Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Гумусовое состояние, агрохимия азота, фосфора, калия в торфяных почвах и эффективность калийных удобрений

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Гумусовое состояние, агрохимия азота, фосфора, калия в торфяных почвах и эффективность калийных удобрений"



ГОСКОШССШ с;.? СССР по ПРОДОВОЛЬСТВШ И ЗАКУПКАМ ЛЕШИГРАДСЮГЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

11а правах рукописи

Лунина Наталия Федоровна .14 ^

УДК 631.445.124

гумусовое состоят®, агрохимия азота, фосфора, калия в ТОР5ЯШХ почвах и. активность калийных удобрений

Специальность СБ.01.04 - агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук в форме научного доклада

Ленинград - Пудкин 1931

Работа выполнена б Ленинградском Государственном аграрном университете

Научный руководитель:

академик Российской академии с.-х. наук, член-корреспондент ВАСХНИП, доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.Б.ШИМОВ

•Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор И.Е.ДОНСКИХ

доктор сельскохозяйственных наук, профессор С.Т.ВОЗНИК

Ведущее учреждение:

Всесоюзный научно-исследовательский институт торфяной промышленности

Зашита состоится цт/т 1991 года в 12 часов 30 минут на заседании специализированного совета К 120.37,01 по присуждении ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук в■Ленинградском Государственном аграрном университете по адресу: 189620, Ленинград-Пушкин, Ленинградское шоссе 2, ауд. 444

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ленинградского Государственного аграрного университета.

Автореферат разослан " 1991 г.

. Ученый секретарь специализированного совета, кандидат сельскохозяйственных наук

иг

ш

В. П. ЦАРИ ГКО

■х-. ;••(

ОБШ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темц. Площадь осушенных и используемых в сель-

ском хозяйстве торфяных почв в СССР составляет 2,5 ылн.га.Име-ется большой резерв их освоения. Наиболее перспективным в использования осушенных гору-яяиков принято считать лутоводчес-кое направление, которое дает наиболее дешевые'грубые корма для животных, продлевает "яшзнь" органогенных почв и способствует охране охрунавдей среды от загрязнения. В процессе длительного использования происходит трансформация состава и свойств торфяных почв. При этом изменяются органогенный профиль, гумусовое состояние и пищевой режим почвы. ■

Выявление закономерностей изменения состава и свойств тореных почв в процессе их эволюции в антропогенные глеевые почвы с цельа повышения их плодородия с помощью удобрения является актуальной задачей исследований.

Состояние изученности теш. Освоение болог на научной оо-нове началось на Архангельской, Новгородской, Минской, Кос-совской, Сэрнеяской болотных станциях и опытном поле Тоома только в I9II-I9I4 гг. На кадцом из этих объектов выполнены отдельные исследования по разрозненным программам. Комплексного исследования зональных особенностей формирования пищевого режима почв, выполненного по согласованным методикам в процессе трансформации торфяных почв в антропогенные не было.

Цели и задачи исследований. Цель работы заключалась в познании сущности процессов, происходящих с торфяники почвами при их сельскохозяйственной освоении, изучении закономерностей формирования гумусового решила, азотного, фосфорного, калийного фондов этих почв, а также особенностей реяима калия, как элемента питания, находящегося в первом минимуме, для управления пищевым режимом.

Объекты и методы исследований» Объектами исследования послужили целинные торфяные низинные почвы и их окультуренные аналоги 55 и 70-летнего сроков освоения Новгородской ОМС, опытного поля Тоома и Минской ОБС. Изменение содержания, состава органического вещества, запасов и форм фосфора, калия определялось методом сравнения в парных разрезах целинных и освоении торфяных почвах. Калийный режим торфяных почв и эффективность калийных удобрений пэд многолетние травы изучены на •

I

освоенной торфяной низинной почве болота "Литошицкое" в совхозе "Волосовский" Ленинградской области в полевом опыта. Физические свойства целинных и освоенных торфяных почв,послуживших объектами исследования, приведены в табл.1.

Состав органического вещества определен по методу В.Н.Ефимова, Ы.Г.Васильковой (Почвоведение, 1970), состав фосфора методом Чанга и Джексода, формы калия определялись: водораст-воршая, обменная - методом МасловоЙ, необмензая по Дчелхи-ну, подвижный по Кирсанову. Остальные анализы проводились по общепринятым методикам.

Научная яоячэна. Исследован характер трансформации гумусового состояния и агрохимия азота, фосфора и калия в процес-ое, 55-70-летяего сельскохозяйственного использования торфяных почв и превращение их в антропогенные глеевые почвы.Вскрыты закономерности формирования калийного режима торфяной низинной почвы Северо-Запада РСФСР под многолетними травами и выявлена эффективность калия, как элемента в наибольшей степени лшлитирующего урояай на этих почвах.

Научная к практическая ценность. Научная ценность состоит в том, что выполненные исследования мохут быть использованы для прогнозирования характера изменений торфяных почв во времена, построения моделей плодородия и управления им во вновь осушенных торфяных почвах.

Практическая ценность работы состоит в разработке рационального применения калийных удобрений, с целью получения высокого урожая при хорошем качестве сена многолетних трав.

Реализация результатов исследований. Данные исследований внедрены в совхозе "Волосовский" Ленинградской области на площади 30га.

Апробация работы. Материалы диссертации долокены: яа научной конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов ЛС2И (I9B4, 1985); на научно-производственной конференции ЕСХА (1986); научно-практической конференции "Культура лугов и болот" Кировской дугоболоткой опытной станции (I9S7) ; УК Международной конгресса по торфу в Ленинграде

(1988); научном совещании "Мелиорированные почвы хушднык ландшафтов, их эволюция, классификация и плодородие" Бел1У. Минск ( 1989) ; УШ Всесоюзном съезда почвоведов з Новосибирске

(1989); 71 научно-технической конференции по физяко -химии Я

Таблица I

Физические свойства торфяных и антропогенных глеевых

почв

Глуби- Степень Объемная Почва яа, разложе- масса, 5?' __см кия. * г/см3

Новгородская опытно-мелиоративная станция

Низинная обед- 0-8 20 0,14 665

ценная торфяная 8-20 20 0,09 930

целинная 20-40 25 О,II 412

То лее, 70 лет 0-10 45 0,31 233

освоения 10-24 45 0,31 236

24-35 46 0,31 240

35-40 47 0,36 195

Антропогенная 0-10 - 0,77 74

глеевая почва 10-28 - 0,88 65

Опытное поле Тоома

Низинная типичная 3-6 20 0,12 706

торфяная целинная 6-12 35 -

12-20 20 0,12 628

20-30 20 О, ГО 853

30-40 20 О,ГО 885

40-60 25 0,03 1092

60-80 30 0,03 1127

80-100 32 0,05 пег

То же, 70 лет 0-10 48 0,21 403

освоения Г 0-20 49 0,Г8 454

20-26 5Т

26-40 52 0,Т5 550

40-60 5Г 0,14 604

60-80 50 0,Г4 635

80-100 48 0,Т4 634

Минская опытно-болотная станция

Низинная типичная 0-20 20 0,18 494

торфяная целинная 20-40 35 0,23 3S4

40-60 35 0,27 295

60-80 35 0,27 322

То se, 70 лет 0-20 60 0,43 174

освоешш 20-33 50 0,37 2ГЗ

33-53 43 0,37 154

торфа в Калинине (1989).

Публикации. По материала!,i диссертации опубликовано 12 научных работ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

I. Изменение состава органического вещества торфяных почв при сельскохозяйственном освоении

Изучение изменения состава и свойств торфяннх почв проводилось методом сравнения парных разрезов, имеющих сходный ботанический состав торфа. Поэтому выявленные различия состава органического вещества целинных и освоенных почв обусловлено длительностью сельскохозяйственной культуры на болотах. При освоении почв происходят значительные изменения органического вещества торена, связанные с его минерализацией и глубокой трансформацией группового к фракционного состава. Происходит повьшеиие содержания углерода в органической массе торфа и увеличение количества битумов, водорастворимых же веществ становится меньше, чем в целинных аналогах, что связано с уменьшением подвижности органического вещества при сельскохозяйственном использовании этих почв. Установлено также уменьшение фракций органического вещества гмдролизуемых I н и' 60$ HgSO^ и негидролизуемого остатка. Следовательно, при освоении этих почв уменьшается не только количество гидролизуешх веществ, но и негидролизуешх соединений, представленных лигнином и промежуточный продуктами гумификации. Б то же время сельскохозяйствешое использование торфяных почв сопровозда-ется значительным накоплением гумивовых кислот. Накопление фульвонислот не наблвдается, так как они легче минерализуется и вымываются из профиля почв, чем первые. В результате . происходит значительное расширение соотношения Доми-

нирующим процессом в превращении органического вещества торфа при длительном использовании торфяных почв является его минерализация. За 70 лег мощность органогенного горизонта на почвах Новгородской CMC и Ыинской ОБО уменьшилось с 1,5-2,0 м до 0,3-0,2 м ж на части поверхности сформировалась антропогенная глеевая почва. Верхний горизонт этой почвы ао своей природе является полуерганогеняш подумияералышм, но с соотношением С^гС^ = 3,3-1,2, характерным для болотных почв.На опытном поле Тоома также произошла значительная "сработка" 4

торфа, но из-за большой начальной мощности (Ат>4 м) здесь сохранился еде органогенный горизонт

2. Изменение содержания и форм азота в торфяных почвах при их освоении

Торфяные низинные почвы богаты азотом (2,5-3,5$). Сельскохозяйственная ценность торфяных еочв в значительной мере определяется его запасами в пахотном слое, по ним эти почвы близки к черноземам, а по количеству в метровом слое они богаче мощных черноземов. И.В.Тюрин (1951) считал, что запасы общего азота в почве являются показателем ее потенциального плодородия. По этому показателю торфяные низинные почвы обладают очень высоким потенциальным плодородием. Однако до 99% общего азота в этих почвах находится в форме сложных органических соединений, недоступных для растений. При освоении торфяных почв усиливается минерализация органического вещества и увеличивается содержание минеральных соединений азота. Абсолютные запасы азота в расчете на всю толпу органогенного слоя в процессе освоения уменьшаются, но относительные его количества в пахотном слое увеличиваются. Увеличение запасов азота в пахотном слое объясняется повышением его плотности и усилением процессов гумификации органического вещества при освоении (рис.1). Сельскохозяйственное использование сопровождается

кг/га 0 - 24 см 0 - 40 см

Рис.1. Запасы валового азота в целинных и мелиорированных торфяных почвах

I - Новгородская ОМС, 2 - Опытное поле Тоока, 3 - Минская СЕС

i | - целика дед - 70 лег освоения

не только изменением содержания и запасов азота в торфяных почвах, но и трансформацией их азотного фоеда.

В связи с усилением процесса гумификации в освоенных поч-■ вах увеличивается доля азота, входящего в состав гумусовых веществ (табл.2). В то Ее время в этих почвах усаливаются процессы минерализация органического Еецества с последующим накоплением минерально: форм азота (N1 -ИН^м-НОд) и расходования его легкогидролизуемых форм, как ближайшего резерва минерального азота.

Показателем эффективного плодородия почв является содер-лса-'ше азота, ежегодно высвобождаемого в форме минеральных соединений (Тюрин, 1951). Количество минеральных форм азота зависит от запасов его легкогвдролизуекых соединений и скорости их минерализации. Последняя определяется ботаническим составом торфа, зональным положением торфяника, длительностью его освоения и характером использования. Освоение торфяных почв в СССР до 60-х годов XX века базировалось на мобилизации азота торфяной почвы, хсторыы они очень богаты и внесении фосфорных и калийных удобрений из-за бедности этих почв фосфором и калием. Однако в последующем было показано, что во всех почвен-но-климатическпх зонах многолетние травы, выращиваемые па торфяных почвах хорошо отзываются на азотное удобрение.

3. Изменение содержания и форы аккумуляции фосфора в торфяных почвах при их освоении

Исследованные низинные целинные торфяные почвы содержат от 0,26 до 0,38# валового фосфора, что является типичным для этих почв. Наибольшее количество фосфора приурочено к верхнему слою почв. Это свидетельствует о ярко выраженной его биогенной аккумуляции. В фосфатном фонде целинных почв от 50 до 80$ валового фосфора составляют его органические соединения (рио.2), являющиеся резервным фондом для питания растений.Они мохут быть доступными растениям только после их минерализации. Однако органические соединения фосфора различаются по своей растворимости. В целинных почвах из общего количества органических фосфатов ва долю активных форм, переходящих во фторид-но-аммонийвую вытяжку приходится от 15 до 60$. Содержание минеральное фосфатов невелико - 15-255» от валового. Состав их в целинных: торфяных почвах зависит от качественного состава золя торфов. Наиболее подающая часть минеральных "рыхлосвя-6

Таблица 2

Содержание валового азота й азота гумусовых веществ в целинник и освоенных торфяных почвах

Станция, почва

Глуби- Содержание , на, см валового N /0

N гут.усовых веществ

на сухой на орга- на орга- % от торф ническое яическое вало-вещество вещество вого

Новгородская омс: низинная обедненная торфяная целинная

То же, 70 лет освоения

Опытное поле Тоома: низинная типичная торфяная целинная

То яе, 70 лет освоения

Минская ОБО: низинная типичная торфяная целияяая

То же, 70 лет освоения

0-8 8-20 20-40

О-ГО 10-24 24-35 35-40

0-3 3-5 6-12 12-20 20-30 30-40 40-60 60-80 80-100

0-10

19-20

20-2в . 30-40 40-60 60-80 80-100

0-20 20-40 40-60 60-80 80-100 ЮО-120

0-20 20-33 33-53

3,35

3.01

2.52

2,74 2,90 3,25 1,56

2,71 2,85 3,24 3,81 4,00 3,70 3,30 3,30

2.89

3,70 3,50 3,41

3.02

2.53 2,41 2,80

3,63 3,53 3,08 2,93 2,92

3.05

3,43

3.06

2.90

3,55 3,27 3,50

3,47 3,59 3,90 3,52.

3,25 3,27 3,6Г 4,27 4,50 4,04'

3.59 3,58 3,13

4,32 4,05

3.95 3,49

2.96 2,77 3,20

4,42 4,02 3,66 3,15 3,15 3,36

4,80

3.60 5,04

2,13 2,33 2,29

3,15

3.02 3,35 3,11

1,35 1,67 2,01 1,79 1,72

1.44 1,20 0,98 0,96

2,66 2,10 2,13 1,62 Г,57 1,54 1,70

3,41 2,95 3 34 2,63

2.45 2,21

3,81 1,97

3.03

59,83 71,25 65,43

91,07 84,12 85,90 83,35

41,54 51,07

55.63 41,92 38,22

35.64 33,43 27,37 30,67

61,57 51,85

53,04 55,60 53,13

77,04 73,26 85,19 83,62 77,87 65,74

79,33 54,67 61 09

кг /га

70006000 • 5000.

4000

■3000

2000 1000 -

0-40 с.'Л

0-40 с-л

Рис. 3. Запасы валового (I) фосфора и его подв:шшх

форм (II) (по Кирсанову) в целинных и

осмепшх то]фших почвах

I-Новгородская 0ГЛС; 2- опытное поло Тоома; З-п&шскам 0ЕС; Г I - долина

- 70 лет освоения

занных" фосфатов составляет всего от валового содержания фосфора. В низинных обедненных торфяных почвах с высоким содержанием железа до 70$ суммы всех минеральных фосфатов аккумулировано в форме фосфатов Ре и И (Новгородская ОМС). В низинной типичной торфяной почве с кальциевым составом золы до 60$ от суммы всех минеральных фосфатов представлено фосфатами Са (Минская ОБС). Максимум минеральных фосфатов приурочен к верхне- (О-Ю, 0-20 см) слою. Содержание их резко уменьшается с глубиной.

Сельскохозяйственное использование торфяных почв сопрово-вдалось повышением содержания валового фосфора. За 70 лет сельскохозяйственной культуры запасы валового фосфора в пахотном слое увеличились в 2-5 раз и составили: 1489 кг/га на опытном поле Тоома, 4106 кг/га на Минской ОБС, 4484 кг/га на Новгородской ОМС, против 525, 2068, 936 кг/га соответственно . на целинных аналогах (рис.3). Освоение почв привело не только к увеличении валового фосфора и его запасов, но и к накоплению подвижных форм фосфора. При сельскохозяйственном использовании низинных торфяных почв содержание подвижных фосфатов в 0-10 см слое в 3-4 раза больше, чем в целинных и составляет от 20 до 5С# от валового количества при 6-36$ в целинных. Следовательно, условия питания растений фосфором в освоенных почвах складываются гораздо лучше, чей в целинных.

Освоение почв Шнекой ОБС привело к снижению подвижных органических соединений фосфора в 2 раза, что свидетельствует о высоких тешах минерализации органического вещества торфа Европейской территории СССР. На кислых железистых торфяных почвах Новгородской ОМС увеличилось количество органических ' соединений фосфора, извлекаемых 0,5 я ПН^Р и 0,1 в ЫаОЕ вытяжками. Основная часть новообразованных органических фосфатов аккумулируется в форме оргаяо-фосфатов железа. За 70 лат количество их увеличилось до 75£. При освоении происходит трансформация и минерализация форм фосфора. Направленность этой трансформации предопределяется качественным составом. золы и агрохимическими свойствами торфяной почвы. Длительное освоение низинной обедненной торфяной почвы с железистым составом золы Новгородской ОМС привело я тому, что содержание фосфатов железа и алшиния увеличилось в 3 раза и они составили 60-85!С сукин всех минеральных фосфатов почвы. В ккзяяяой

Э

опытное поле Тоома целина 55 лет освоения 70 лет освоения

си 20 40 60 $0 100 20 40 6Q 8,0 100 2Q bg 80 100/1

10 20

Новгородская ОМС

Минская 0БС

Рис.2. Соотношение минеральных к органических соединений фосфора в торфяных почвах ( %. ог валового )

рVPQ - сумма минеральных

фосфатов £ | - фосфаты остатка

- сумма органических фосфатов

типичной почве Минской ОБО о кальциевым ооставом золы содержание фосфатов Са увеличилось в 5-10 раз. Наряду с увеличением извлекаемых форм фосфора во всех освоенных почвах отмечено и некоторое увеличение групп воссгашвленно-растворимнх фосфатов, что свидетельствует о закреплении фосфора вносимых удобрений. Однако количество этого закрепленного фосфора невелико и абсолютное содержание восстановлещга-растворимых фосфатов значительно меньше, чем подвижных. Это свидетельствует о том, что при систематическом внесении фосфорного удобрения и накопления "остаточных" фосфатов, фоофооный ракш о сдвоенных почв складывается благоприятно. Следовательно, прежние представления о сильном закреплении фосфора, внесенного с удобретш,и в почву, являются вреувелкчеяными.

4. Изменение содержания и форм аккумуляции калия

Валовое содержание калия в минеральных почвах в завися- -мости от минералогического п гранулометрического состава составляет 1,5-3$, а в торфяных почвах 0,05-0,2$. Валовые запасы калия в метровой толще целинных торфяных почв очень низкие от 180 кг/га в верховых до 1200-1500 кг/га в низинных. По содержанию и запасам калия целинные торфяные почвы намного беднее минеральных.

Валовое содержание калия в изученных целинных почвах очень мало. В верхнем слое оно составляет всего 0,07-0,05;? для почв опытного поля Тоома и до 0,14-0,19$ для почв Новгородской ОМС и Минской ОБС. Во всех целинных торфяных почвах преобладает водорастворимая форда калия, меньшая его часть находится в обменной форме, доля необменного калия незначительна. Это объясняется тем, что во всех нормальнозольных торфах практически отсутствуют глинистые минералы, способные к необменному поглощению калия. Б органогенных нормальнозолъ-вых незаиленных торфяных почвах условно называемые "необмая-пыз" формы калия могут существовать во время летнего подсыхания торча Ери вэаимодей стнш его с органическими коллоидами. Характер подобной фиксации к ал ля непрочен и объясняется защитным действием минеральных коллоидов, блокирующих растворимые соединения калия с гумусовыми кислотами, переводя их в неподвижное состояние (Еильгусевич Г.П., 1961). Поэтому понятие о "необменной" форме калия для торфяных почв условно.

Систематическое применение калийных удобрений на освоенных почвах увеличивает содержание калия в них. Однако это увеличение нестабильно, так как оно идет, в основном за счет возрастания его подвижных форм. Б процессе освоения нормально- ■ зольных торфяных почв на стадии существования органогенного горизонта качественного изменения в формах соединений калия не происходит (Ефимов E.H., 1986). Следовательно, и в освоенных торфяных почвах, имеющих органогенный горизонт,калий имеет высокую подвижность. Поэтому и при систематическом длительном внесении калийных удобрений, дане в старопахотных непере-осушенных нормальнозольных почвах, имеющих органогенный горизонт,невозмокно создать высокий устойчивый уровень обеспеченности подвижным калием. Устойчивое накопление калия может быть только на подвергшихся глинованшо торфяных почвах или на сработавшихся торфяниках, когда к торфу припахивается подстилающая глинистая порода и накопление калия идет за счет его необменной фиксации. В нормальнозольных непереосушенных торфяных почвах, сохранивших органогенный горизонт, не усвоенный растениями и не фиксированный в необменное состояние калий в условиях болотного типа водного режима передвигается в нижнюю часть профиля и выносится с дренажными водами. За 70 лет сельскохозяйственной культуры запасы валового и подвижного калия увеличились только, на сработавшихся торфяных почвах (Новгородская ОМС и Минская ОБС), где остаточная мощность торфа составляет всего 20-30 см. Увеличение содержания калия в этом слое горизонта происходит, главным образом, за счет обогащения торфа минеральной суглинистой подстилающей породой, припаханной к торфу. В торфяной почве опытного поля Тоома, имеющей мощный органогенный горизонт, за 70 лет освоения накопления калия не происходит и запасы его крайне низки. Следовательно, за счет длительного систематического внесения калийных удобрений на торфяных почвах, сохранивших достаточно мощный органогенный горизонт нельзя достигнуть стабильного уровня содержания валового и подвижного калия в почве. Калий в этих почвах часто находится в первом минимуме.

5. Калийный режим торфяной почвы и эффективность калийных удобрений под многолетние трави

5.1. Характеристика объекта исследования и схема опыта

Исследования по выявлению эффективности калийных удобрений под многолетние травы проведен на типичной низинной торфяной почве. Опыт заложен на^тошицком" болоте в совхозв"Во-лосовский" Ленинградской области. Мощность Ат - 1,5 м, плот-кость - 0,23 г/сиг, рН-5,0, сумма поглощении оснований - 88140 мг-эквДОО г, степень насыщенности основаниями.:- 73-83$, содержание азота - 2,10-2,15$, зольность-8-14$. Содержание JiOg-3,82, AIgOg-1,51, СаО-4,23, Mg0-0,63,Pe203-2,5I, SOg -0,73$. Обеспеченность подвижными соединениями фосфора высокая (PgOg - 50-85 мгДОО г), калия средняя (К20-30-31 ыгДОО г) (данные Т.Бартош). В опыте возделывались шюголетние травы в виде трехкомпонентной смеси (костер безостый, тимофеевка луговая, еда сборная). Посев трав произведен в 1983 году,внесение удобрений начато с 1984 года. Схемы опыта: I. контроль (без удобрений; 2. N9^120 S 3- М90Р120К90; 4• N90PI20KI20»

5- N90PI20KI80i 6- N90PI20K240; 7' N90PI20KI20fI20' Площадь делянки 30 повторность 4-х кратная. Уборка-трав проводилась сплошным методом при 2-х укосном использовании трав.

Автором проведены исследования на этом опыте в 1988-1990 гг., о травами 5, 6, 7 годов пользования. С 1988 года опытные делянки разделены пополам, на половине продолжали вносить удобрения по указанной схеме, на второй половине делянок изучали их последействие. о

5.2. Баловне запасы в динамика подвижного калия

Валовые запасы каляя в слое 0-20 см в год начала опыта (1988 г) на контроле составили 580 кг/га, а в корнеобитаемом слое (0-60) - 1030 кг/га. За три года опыта на контроле произошло снижение валовых: запасов калия до 430 для слоя 0-20 си и до 930 кг/га для слоя 0-60 см. На фоновом варианте из-за большого урожая трав запасы валового калия были несколько меньше, чем на контроле. Внесение калийных удобрений в дозе KgQ не увеличивало запасов валового калия в почве. Назначи-тельное увеличение запасов происходит, начиная о дозыК^д я становится заметным с дозн Kj-qq. При внесении Kg^Q его валовые запасы для слоя 0-20 см увеличились за 3 года с 950 до

1180 кг/га, а для слоя 0-60 см с 1630 до 1950 кг/га. Исключение калия из удобрения приводит к тому, что за три года наблюдений валовые его запасы для соответствующих слоев уменьшились практически до уровня контрольного варианта. Запасы подвижного калия в 1988 году в слое 0-20 см на контроле (без удобрений), на варианте WP (фон) очень низкие и не превышают 160 кг/га.

Внесение удобрений в течение трех лег приводит к увеличению запасов подвижного калия. Величина прироста запасов калия зависит от дозы вносимого калийного удобрения. Если при дозе KQq максимальные запасы KgO в слое 0-20 см не превышали 200 кг/га, то при КГ8д 240 его запасы увеличиваются до 350-450 кг/ га. Максимальные запаси подвижного калия до 1000 кг/га наблюдаются при дробном внесении дозы K24Q по 120 кг KgO под каждый укос.

. Исключение удобрений на половике опытных делянок в 1988— году привело к резкому уменьшению запасов подвижного калия уже в первый год последэйствшг. Запасы ^0 по дозе Kgg в первый же год последействия не отличались от содержания калия на контроле и фоновом вариантах опыта, по дозе K^q они приблизились к запасам 1^0 на контроле на второй год последействия и лишь при дозе KjgQ 240 несколько превышали контроль на второй год, а на третий год последействия практически сравнялись с контролем. Уменьшение запасов 1^0 в последействии на предварительно вносимых высоких дозах ^q было наиболее существенно. Аналогичные изменения запасов KgO под влиянием возрастающих доз калийного удобрения, а также их последействия отмечены и для 0-60 см слоя почвы. Следовательно, при систематическом внесении калийного удобрения, калийный режим торфяных почв складывается благоприятно, но исключение калия из удобрения, хотя бы на I год приводит к резкое уменьшению его запасов во всем корнеобитаемом слое и ухудшение калийного режима почвы.

5.3. Формы аккугуляции калия

. Калийный режим торфяной почвы оценивается не только по динамике подвижного калия, но и по соотношению форм его соединений. С этой целью двазды за вегетационный сезон - весной (до внесения удобрений) и осенью (после второго укоса) проводилось определение форм нахождения калия в почве: водорастворимой, обменной, необмекной. 14

По разности мевду валовым количеством калия и суммой всех указаттх форм рассчитывалось количество "яеобмеянофиксирован-кого" калия. А.наляз полученных данных свидетельствует об очень высокой подвижности катая. Об этом говорит постоянное перераспределение форм его аккуг.уляции, их значительная динамичность во времени. Соотношение между формами калия в почве зависят от дозы вносимого удобрения, выноса калия растениями и водного режима почвы. Изменение форм калия в течение одного вегетационного сезона отмечено даже для контрольного варианта (без удобрений), что свидетельствует о большой динамичности и лабильности системы калия в торфяных почвах. Внесение возрастающих доз калийного удобрения приводит, в первую очередь, к значительному увеличении водорастворимых форм калия. В меньшей степени изменяется содержание необменной формы калия, которое в количествзняом отноиеши значительно меяьие обменной. Количество водорастворимой и обменной форм калия зачетно возрастает при высокой дозе внесения калийного удобрения (К24д). Интересно, что при внесении Н^д увеличение этих форм калия происходит за счет уменьшения "необменяофик-сироваяного" калия. Это свидетельствует об условности понятия "необменяофиксировашой" формы калия применительно к яормаль-яозольным торфяным почвам. Максимальное количество водорастворимого и обменного калия отмечено при дробном внесении дозы К24д за два приема К^СМ^О* йсклшеяии калия из удобрения опять яе наибольшее его уменьшение происходит за счет водорастворимой и обменной формы калия. При дробном внесении калийных удобрений значительная часть калия до конца вегетации остается в почве в основном в водорастворимой и обменной форме, что создает предпосылки потерь калия на инфильтрацию из профиля почвы в осеняе-весеяний переувлажненный период.

5.4. Влияние калийного удобрения на урожайность шюголет-. них трав

В опыте отмечена очень высокая эффективность калийных удобрений (табл.3). Данные свидетельствуют о том, что на контроле уролай трав 5 и 6 годов пользования очень низкий.

Внесение лишь азотяо-фосфорного удобрения, на б год опыта уяе не приводит к увеличении урожая трав. Величина прибавки урожая по дозам Кед и К-^д по отношению к фоновому тарная-

15

Влияние калийных удобрений и их последействия на урожайность сена многолетних трав

Таблипд 3

Урожай- Прибавка Урожай- Прибавка Урожай- Прибавка

Варианта яость за-ность за ■ — ность за-

опыта I укос, т/га % 2 укос, т/га % 1+2 уко- т/га %

т/та т/га сн,т/га

I 2 3 4 5 6 7 8 : 5 ЙГ

Контроль 0,80 _ —

йэо&го, N 9Сг 120^90 1,27 5,59 4732 340,16

м 90^12^120 6,02 4,75 374,02

М90Р12СЗК1В0 6,39 5,12 403,15

М 90^120^40 5,98 4.71 370,87

и9(?12(р12Ш2р 5,80 4,53 356,69

НОРдд.т/га 0,52

Контроль 1,92 — —

N 90*120 1,81 - -

ы90Р12Ср90 4,74 2,93 161,88

М90Р120К120 6,54 4,73 261,33

Н90?120КГ80 5,98 4,17 230,39

^ЛгО^О 6,64 4,83 266,85

Ы90Р12С^120+120 6,30 4,49 248,07

нср05 .т/га 0,64 .

1988 год

1,02 _ 1,82

2,48 — — 3,75 — _

5,08 2,60 104.84 10,67 6,92 184,53

6,76 4,28 172,58 12,78 9,03 240,80

5,32 2,84 114,52 11,70 7,95 212,00

6,12 3,64 146,77 12,70 8,35 222,67

4,96 2,48 100,00 10,75 7,00 186,67

0,44 0,64

1989 год

2,36 - - 4,28 - _

2,12 - - 3,92 - -

5,26 3,14 148,11 10,00 6,08 155,10

6,71 4,59 216,51 13,25 9,33 238,01

7,55 5,43 256,13 13,53 9,61 245,15

7,83 5,71 269,34 14,47 10,55 269,13

7,87 5,75 271,23 14,17 ГО, 25 261,48

0,71 1,04

I

2 3

Колтроль 0,80 -

N 90*120 0,72 -

NOO^CFOO 3,00 2,28

n9CPI2CPI20 4,98 4,26

n90PI20KI80 5,02 4,30

NS0PI2ci^240 5,63 4,91

NSOPI20KI20+I20 5,07 4,35

НСРп-.т/га 0,51

Контроль 1,92 _

NS0PI20 1,94 -

n90PI20K90 3,03 1,09

N90PI2Cfl20 3,44 1,50

N90PI2C?I80 3,23 1,29

N90PI20K240 4,01 2,07

N90PI2C?I20fI20 3,84 1,90

HCPQg, т/га 0,51

Продолжение табл.3

4 5 6 7 8 9 10

1988 год последействие

- - 1,02 - - 1,82 - -

- 2,37 - - 3,09 - -

315,97 3.12 0,75 31,65 6,12 3,03 98,06

590,97 4,02 1,65 69,62 9,00 5,91 191,26

596,88 4,66 2,29 96,52 9,68 6,59 231,27

681,94 4,42 2,05 86,50 10,05 6,95 225,24

604,17 4,67 2,30 97,15 9,74 6,65 215,21

0,70 0,73

I9S9 год последействие

- 2,36 - - 4,28 — -

- 2,51 - - 4,45 - -

56,31 3,34 0,83 33,07 6,37 1,92 43,15

77,45 3,55 1,05 41,63 7,00 2,55 57,30

66,37 3,32 0,81 32,37 6,55 2,10 47,19

106,83 3,56 1,05 41,93 7,57 3,13 70,22

98,07 3,61 1,10 43,82 7,45 3,00 67,42

0,52 0,88

ту за два года опыта составила 184-155 и 241-238$. Дальнейшее увеличение дозы калия не дает существенной прибавки урожая. Дробление дозы палия 240 на 2 приема внесения по К^о+хзо под каждый укос трав не дает повышения урожайности по сравнению с внесением всей дозы за один прием. Исключение удобрения уже в первый год последейстшя приводит к значительному снижению урожая трав. По двум годам последействия снижение урокая составило по дозе Код в 1-й год 42,6$, 2-ой год 36,3$, по дозам К120 29,6-47,2^,"К180 - 17,3-51,6$; Цт - 16,9-47,7$, ^'120+120 ~ 9>4-47,4% соответственно по I и 2 годам опыта.

5.5. Влияние калийного удобрения на качество сена многолетних трав

Но химическому составу сено многолетних трав отличается повышенны« содернанием азота (2,1-3,5$), причем по всем вариантам опыта, включая контроль. На делянках опыта, где прекратили вносигь удобрения, высокие показатели азота в корме сохраняются. Следовательно, показатели качества по азоту определяются богатством этих почв данид? элементом. Внесение азотного удобрения в качестве фона (вариант N90^20^ УЕеличивает содержание азота в сене. Возрастающие дозы калийного удобрения на фоне азотно-фоспорного удобрения приводят -к некоторому уменьшению азота в сене, очевидно, за счет эффекта "разбавления", при значительном повкшеняи-уровая трав на этих варианта" опыта. Содержание Са, за исключением вариантов с внесением калийных удобрений в I укссе 1988 года, является оптимальным (0,6-0,9$), магния по всем вариантам опыта (г.ри внесении удобрений и в последействии) - оптимальным и составляет 0,2-0,4$. Хорошее качество сена по Са и Мд связано с богатством низинной торфяной почвы этими элементами питаяяя.Ко-личество На по всем вариантам очень мало (0,015-0,04$) .Содержание фосфора является оптимальным (0,3$) для корма и стабильным независимо от возрастающих доз калийного удобрения. Соотношение Са и Р по всем вариантам опыта близко к оптимальному (1,5-3,00$) и только в некоторых случаях превышает его. Содержание К в корме зависит от дозы калийного удобрения. Количество его в сене на контрольно1 и фоновом варианте опыта низкое (0,7-1,0«) при норме 1,7-2,Это свидетельсггует о том, что катай находится в почве в первом ишауме. Возрастающие дозы калийного удобрения приводят к увеличению содержать

яия калия в травах:, которое находится в пределах норш при дозах Кд0 ^20 180 и тольк0 ПРИ доэе IC^q превышает зоотехническую норлу (32). Особо тесная зависимость между дозой калийного удобрения и содержанием калия в корме отмечена для трав I укоса. При разовом внесении калийного удобрения количество калия в травах П укоса ниже, чем в травах I укоса.При дробном внесении калийного удобрения отмечено более равномерное его распределение в травах I и П укосов. Исключение удобрения приводит к значительному уменьшению К в корме уже в первый год последействия. Это значит, что внесение калия должно быть систематическим не только с точки зрения получения высоких урожаев, но и хорошего качества корма. Отношение К к суше Са и Мд на контроле и фона значительно ниже оптимального (2,2), т.н. торфяные почвы бедны калием. При внесении калийных удобрений в I укосе это соотношение по всем вариантам значительно выше оптимального, за исключением дозн Kqg в 1989 году, а во П укосе око приближается к оптимальному. Возрастающие дозы калийного удобрения увеличивают содержание "сырой" золы, на вариантах последействия ее количество одинаково с контролем, а клетчатки по всем вариантам при внесении удобрений и при последействии несколько выше, чем на контроле и примерно одинаково в I и П укосе. По содержанию "сырого" протеина качество сена по всем вариантам опыта хорошее. Несмотря на то, что на вариантах опыта с внесением калийного удобрения содержание "сырого" протеина уменьшилось, по сравнению с его количеством на вариантах контроля и фона, качество сена то этому показателю на всех дозах калийного удобрения остается высоким. Сбор "сырого" протеина с I га значительно повышается при внесении калийных удобрений. Прибавка его к фону составляет по первому укосу от 92 до 250$ в зависимости от варианта и года я от 52 до 152% по второму укосу. На вариантах последействия выход "сырого" протеина с Г га значительно снижается. Обеспеченность I к.е. переварпмым протеином яа всех вариантах опыта очень высокая (более 100 г на I к.е., при зоотехнической норме 36 г). Следовательног по всем'основным зоотехническим нормативам сено многолетних траэ отличается хорошим качеством, но является неудовлетворительным по содержанию нитратов. Количество их на всех вариантах опыта превышает ПЛК (1000 иг/га?) в 3-6 раз и даже на контрольном вариант в больше

19

ЦЛК в 2-3 раза. Однако проблема нитратов в корме не связана с доэаш калийного удобрения. Высокое содержание нитратов в сене даже на контрольном варианте является следствием богатства этих почв валовым азотом и его минеральными соединениями.

выводы

1. Длительное 70 летнее освоение торфяных почв приводит

к значительному увеличению степени разложения и объемной массы торфа, уменьшению его влагоемсости и величины гидролитической кислотности, увеличению степени насыщенности основаниями.

2. Основным процессом трансформации органического вещества при длительном использовании торфяных почв является его минерализация в результате чего за 70 лет мощность органогенного горизонта уменьшилась с Г,5-2,0 м до 0,3-0,2 м, а на значительной части осушенных массивов на поверхность вышла подстилающая порода и начались процессы формирования антропогенных глеевых почв.

3. При освоении торфяных почв происходит не только минерализация органического вещества торфа, но и глубокие качественные его изменения. В длительно используемых торфдаых почвах еще сохранивших органогенный горизонт увеличивается количество гумусовых веществ и улучшается качественный состав гу-цуса.

4. Торфяные почвы богаты азотом (2,5-3,5$). В целинных почвах 39£ азотного фовда представлено азотом, входящим в состав азотсодержащих органических соединений, недоступных растениям. Длительное освоение торфяных почв приводит к глубокой трансформации их азотного фонда. С одной стороны усиление процессов гумификация приводит к увеличению доли азота, входящего в состав гумусовых веществ, с другой стороны в освоенных почвах резко усиливаются процессы минерализации органического вещества, накопление минеральных форм азота и расходование запасов легкогидролизуемого азота. Поэтому, несмотря на богатство этих почв азотом, как во вновь осваиваемых (особенно на Севере), так и очень длительно используемых почвах монет возникать необходимость во ваэсешш азотных удобрений.

5. Целинные торфяные почвы бедны фосфором (0,25-0,38$ на сухой торЗ>). До 50-85$ валового содержания фосфора находится 20

в форме органических соединений недоступных растениям. За 70 лет сельскохозяйственной культуры на болотах запасы валового фосфора увеличились в 3-5 раз, при этом значительно увеличилась доля минеральных фосфатов. Состав минеральных фосфатов определяется качеством золя. В кислых низинных обедненных торфяных почвах преобладают оксиды фосфатов железа и алюминия (до 7С$ от суммы всех минеральных фосфатов). В торфяных почвах со слабокислой реакцией и преобладанием в составе золы кальция до 605? минеральных фосфатов представлено фосфатами Са. При освоении почв происходит значительное накопление растворимых почвенных фосфатов и небольшое увеличение вос-становлеяно-раствортш фосфатов. Это свидетельствует об улучшении фосфатного режима освоенных почв и о преувеличенности установившегося понятия об очень сильном закреплении фосфора удобрений.

6. Содержание и запасы калия в целинных торфяных почвах очень малы (0,05-0,2^ или 166-495 кг/га на 0-24 см пахотный слой). Большая часть калия находится в водорастворимой и обменной формах.

В освоенных почвах, имеющих органогенный горизонт качественного изменения в формах аккумуляции калия не происходит. Это предопределяет возможность его больших потерь и напряженность калийного режима, даже в старопахотных почвах, где калий среда элементов питания находится в первом минимуме и сельскохозяйственные культуры нуждаются в калийном удобрении.

7. Применение калийного удобрения на освоенных почвах увеличивает содержание в них калия. Однако калийный режим в освоенных; почвах нестабилен, т.к. увеличение калия идет за счет его подвяаных форм. Поэтому создание высокого уровня обеспеченности торфяной почвы калием не имеет теоретического обоснования и на яормальнозольннх почвах бесперспективно. Внесение калийного удобрения, даже на старопахотных почвах должно быть систематическим, ежегодным.

8. Внесение калийного удобрегаш на среднеобеспеченной подвижным калием торфяной почве имеет очень высокую эффективность при дозах Кед £20* Прибавки урожая к фону (МР) составили 160-250$. Увеличение дозы до К18д 240> а такжв вне~

21

сеняе дозы У^АО за два пРиема ^120120 яе дает существенной прибавки урожая до сравнению о разовым внесением калия весной.

9. На хорош удобренных торфяных почвах высокая подвижность и доступность калия растениям способствует наиболее полному проявлению кальщефильности многолетних грав. При высоких дозах удобрения растения накапливают калий в количествах, превышающих зоотехническую норцу (для трав 1,7-2,0$). Это должно учитываться при расчете дозы калийного удобрения. Еа среднеобеспеченных калием почвах внесение ^д за один прием приводит к избыточному накоплению калия в корне (более

Рекомендации производству

1. Удобрение многолетних трав на торфяных почвах калием должно быть систематическим, ежегодным. Исключение калия из удобрения даже на один год приводит к недобору половины возможного урожая.

2. На средне обеспеченных подвижным калием торфяных почвах ежегодные доэн калийного удобрения должны составлять по действующему веществу %20*

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Изменение состава органического вещества торфяных почв при сельскохозяйственном освоении. Е сб.научных трудов ЛСХИ "Гумус и азот в земледелии НЗ РСФСР", Л., 1985, соавтор Ефимов В.Н.

2. Изменение состава органического вещества низинных торфяных почв при длительном с/х освоении.Б сб. Карельского ф-ла АН СССР "Влияние мелиорации на состав и свойства торфяных почв". П., 1985, соавтор Ефимов В.Н.

3. Изменение содержания калия в торфяных почвах при освоении. В сб.Карельского ф-ла АН СССР "Почванно-мелиоративные исследования в Карелии, соавтор Ефимов В.Н.

4. Трансформация органического вещества мелиорированных торфяных почв. Тезисы Всесоюзной научной конференции "Агро-почвоведение и плодородие почв", Л., ЛГУ, 1986, соавтор Ефимов В.Н.

5. Изменение содержания и форм соединений фосфора в торфяных почвах при длительном использовании. Почвоведение, й 5, 1986, соавторы Ефимов В.Н., Корнилова Л.И.

6. Изменение состава органического вещества торфяных почв

за 70 лег их сельскохозяйственного использования. Почвоведение, Я 7, 1986, соавтор Ефимов В.Н.

7. Содержание и формы калия в торфяных почвах. Агрохимия,

It 5, 1985, соавтор Ефимов В.Н.

8. Изменение состава и свойств болотных почв европейской части СССР при длительном сельскохозяйственном освоении. В сб. "Особенности производства кормов на мелиорированных торфяниках.

9. Изменение состава и свойств низинных торфяных почв Новгородской ОМС при длительной культуре болот. Тезисы докладов "Пути повышения пчодородая почв НЗ УССР.

10. Evolution of Bog Soila in the European Part the USSP Due to their Agricultural use. Труды Международного

УШ конгресса по торфу, соавтор Ефимов В.Н.

11. Эволюция болотных почв Европейской территории СССР под влиянием антропогенного воздействия. Тезисы докладов УШ Всесоюзного съезда почвоведов. Новосибирск, 1989, соавтор Ефимов В.Н.

12. Запасы и формы калия в торфяных почвах. Тезисы докладов конф. "Физика-химия торфа", Калинин, 1989, соавтор Ефимов В.Н.