Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ИЗМЕНЕНИЕ ВОДНО-ФИЗИЧЕСКИХ И АГРОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ КУЛЬТУРНЫХ ПАСТБИЩ ПОД ВЛИЯНИЕМ ОРОШЕНИЯ И УДОБРЕНИЙ (В УСЛОВИЯХ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ)

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ИЗМЕНЕНИЕ ВОДНО-ФИЗИЧЕСКИХ И АГРОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ КУЛЬТУРНЫХ ПАСТБИЩ ПОД ВЛИЯНИЕМ ОРОШЕНИЯ И УДОБРЕНИЙ (В УСЛОВИЯХ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ)"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

/ московская ордена Ленина

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

: / .. ; .. На правах рукописи

НИКОЛАЯ АФАНАСЬЕВИЧ СЕМЕНОВ

ИЗМЕНЕНИЕ ВОДНО-ФИЗИЧЕСКИХ И АГРОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ КУЛЬТУРНЫХ ПАСТБИЩ ПОД ВЛИЯНИЕМ ОРОШЕНИЯ И УДОБРЕНИЙ (В УСЛОВИЯХ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ)

' Специальность 06.01.03 — Почвоведение ь ^ \

Автореферат ".ч^*' диссертации на соискание ученой степени кандидата'-сельскохозяйственных наук -...'ч-^

МОСКВА — 1976 \

У

и^ с. — .....

Диссертационная работа выполнена во Всесоюзном Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте кормов им. В: Р. Вильямса. .

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук профессор [ И. А: Цаценкин| , доктор сельскохозяйственных наук П. У. Бахтин.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук стар: ший научный сотрудник-Л. О. Карпачевский; кандидат биологических наук доцент М. В. Стратонович.

Ведущее учреждение—Главное управление кормов, лугов , и пастбищ Министерства сельского хозяйства СССР.

Защита состоится в /Гчас. «// » С-К.ГЛ ¿У«0}1976 г.

на заседании специализированного Совета Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева. .

С диссертацией можно озакодаиться в ЦНБ ТСХА:

Автореферат разослан « Д-3 » ^ГСи 1976 г.

Наш адрес: 125008, Москва А-8, Тимирязевская ул., ,47, сектор защиты диссертаций_,ТСХА.

Ученый секретарь специализированного Совета

§8

А, Дорожкина.

Актуальность проблемы. В Постановлении ЦК КПСС н Совета ¿Министров СССР «О мерах но дальнейшему развитию сельского хозяйства Нечерноземной ..зоны РСФСР» (1974 г.) указано, что одной нз первоочередных задач в деле увеличения производства продукции'животноводства является укрепление кормовой базы. Важным резервом роста производства кормов является создание высокопродуктивных пастбищ, и сенокосов. Интенсификация земель при создании культурных пастбищ (8 и-более тыс. корм. ед. с 1 га) приводит к большим изменениям'; водно-физических, воздушных,'; агрохимических и др. свойств .почвы. ^Поэтому важно знать направление прот цессов, происходящих в почве под влиянием различных'доз азотных удобрений, орошения и выпаса животных с целью сохранения и повышения естественного и создаваемого плодо-1 родия почвы. Исследований по изучению комплексных свойств дерново-подзолистых почв культурных пастбищ лесной зоны, не проводилось., ^ ;ч ... ... ..... .', ■ '

У Цель работы. Задачей настоящей работы явилось изучение водно-физических и агрохимических свойств дерново-подзолн- ■ стых почв высокопродуктивных 1 пастбищ н их изменение¡под влиянием азотных удобрений и орошения^ "*У -

Объекты исследований. Объектам» исследований служили культурные" пастбища Центральной экспериментальной базы Института кормов. Чтобы выявить-роль орошения и минеральных удобрений на процессы, происходящие в почве,- исследования проводились .также на неорошаемом и неудобряемом пастбище, сенокосе и участке без хозяйственного использования (залежь с 1930 года). ' ,

Научная новизна. Впервые проведено комплексное исследование водно-физических, воздушных и агрохимических свойств почвы. Установлена тесная связь между водно-физическими, агрохимическими свойствами почвы и урожаем трав. Работа проведена на одном типе и разновидности почвы, что позволило выявить действие окультуривающих факторов на ряд происходящих процессов в почве культурного луга. Установлена достоверная (обратная) зависимость между твердостью «почвы на пастбищах и ее влажностью, составлены уравнения рег-

рессин и даны определенные интерпалы обоих показателей почвы для слоя 0—10, 10—20, 20—30 см. Это позволяет определять влажность почоы по ее твердости.

Предложена формула для расчета коэффициентов структурности и водонрочностн макроагрегированпости почвы, что позволяет делать количественную и качественную оценку структуры н водонрочностн почвенных агрегатов данного тина почвы. Разработан ускоренный метод определения гидроли-зуемого азота в почве. В результате 4-летних исследований выявлено, что водно-физические и агрохимические свойства почвы, характер н направление происходящих процессов и ней не являются ограничивающими факторами при определении срока пользования 'пастбищами.'

Реализация работы. Результаты работы могут использоваться в с/х производстве для ускоренного определения влажности почвы по ее твердости н в целях прогнозированияерока пользования культурными пастбищами "без периодического (через 3—5 лет) коренного улучшения. В Институте кормов имеются культурные пастбища со злаковым травостоем 7— 10 лет пользования в целях выявления эффективности азотных удобрений в зависимости от срока использования трав под выпас.

Апробация: Работа апробирована но месту выполнения' на объединенном научно-техническом совещании лабораторий культурных пастбищ и сенокосов, изучения и использования природных кормовых угодий, массовых агрохимичёских'анали-зов и проблемной лаборатории орошаемого луговодства Института 'кормов. Кроме того, результаты работы доложены на конференциях молодых ученых по кормопроизводству в 1973— 1974 гг., а также на Московской областной конференции моло-; дых ученых и специалистбв в ноябре 1975 г. В лаборатории массовых анализов ВИКа внедрен ускоренный метод определения гндролизуемого азота в почве.

Публикация. Результаты работы'опубликованы в 4-х журнальных статьях и тезисах совещаний общим объемом 2,0 печатных листа.

Объем работы. Работа представляет собой машинопись объемом 126 страниц, включает 28 таблиц, 34 рисунка, 3 фото, 51 приложение и список литературы из 310 названий.

Методика исследований. Исследования 'проводили на разновозрастных травостоях пастбищ в условиях естественного увлажнения и при орошении. Полная схема опытов приведена в табл. 1. Опыты с азотными удобрениями были заложены в 3-кратной повторности. Размер делянок 10X4=40 м2. Почва под пастбищами н сенокосом 1950 г. залуження была произвесткована в 1949 г. из расчета: известь — 5 т/га под дискование и в 1959 г.—5 т/га поверхностно. На интенсивно используемом

пастбище 1950 г." залужения известь с 1949 г.-не вносилась, а была внесена перед закладкой опыта в 1968 г. поверхностно, так же как и на пастбище с 1968 г. залужения. На участке без хозяйственного использования (площадью 800 м2) известь вносилась в 1930 г. из расчета 12 т/га СаС03 с заделкой. Удобрения вносили в форме: хлористый калий, суперфосфат, аммиачная селитра (дробно). Полив проводили дождевальной установкой КДУ-55М. Влажность почвы при этом в слое 0—30 см поддерживали на уровне не ниже 80% ППВ. Поливная норма— 350—400 м3/га. Оросительная норма составила: в 1971 г.—1750, в 1972 г. —3150, в 1973 г. —1750, в 1974 г.— 350 м3/га. Плотность выпаса — 120—150 голов крупного рогатого скота на 1 га. Изучали следующие свойства дерново-нод-золнстой почвы: влажность, твердость, объемный вес, удельный вес, структуру и водоирочность почвенных агрегатов, механический н микроагрегатный состав, водопроницаемость, предельно-нолевую влагоемкость, максимальную гигроскопичность, гумус, общий и гидролизуемий азот, подвижный PsOs и КгО (но Кирсанову), рН води., солсв., гидролитическую и обменную формы кислотности, подвижный алюминии, закись и окись железа, сумму поглощенных оснований, обменный кальций, запасы корней в почве, биологическую активность.

Свойства почвы изучали общепринятыми методами, за исключением определеннягидролизуемого азота по Корнфил-ду. Чашки Конвен были заменены па сообщающиеся колбы емкостью 12—15 мл каждая, закрываемые резиновыми пробками. Срок гидролиза- сокращен в 2 раза за счет повышения температуры в термостате до +38—40 С. Титрование проводилось 0,02н HaSOfl. Математическая обработка показала более высокую воспроизводимость ускоренного метода. (Ускоренный метод внедрен в лаборатории массовых агрохимических анализов Института кормов им. В. Р. Вильямса). Агрохимические свойства эючвы определяли в слоях 0—10, Ю—20, 20—30 см в.3-кратной повторности. Отбор почвенных" образцов "производили в 7 точках каждой делянки нолевого опыта. Все полученные данные статистически обрабатывались. Учет урожая, ботанический состав проводили по методике ВИКа. -

Погодные условия за годы проведения исследований различались. В мае 1971 г. осадков выпало в 2 раза меньше средне-многолетней нормы, температура в апреле-мае была также ниже нормы, что обусловило медленное отрастание многолетних трав. Особенность 1972 г. — новы ¡ленная температура воздуха. Начиная с июня и по копен августа, относительная влажность воздуха опускалась до 20%, а температура воздуха поднималась до + 38—40°С. С поверхности почва прогревалась до +43—48°С. Осадков в течение периода вегетации выпало на 83,5 мм меньше нормы.-За вегетационный период 1973 г. выпа-

ло 407,1 мм, т. е. больше нормы, лишь в июне растения испытывали острый дефицит во влаге. В среднем за 1974 год осадков выпало 602,5 мм, период вегетации продолжался больше обычного. . ...

Водно-физические и агрохимические свойства почвы. Морфологическое описание разрезов и полуям и определенные водно-физические и агрохимические свойства почвы по всему профилю показали идентичность почвы опытного участка и почвообразующих пород. Характерно резкое изменение свойств дер ново-среднеподзол истой, среднесугл инистой почвы по профилю. Увеличивается объемный и уделышй'вес, максимальная гигроскопическая влага (МГ) и влажность завядаиня. Порозность, влагоемкость и количество' продуктивной влаги падают, т. е. доступность влаги растениям снижается. Резко увеличивается фактор дисперсности (по Качннскому) от"5,5 в горизонте А1 до 17,1% в — Вг, т. е. вниз по профилю происходит разрушение микроагрегатов почвы. Увеличение количества макроагрегатов в иллювиальных горизонтах почвы связано не с повышением их водопрочности (на глубине 50 см и ниже водопрочные агрегаты составляют около 15%), а с механической прочностью агрегатов в сухом состоянии. «Цементирующую» роль в повышении структуры на этой глубине играют полуторные, окислы (содержание алюминия ' в гор. В1 достигает 20 мг/100 геточвы). Почва по всему профилю обогащена фракциями крупной пыли. Агрохимический анализ показал,*что > почва обеднена, за исключением верхних слоев 0—5—10 см,' элементами пищи для растений, имеет кислую реакцию и значительное количество алюминия.

Изменение плотности (ОВ)'и твердости почвы под влиянием орошения, срока и способа.использования травостоя • н удобрений

Большинство исследователей считают, что оптимальные условия для растений создаются при ОВ почвы 1,0—1,4 г/см3 в слое 0—20 см. Следует ожидать, что на ластбищах ОВ почвы будет выше, так как почва при этом подвержена естественному уплотнению и под влиянием выпаса. Исследования показали, что ОВ почвы больше зависел от срока, способа использования травостоя и условий увлажнения, чем от удобрений (табл. I). По мере увеличения срока пользования пастбищем ОВ почвы снижался. Это связано с лучшей гумусированностью почвы, повышением морозности и оструктуренности. Орошение способствовало новышенню ОВ, что связано с более высокой диспергацией агрегатов почвы, усилением процесса минерализации органических веществ в ней. Осенью уплотнение почвы было значительнее, чем весной. В почве пастбищ 4-х и более

Таблица!

Объемный вес почвы в зависимости от срока и способа использования травостоя, от условий увлажнения и удобрений

(в среднем за 2 года)

= Вариант Глубина, С ороше- Без ороше-

см нием ния

Пастбище с 1968 г. залуження

I- РвоКэд — фон....... 0—10 1,39 1,25

10—20 1,47 1,42

II. Фон+N[80 ......... 0—10 1,44 ' 1,39

10—20 , 1,45 1,35

III. Фон+Мио....... . 0—10 1,49 1,38

10—20 1,43 1,36

IV. Фон+N360 ........ 0—10 1,48 1,41

10—20 1,45 1,38

Пастбище с 1950 г. залу} кения

I. РмК» —фон ....... 0—10 1,28 1,24

10—20 1,35 1,35

II. Фон+М|9»........ 0—10 1,26 1,20

10—20 1,40 1,35

III. Фон+Ы^о........ 0—1 (Г 1,29 1,24

10—20 1,49 1,30

IV. Фон+Ымо • ....... 0—10 1,33 1,35

10—20 . 1.46 1,42

1. Пастбище с 1950 г. залуження, 0—10 1,19

неудобряемое . ....... 10—20 1,36

2. Сенокос с 1950 г. залуження, не- 0—10 1,12

удобряемый........ 10—20 1,25

3. Участок без хозяйственного ис- -0—10 1,08

пользования'^ 1930 г.) , .' , . 10-^-20 1,35

V — коэф. вар. при Е0,55"-- * " " 4.2% ±0,05 5,5% ±0,06

лет пользования при внесении азотных удобрений ^ео-гм ОВ варьирует (в слое 0—20 см) от 1,25—1,32 г/см3 (со средним значением 1,29 г/см3) при естественном увлажнении, а при орошении — от 1,39—1,46 при среднем значении 1,42 г/см3. Такие величины ОВ почвы характерны для долголетних культурных пастбищ лесной зоны. Влияние выпаса на ОВ почвы сильнее сказалось на более «молодом» пастбище. По мере повышения ОВ почвы увеличивалась ее твердость. Тесная (обратная) зависимость наблюдалась между величиной твердости и влажностью почвы. Это дало возможность установить интервалы обоих значений, составить уравнения регрессии и определять влажность почвы косвенно, по значениям твердости. Для слоя 0—10, 10—20 и 20—30 см уравнения имеют соответственно сле-

дующий вид: У =50,02—1,14Х; У = 39,71—0,7IX; У = 46,45— 0.77Х, где У — влажность, X —твердость почвы (г=—0,83). При одинаковых значениях влажности в разных слоях почвы твердость была различной, что соответствует генетнко-морфо-логическим свойствам и особенностям различных горизонтов дерново-подзолнетых почв.

Порозность, водопрочностъ и агрегатный состав почвьи На основании литературных источников можно сделать вывод, что нормальный газообмен протекает при содержании пор аэрации (Ра,р,)от 10 до 25%. На пастбищах лесной зоны этот показатель не изучался. Исследования показали, что порозность почвы зависела от срока, способа использования травостоя, условий увлажнения и удобрений (табл. 2). ;;

Таблица 2

Изменение общей порозносги (%) и пороз кости аэрации (в % объема почвы) в зависимости от сроков н способа использования травостоя, орошения и минеральных удобрении (в среднем за 2 года, для слоя почвы 0—20 см)

Орошаемые | Неорошаемые

Вариант порозность

общая аэрации общая аэрации

Пастбище с 1968 г. залуження

PeoK's» — фон Фок+ N iso . Фон + Nun фон+njm

45,6 ' 5,8' 47,1 8,5

44,6 4,3 49,2 12,1

45,0 4,7 48,8 П.7

44,9 4,8' 47,9 7,6

ПастбищТс'1950 г. залуження

Р«К»о — фон ........

Фон+Niao . '.....• • ■

Фои+Nw.........

Фон + Nmo.........

Пастбище с 1950 г, залуження не

удобряемое ........

Сенокос с 1950 г. залуження, неудобряем u ІІ ........

Участок без хозяйственного использования ........

При орошении величина общей порозностн и Paw. снижались, но объем пор, занятых доступной (капиллярной) водой, увеличивался. По мере увеличения срока пользования,'пастбищем общая порозность н Р«»рм а также объем нор, занятых капиллярной водой, повышались. Азотные удобрения в дозе NS60 способствовали еннженшо общей порозностн ПОЧВЫ 11 Р„р. по 6

- 49,2 10,5 50,7 12,3

49,3 9,9 55,0 20.2

46.7 5,6 52,5 15,6

■16,5 5,1 50,2 11,5

50,0 11,4

53,9 18,2

55,4 17,1

сравнению с дозой Г^^мо и РваКэо- При снижении интенсивности использования травостоя в почве повышалась общая по-розность и норозность аэрации. При пастбищном использовании общая норозность и Ра»р. были ниже, чем при сенокосном использовании, а объем пор в почве, занятых капиллярной водой,—выше. Установлено, что оптимальные условия для расте- -ний культурных пастбищ при внесении азота в дозах N150-2«. обеспечивающие наибольшую величину урожая трав, создавались в слое 0—20 см почвы при величине норозности аэрации 5,6—9,9% (при орошении) и 15,6—20,2%, в условиях естественного увлажнения. При увеличении Разр. свыше 20,2% растения испытывали недостаток влаги. , . /

В почве под многолетними травами преобладали структурные агрегаты размером 2—1 мм, водопрочные — 3—1 мм; По мере увеличения срока пользования пастбищем в почве увеличивалось количество структурных и водопрочных агрегатов. Орошение, а также внесение фосфорно-калийных удобрений и полного — при N ]ао—способствовали увеличению содержания структурных и водопрочных макроагрегатов почвы (0,25— 10 мм), при N360-— снижению. Внесение азотных удобрений уменьшает количество водопрочных ]рочвенных агрегатов. Так, в слое 0—10 см* (при естественном увлажнении) на пастбище 1968 г. залуженнн количество разрушенных агрегатов составило при РеоКэо — 4,8; РеоКэоМ^о — 10,0; РеоК^гю— 12,2; РбоКэоМзео—12,4%, а при орошении соответственно—3,7; 15,7; 13,3; 16,2%, В слое-почвы 0—10 см па пастбище 1950 г. залу-жения (при естественном увлажнении) разрушалось: при 'РеоКээ — 4,4; Р«Ко^1» — 4,6; РбоКм^о — 7,6; РсоК9оЫз60 — 16,3%, а при орошении соответственно— 4,0; 4,4; 4,8; 6,0%: агрегатов. Были определены коэффициенты структурности (Кс) и водопрочности (Кв) но предлагаемой формуле:

1 м ....'.

Кс;Кв=-^-2 XI, где В — фракции диаметром меньше 0,25 мм; к,

2X1 = сумма фракций от К=0,25 до М=10,0 мм, С возрастанием величины Ке пли К8 количество структурных или водопрочных агрегатов увеличивалось, при снижении Кс; Кв соответственно снижалось. Например, в почвенном слое 0— 10 см на пастбище 1968 г. залужения Кс н Кв по вариантам составили при внесении РК удобрении — 3,1 и 2,5; -при — РКМ,80 —3;6 и 2,1; при —РК^240— 3,4 и 1,9; .при—РКЫзео — 2,1 и 1,1. Соответственно количество структурных и водопрочных агрегатов было 75,8 и 71,0; 78,0 и 68,0;-77,1 и 64,9; 68,0 и 55,7%. При ^внесении РвоКзд и РеаКэо^ 1№_;4о содержание структурных и водопрочных агрегатов почвы увеличивалось, а при — Р5оКмМ36о — снижалось.

Водопроницаемость, влагоемкость почвы, динамика влаж-

ности и использование влаги растениями. По мере увеличения возраста травостоя в почве увеличивалось содержание гумуса, структурных и водопрочных агрегатов, возросла величина яо-с розностн лочвы. Возрастала и водопроницаемость. Так, на1 пастбище 1950 г. залужения почвой впитывалось за первый час наблюдения 49,2 мм воды против 33,0 мм в почве пастбища 1968 г. залужения. ППВ почвы в слое 0—10, 10—20 см соответственно составила на пастбище 1950 г. залужения 33,6; 29,4; а на пастбище 1968 г. залужения — 31,0; 28,8%. Способ использования травостоя также оказал влияние на влагоемкость почвы, Вслое почвы 0—10, 10—20 см соответственно ППВ была на неудобряемом пастбище 34,4; 30,7; на сенокосе — 35,8; 29,9 и на участке без использования — 38,8; 31,0%-. Прямой зависимостью величина влагоеякости связана с общим запасом воды в почве и количеством продуктивной влаги в ней.

Наблюдения за влажностью почвы показали, что важную, роль в вопросегвлагонаконлення . почвой играет, мощность и связанность дернины или наличие «подстилки». Особый интерес в этом отношении представлял период вегетации 1972 г., когда влажность почвы в корнеобитаемом слое опускалась ниже ВЗ, а запас влаги приближался к «мертвому». В этих условиях запасы воды в почвах различных мест обитаний растений были неодинаковы. Так, 14/\П в почве (слой 0—30) пастбп-ща 1968 г.!залужения накопилось влаги 88,6 мм; пастбища 1950 г. залужения — 90,0; пастбища неудобряемого,и;неоро-^ шаемого — 66,6; сенокоса — 69,1; участка без использования ^ 71,7 мм, а к 15/УШ запас влаги соответственно составил: 29,6; 30,9; 31,5; 27,3; 46,9 мм в том же.слое почвы. По мере иссушения почвы доступность влаги уменьшалась и тем сильнее, чем продолжительнее был период засухи (табл. 3).

Таблиц а:.3

Количество продуктивной влаги в % от. общего запаса воды в почве; *'. пастбище 1968 г. залужения

.А Дата определения (1972 год) -

£ я О и „ _ М-1 и —

3 « о о 5: £ о І X Рт

и : ЄО см . -т

0—30 ' 73,8 66,8 23,1 18,2 8,8 0 0,2 0 42,8 74,5 1

0—со 69,0 58,8 27,0 21,0 14,8,- 14,6 .9,7 0 56,8 68,0

0—100 . 57,9 51,0 .38.0 31.1 29,3' 25,5 20,3 N,8 47,6 57,4

Одним из показателей почвы, определяющим доступность' влаги, является влажность завядания растений. Величина ВЗ изменялась от удобрений, увлажнения, срока и способа использования травостоя: Удобрения способствовали снижению ВЗ.

Так, воточве (слой 0—10 см) неудобряем о го пастбища 1950 года залужения В3;-достигала 7,58%; а в почве; удобряемого пастбища того же года залужения ВЗ снизилась по РвоКэо — на 1,50; по РбоКмМ19о-0,96; по Р6!)К9оМ2«гттМ1; по РеоКздМаео— на 1,99%. Орошение способствовало увеличению ВЗ в верхнем слое почвы (0—10 см). На сенокосе ВЗ была на 0,52%', а в почве залежи на 1,55% больше, чем на пастбище. < .Кислотность почвы, накопление в ней алюминия и железа. Перед закладкой опытов с удобрениями в 1968 г. почва (слой 0—10 см) имела следующие показатели: рНсол —4,9; гумус— 2,40%; азот общий — 0,16%; гидролитическая кислотность—: 2,1 мэкв/ЮО'г почвы; обменная кислотность — 0,04 мэкв/100 г почвы; подвижный алюминий — 0,18 мг/100 г почвы; РаО$ — 0,5 мг/100 г почвы н КгО — 6,6; кальций 7,0 мэкв/100 г почвы; сумма поглощенных оснований — 8,8 мэкв/100 г почвы; степень насыщенности основаниями —80,7%. >

.--Значительное варьирование кислотности почвы и алюминия по годам обусловлено разными ногодно-климатическимн уело* виями. На 7-й год пользования пастбищем в почве произошли изменения величин кислотности и алюминия (табл. 4). *. ' ... г , Та блица 4

Изменение кислотности почвы и содержания алюминия в зависимости .от условий увлажнения и удобрений. Пастбище (968 г. залужения по состоянию на 1974 г. (в числителе — без орошения, в знаменателе — с орошением)

Варианты

- 5 -

'* - „.^Показатели <ч X Е •о - 1 , ¡2 ■со + -Л + » +

• : гп я С— и £ о ■е- о •е-

РНсм.........

Гидролитическая ' кислотность, мэкв/100 г почвы

Подвижный алюминий, мг/100 г почвы . . . .

0—10 5,7 6,0 5.9 5.3

6,0 6.0 5,У 5.«

0-10 1,9 2.0 2,2 4.1

- 1.8 1.5 1,3 2,6

0—10 0.72 0.73 0,86 1.29

- 0,27 0,09. . 0,20 0,20

Орошение (поливная вода имела рН 7,0 и кальция свыше 40 мг/л) способствовало снижению всех форм кислотности и алюминия в почве. Эффективность действия извести при орошении повышалась, т. е. и в тючве пастбища с 1950 г. наблюдалось снижение рН при дозе N |во-г« Азотные удобрения в дозе N360 оказали более сильное подкисляющее*действие на

' почву по сравнению с'Ы^но-Хотя "на пастбище с 1950 г. '

кислотность почвы1 и ^ количество -" алюминия ■ повысились , по сравнению с нсходным*содержаниём;:одйакЬ урожай трав, не снижался, следовательно;'злаковыйрастения легко перено-СНЛН'СЛабО- и среднекислуго; реакцию среды." При снижении интенсивности использования'.;'травдст6я'в!почве (слой 0— 10 см) за 6 лет увеличились ^обменная^ гидролитическая кислотность и содержание' алюминия "соответственно до:: при пастбищном использовании^"0,34; 5,2 мэкв/100 г; 2,8 мг/100 г; при сенокосном — 0^85 и 6,3 ;-7,1;1 н ан е йен о л ьэу е мо м участке — 1,11; 7,8 мэкв/100т и 9,7 мг/100 т "почвьк Содержание окиси /железа в почве досп 1га л обо л ее^55 - мг/10 Огп о ч вы, а РеО— —6 мг, но по н а коп л е ни ю, Ие О м ожн о судить о степени процесса анаэробнознсагв почве. ;'В*'вариантах с РК, Ре203, РеО . в почве было больше,: чем'; при-ИР К, как при орошении, так' : и без орошения. При дозе азота-Ызи РегОз н РеО накапливалось больше, чем при N¡¿¿1:40, орошение способствовало увеличению содержания записных форм железа.* - " \

Изменение содёржания доступных ^РК, гумуса, кальция. Через 6 лет после закладки опытов агрохимические показате-V ли почвы изменились (табл. 5) . Увеличилось содержание Р2051

,",-....■■,. .■> .V - -—-V -'"* ■ . _ „ '

. •• • -.' ■ Таблица 5

Изменение агрохимических свойств почвы под влиянием удобрении ' , и орошения. Паегбище 1968 г." за л у ж ени я ло состоянию на 1974 т.

(в числителе — без орошения, в знаменателе — с орошением) ^' *

!" ' ■ Г - V ■ . . * ' "

-'' % » ,' Варианты.

| Показатели •г л X*. =! л - з • "в- :■■ .V-■ ч-1 Л '■ 2 • „ . + . (.— - v, ч • 2 + г о Л ■ к ' ■ + к " о -е-

Рг05, мг/100 г почвы у 0—10 &.е ? .13,3, :;г. 0.1 : 8,9 9,2 8.2 8,0

КгО, мг/100 г почвы 0^10 • ^л -л б.о * - 4,3 ■ 4,6 3.3

* ■ » * 4.0 5,2 4,2

гумус, % . . . Кальцин обменный, . мэкв/100 г почвы - 0—10 0—10 ■ : . 2.50 2,51, 2,40 . .2,25

■•1 2,77 ; 8.0 ' 9,5 :: 2,об ' >8,4 0,2 2,21 8,2 7,8' 1,92 7.5

Э, мэкв/100 г-почвы »- ■ * ■ "0^10 . 10.3 13,1,' 12.4 »11.9 10,7 14,6 ■ 9,2 13,0

V, % . . . . '0—10 84.4'.. 82,9 69,2

- • :т 89,1- -•88,1.. 91,8 83,3 ;

при этом орошение способствовало увеличению содержания Р205. В условиях естественного увлажнения при внесении РК-удобрений в почве р20з было больше, чем при МРК. Обеднение почвы калием но сравнению с исходным состоянием обусловлено интенсивным выносом КаО с урожаем, увеличивающимся при внесении полного удобрения. Не отмечено явного увеличения содержания азота при повышении доз до Ызео. а в почве пастбища 1950 г. залужения, при этом азота стало меньше, чем при При орошении общего и гидролизуе-

мого азота (и гумуса) в почве было меньше, чем в условиях естественного увлажнения, что связано с ускорением разложения и минерализации органического вещества почвы.

Эффективными были дозы азота N150 (при естественном увлажнении) и N2^ (ори орошении), при этом величина урожая трав и в целом плодородие почвы возрастали. При увеличении срока пользования пастбищем в почве увеличивалось содержание фосфора, калия, азота (при орошении), корней.

Урожай трав, экономическая эффективность различных доз азота. В соответствии с изменением водно-физических и агрохимических свойств почвы варьировала величина урожая трав. Особенно неэффективны высокие дозы азота (без орошения) в годы с низкой вла необеспеченностью. Например, в жаркий и сухой период вегетации 1972 г. микробиологические процессы в почве при внесении дозы азота N3^0 подавлялись значительнее, чем при Ыщ)-24о и РбоКэо, а урожай трав был ниже (и составил 45,6 ц/га), чем >прп более умеренных дозах (при N180 составил 49,8 и/га). азота. Исследования показали, что увеличение срока пользования пастбищем не привело к снижению его -продуктивности (табл. 6).

Экономический анализ эффективности различных доз азотных удобрений показал (на примере пастбища 1968 г. залужения), что наиболее экономически выгодны дозы азота N^0 в условиях естественного увлажнения И N240 при орошении. Так, условно чистый доход с 1 га и на 1 руб. затрат при орошении наиболее высок при N^0 и составил соответственно 244,1 и 2,23 руб. при самой низкой себестоимости (равна 2,22 руб.) 1 ц корм. ед. прибавки урожая. При естественном увлажнении, ХОТЯ условно ЧИСТЫЙ ДОХОД с 1 га при дозе >1]80 был ниже, чем при N210. но на 1 руб. затрат — выше и лри самой низкой себестоимости 1.ц корм. ед. прибавки урожая. Например, при внесении N180 условно чистый доход на 1 руб. затрат составил 3,88 руб. при себестоимости 1 ц корм. ед. прибавки 1,47 руб., а «при внесении N360 Доход был ниже и составил 2,28 руб., а себестоимость выше — 2,19 руб. То есть доза М360 экономически неэффективна из-за низкой прибавки урожая, низкой окупаемости затрат и высокой себестоимости продукции (табл. 7).

Таблица 6

Урожай трав культурных пастбищ за годы проведения исследований (ц/га а/с массы) > -

1 " <: "•г ■.■■ - Годы исследований

Вариант ■ ' ■ 1971 | 1972; 1973 1974

Пастбище, травостой посева 1968 г., орошаемое

1. РеоКво — фон

2. Фон-(-Ы]во 5. Фон+Ыло . 4. Фон+Им!) Р. %

НСРом, ц/га ,

Пастбище,травостой

1. РмКао— фон

2. Фон+N180

3. Фон+Ы))(1 .

4. Фон+Ы«о Р. % ... НСРом, и/га .

. 32,5 " 76,888.0 -90,6 ' 3.2 7.6

50.1 76.6

89.2

86.3 4,5

10.6

47,8 92.5 102,6 .100,8 4.0 8,0

посева 1968 г.; неорошаемое

Пастбище, травостоЗ посева 1950 г., орошаемое

15,8 26,2: 22,8 34,4

54,2 ' ' 49,3 43,2 70,4

' 57,4 46,4 51,5 81,7

67,0 45,9 41,4 82,8

т~~г4,0 >■■■- 6.2 4,2 3,1

6,9 . 9,2 6,6 6,8

1* РсоК» — фон

2. Фон+Ыш

3. Фон.

4. Фон+Ыио Р. %

НС Рои, а/га ^

■ 41,3 73,8 *

79,8 , 92.0

91,8 94,3

- 97,0 91,5

' 4.0 2,8

• Г 8,1 •V 19.1

Пастбище^ травостой посева 1950 г., неорошаемое

■ ; - г- ^ ■

1. РиКэо-фон , . . . . ,

2. Фон+Мцо . . . . . .-.

3. Фон+М^о ... . . .*: ' .

4. Фон+Ыз«о . ...... '.

Р. % ...... . . ■ . - .

НСРоад, ц/га . . . : . . . Пастбище без удобрений и без орошения . . . .,.-.У. .. . / .

Сенокос без удобрений и орошения Участок без использования .... .

* Р. % ......

НС Рою, ц/га ! ! * V V "'.

27,4 - 35,6

62,2. ' 49,8

:74,6 . '45,1

77,1 45,6

. 4,0 V, 3,9 '

• ,8.1 С

16,9 - 11,1 15.3 '22,7

19,0 , 16,3 17,0 26,5

• "48,7. : 39,6 43,3 51,9

4,1 3,8 2,9 ' 3,9

' 7.5 9,3 10,0 11,3

Т а б л н к а ?

Экономическая эффективность различных доз азотных удобрений при дробном внесении их на культурных пастбищах

Дозы азотных удобрений (л. в.)

Показатели Ni« N'îjo NMo Nlw N3W N3t<( •

С орошением

Без орошения

80,3 92,7 03,8 54,3 59,2. 59,3

36,7 264,24 49,1 353,52 50,2 361,44 ■29,2 210,24 34.4 247,66 34,5 218,40

29,G6 39,54 59,31 29,66 39,54 59,31

13,39 98,55 14,40 109,44 16,39 131,20 13,39 43,05 14,40 53,94 16,39 75,70

165,09 244,06 230,24 167,19 193,74 172,70

1,C£ 2,23 1.75 3.8S ■ 3,59 2,28

2,69 2.22 2,61 1.47 1,57 2,19

Урожай по азотным удобрениям в среднем за 4 года (ц корм. ед.

с Г га) . . .........

Прибавка урожая от азотних удобрений (ц корм. ед. с 1 га) , Стоимость прибавки урожая (руб.) Стоимость удобрений, включая перевозку на склад хозяйства

(рув.)..........

Стоимость транспортировки в поле, подготовки удобрений, погрузки и заправки туковых сеялок, их . внесение (руб.) .......

Итого затрат на удобрения (руб.) Условный чистый доход с 1 га (руб.) .........

Условный чистый доход на 1 руб

затрат . '.......

Себестоимость 1 и корм. ед. при бавкк урожая (руб.) . . ,

Примечания; 1, Урожай в контроле (PtoKto) составил при - орошении 43,6; без орошения 24,8 ц/г а/с массы.

2. Среднегодовые затраты на орошение составили 55,4 руб. на 1 га.

Выводы

-1. Длительное использование высокопродуктивных злаковых и злаково-разнотравных пастбищ лесной зоны на дерново-подзолистых среднесуглинистых крупнопылевато-иловатых почвах при оптимальных для растений условиях минерального питания и увлажнения приводит к высоким и устойчивым урожаям трав и повышению эффективного плодородия почвы.

2. Орошение по сравнению с условиями естественного увлажнения способствует повышению содержания структурных и водопрочных агрегатов почвы и снижению общей порозности и порозности аэрации. Однако ирн орошении объем пор, занятых капиллярной влагой, увеличивается.

3. Азотные удобрения — Ni80 и N24o — не приводят « достоверному повышению плотности и твердости почвы и снижению содержания структурных и водопрочных почвенных агрегатов, общей порозности и порозности аэрации/Доза N36o способст-

вуёт уплотнению почвы и снижению структуры II во до прочности агрегатов, общей 1юрозности;и Морозности аэрации. От.. рицательное действие выпаса :на 'почву - при этом более значительно чем при Nleo и N240. ;;:;.;;: ;' v " ". ■■ ' ''4.'.Оптимальные условия для" растений, обеспечивающие наибольшую величину- урожая отвнесения азота — Nim и-N2«, создаются при „ плотности.. (в: пахотном слое почвы) — Л ,28; г/см3 и порозностн . аэрации —15,6—20,2%—в условиях естественного увлажнения и при плотности—1,42 г/см3, по-розпости аэрации — 5,6—9$% — при орошении. .

5. Плотность и твердость почвы ^снижаются,-а общая по-розность и порозность аэрации, объем пор, занятых прочно- и рыхлосвязапной водой^влагоемкость возрастают на сенокосе и. еще больше — на участке* без использования, чем на пастбище. Но увеличение срока пользования пастбищем приводит к повышению общей порозностн почвы и;;количеству пор,-занятых доступной влагой и снижению - объема пор, занятых прочно-и рыхлосвязанной водойД ^ij - ; ''..."'

' .6.",Выявленная тесная'обратная:" зависимость между твердостью и влажностью почвы'культурных пастбищ позволяет: установить определенные {интервалы значений, этих показателей дифференцированно для слоев почвы —0—10, 10—20, 20— ,30 см; составнтьуравнення регрессии;*определять влажность-•почвы ускоренным методом;— по ее твердости. -' . 7. ' Наибольшее количество структурных - агрегатов почвы , имеет диаметр 1—2 мм, водопрочных — 1'—. Предложенная формула для расчета ^коэффициентов , структурности—Кс и

водопрочное™— КВ(КС; Ks=-g~S Xi) позволяет делать количественную и качественную (щенку*структуры и водопрочностн : макроагрегатов почвыГУвеличение" содержания микроагрегатов диаметром 1—0,05 мм способствует повышению величины порозностн аэрации : почвы,7 а — 0,05—0,001 мм-—снижению. При орошении увеличивается :'дисперсность- микроагрегатов

почвы. ".';-' - ■ ' "

8. Азотные удобрения в дозе Nigo и Nsi0 не оказывают отрицательного воздействия наагрохимические свойства почвы при периодическом ее известковании. При этом "актуальная, гид- ■ ролитическая, обмеиная'формы кислотности, содержание FeO и Fe303 снижаются. Л' количество.^доступных* форм N, Р3О5, К2О, СаО, S и V, гумуса; биологическая -.активность''почвы повышаются. Доза N360 способствует, увеличению всех' форм кислотности почвы и снижению доступных элементов питания растениям, биологической активности/;ч' ',

9. Орошение способствует "снижению:в.почве всех форм

кислотности, содержанию'А^Оз,1'К2О, N, гумуса и увеличению

,• * % • -

14

количества РаОз, Р^Ов, СаО, а также Б н V и биологической активности,

10. По мере увеличения срока пользования пастбищами па-ряду с возрастанием в почве {особенно в слое 0—10 см) величин актуальной, гидролитической кислотности, алюминия, накапливается содержание доступных РаО;, КгО, гумуса, корней, При пастбищном использовании все формы кислотности почвы, содержание алюминия, закиси железа увеличиваются но сравнению с сенокосным, но уменьшаются ■ по сравнению с участком без использования.

11. В соответствии с изменением водно-физических свойств дер ново-подзолистой почвы и ее пищевого режима под влиянием орошения и азотных удобрений величина урожая трав, его прибавка и экономическая эффективность наиболее высоки при внесении азота в дозе N2«»—при орошении и дозе N180 — в условиях естественного увлажнения. При дозе N360 наряду с ухудшением свойств почвы, т. е. снижением плодородия, величина урожая трав, экономическая эффективность уменьшаются.

. Рекомендации производству

1. Комплексное изучение свойств дерново-подзолистой почвы, характер и направление происходящих в ней процессов показали, что они не являются ограничивающими факторами при определении долголетия культурных пастбищ.

2. При орошении наиболее оправданной дозой азота следует считать N^0, а при естественном увлажнении — N180- При этом возрастает величина урожая трав и в целом плодородие ПОЧВЫ. Внесение N360 способствует снижению плодородия почвы н эффективности использования удобрений.

3. На дерново-подзолистых почвах культурных злаковых и злаково-разиотравных пастбищ с мощной (более 5 см) дерниной влажность почвы можно определять но ее твердости, что значительно упрощает и ускоряет определение влажности.

4. В агрохимических лабораториях при определении потребности почвы в азотных удобрениях легкогидролизуемын азот почвы можно определять ускоренным методом, в два раза сокращающим срок анализа, а по воспроизводимости превосходящий метод Корнфнлда,

По материалам диссертации опубликованы следующие

работы

1, Изменение химических свойств почвы и продуктивности культурных пастбищ под влиянием удобрений и орошения. В сб. научных работ «Доклады и сообщения по кормопроизводству», М.} сын, 6, 1973. .'■ , ' "

1, Влияние азбтных удобреннйлгорошения'иа агрохимические свойства почвы и продуктивность злаковых пастбищ лесной зоны. В сб. научных ;;, работ: «Кормолронзводство»,: М., вып. 7, 1974 (в соавторстве).'' : - ' • - - .

3. Влияние минеральных удобрений, способа и режима использования травостоя на физические г свойства почвы культурных пастбшц;н у рожай ^рав:. В сб.; «Материалы конференции молодых ученых.по кормопроизводству», М., 1974. , ;

4. О точности методнк;массовых;^анализов\- кормов. В сб. «Кормопроизводство», М., вып. 11, 1975 (в соавторстве). -

■ .5.. Изменение агрономических свойств дерново-подзолистой почвы и продуктивности^ культурных- - пастбищ под влиянием .минеральных удобрений." В сбл«Пути.;ловышення эффективности с/х производства .Московской области» (тезисы до кладов), М., ноябрЬч1975. "с д. ■ ; : '.-, , -V ^ . Л';.. ■ 6. Влияние азбтных удобрений июрошения на водно-физические свойства пЬчвы'И;транспирацию ^растений культурных пастбищ. В сб.'научных р£1бот «Кормопроизводство», М., вып,-"12. 1975 (в соавторстве). ; ; - -'.■:_"-'■ ^ ' ..: < .7. Влияние минеральных .удобрений и,орошения на урожайность культурного-пастбища;' Ж-л* «Агрохимия», № 4, 1976 г. (в соавторстве).: ^ , ' : .

'■■.'. .' ■ к':.^гГ*^:;'*'■ ■■;■ -¿г.:".*;''''1 > ..,..'

. , г / ■ '. ■ .-V т • • .1 * • ч . ,; " •

s. T ' - * ~ : V ■ "" . ■■ - : ■ --

Объем I n. л. ;r л г -. и - . 3 а каз: 776,' . V- , „ ".': Тираж 150

; Типография Московской: с,'-хЛ акаделгии им." К. А. Тимирязева ,v -■ ;; ■ ' 125008,Москва А-8, Тимирязевская: ул.; • 44 .. >'<;,..;"