозема наибольший.биоэнергетический КПД /2,07/ соответствует полной дозе мелиоранта, на оподзоленнон /2,45-2,41/ - полуторной, Приненение минеральных удобрений не произвесткованной почве повышает их энергетическая эффективность.

ВЫВОДЫ

1. Установлены основные закономерности действия возрастающих доз доломитовой муки в сочетании с различным уровнен минерального питания на уровайшгстъ сельскохозяйственных культур и агрохимические свойства выщелоченных и оподзоленных черноземов лесостепной зоны Среднего Поволвья.

2. На черноземах с сильно- и среднекислой реакцией среды минеральные удобрения, систематически применяемые в течение трех лет. снинавт значения рНсол.на 0,1-0,3 ед. Отрицательное действие их в большей степени проявляется на среднесуглинистом оподзоленном черноземе.

3. Доломитовая мука в дозах от 0,5 до 2,5 г.к. оказывает половительное действие на физико-химические свойства почвы. В зависимости от количества внесенного мелиоранта значения рНсол. изменяются от 4,35 до 7,30. При этом снизается гидролитическая кислотность, увеличивается содержание обменного кальция и магния, возрастает степень насыщенности почв основаниями. Эффективность иелиоранта усиливается по мере уменьшения размера частиц : при диаметре от 1 до 3 мм он начинает активно действовать через 60 дней после внесения в,почву, а при диаметре 0,25 мм - через 30 дней.

4. Запасы карбоната кальция в черноземах зависят от величины- рНсол. Наиболее низки они при рН 4,0-4,5. С увеличением рН на 0,1 запасы карбоната кальция увеличиваются в среднем на 631 кг/га (коэффициент корреляции 0,87-0,95).

5. Расход доломитовой муки для сдвига кислотности зависит от свойств чернозема, а такве от доз мелиоранта и минеральных удобрений. На черноземе выщелоченном тяаелосуглинистом расход доломитовой муки для изменения величины рН на 0,1 составляет 0,50-0,91 т/га; на черноземе ойодзоленном тяйелосуглинистом -0,78-1,02, среднесуглинйЬтВЬ - МО-О.59 т/Гй.

6. В первые три года после известкования на неудобренно* почве наблюдается некоторое снижение содержания подвижного фос Фора и степени его подвижности. При использовании минеральны? удобрений на произвесткованной почве фосфатный режим черноземе улучиается.

?. Снижение почвенной кислотности под действием доломитовой муки приводит к повыиению общей биогенности почвы, увеличивая продуцирование углекислого газа на 21%, а степень разло-зения льняного полотна на 227..

8. По мере насыщения почвы кальцием и магнием активность почвенных ферментов инвертазы и фосфатазы несколько уменьва-ется, а дегидрогеназы и уреазы - увеличивается.

3. Оптимальными дозами мелиоранта, обеспечивающими наивысшую продуктивность звена полевого севооборота, для чернозема выщелоченного (при исходном рНсол. - 4.3) является полная доза (1.0 г.к.), для оподзоленного (при исходном рНсол. -4.5-4.9) - полуторная (1,5 т.к.). Сочетание этих доз с повн-яенннми нормами минеральных удобрений увеличивает общую продуктивность севооборотов и повыжает качество сельскохозяйственной продукции. Среднегодовая прибавка урожая от известкования составляет по звеньям севооборотов 2,4-6,6 ц/га зерновых единиц. Наиболее отзывчивы на известкование озимая пиеница и просо. Несколько миньже - ячмень, яровая пиеница и однолетние травы.

10. При известковании необходимо обеспечивать оптимальные Физико-химические свойства почв, формирующие наивысвую продуктивность сельскохозяйственных культур: для чернозема выщелоченного рНсол. 5,6-5,9 при степени насыщенности основаниями Ш: для чернозема оподзоленного - соответственно 6,0 и 87-922.

11. Энергетические затраты как на одностороннее применение доломитовой муки, так и при сочетании ее с минеральными удобрениями окупаются энергией, накопленной в урожае. При этом продуктивность культур в больвей степени-зависит от минеральных удоСвений. чем от мелиоранта. Однако их сочетание дает зф-гект. пвевосхсдяаии действие каждого из этих факторов в от-;сльнсс?н. иаибояьзий знеогетический КПД на черноземе зыщело-

чанном равен 2,07, что соответствует полной дозе доломитовой муки; на черноземе оподзоленном - 2,45, что соответствует полуторной дозе мелиоранта.

ПРЕДЛ01ЕНИЯ производства

1. В целях повыиения плодородия почвы, устранения избыточной кислотности и поддержания положительного баланса кальция следует проводить известкование черноземов выщелоченных, полной дозой (1 т.к.), черноземов оподзоленных - полуторной дозой (1,5 г.к.) мелиоранта.

2. На черноземе выщелоченном в полевых севооборотах следует поддерживать уровень реакции среды, соответствующий рНсол. 5,6-5,9 и степени насыщенности основаниями 86%, на черноземе оподзоленном - соответственно 6,0 и 87-92Х.

3. При. расчетах доз известковых материалов при известковании черноземов лесостепи Среднего Поволжья рекомендуем использовать разработанные нами нормативы расхода мелиоранта на сдвиг величины рНсол.на 0,1 для выщелоченных тяжелосуглинистых -0,50-0,90 т/га; оподзоленных тяяелосуглинистых -0,78-1,02: для оподзоленных среднесуглинистых - 0,30-0,59 т/га.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы: 1. Влияние сельскохозяйственного использования на свойства черноземных почв //Тезисы докладов республиканской научно-технической конференции.Волгоград,-1989,-с.137-139 (в соавторстве). 2.. Потери кальция в окруаавщув среду //Тезисы докладоз научно-технической конференции.Саратов,-1990,-с.55-56.

3. Рекомендации по известковании черноземных почв Пензенской области. Пенза,-1991. - 46 с. (в соавторстве).

4. Система ведения агропромышленного производства Пензенской области. Часть 2. Система земледелия. Пенза, - 1992,- 286 с. (в соавторстве).

5. Влияние известкования на кислотные свойства чернозема //Сборник научных трудов Самарского СХИ, часть!,- с. 51-58 (в соавторстве).

6. Влияние известкования и минеральных удобрений набиологичс кув активность чернозема выщелоченного //Тезисы докладов кон<] ренции молодых ученых:"Эффективность применения средств химиг ции и продуктивности сельскохозяйственных культур." М.: БИЬ 1995. (в соавторстве).

Ротапринт ПСХИ Заказ Я 10101 тир. 100