Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

МИКРОЭЛЕМЕНТЫ (БОР, МАРГАНЕЦ, МЕДЬ, КОБАЛЬТ, ЦИНК) В ПОЧВАХ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ И ВЛИЯНИЕ НА ИХ СОДЕРЖАНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "МИКРОЭЛЕМЕНТЫ (БОР, МАРГАНЕЦ, МЕДЬ, КОБАЛЬТ, ЦИНК) В ПОЧВАХ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ И ВЛИЯНИЕ НА ИХ СОДЕРЖАНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

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

На правах рукописи

УДК 631.81 : 631.82 : 631.811 : 635.21

ПОЛЯНСКАЯ Екатерина Семеновна

МИКРОЭЛЕМЕНТЫ (БОР, МАРГАНЕЦ, МЕДЬ, КОБАЛЬТ, ЦИНК) В ПОЧВАХ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ

И ВЛИЯНИЕ НА ИХ СОДЕРЖАНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ АЗОТНЫХ УДОБРЕНИЙ Специальность 06.01.04 — агрохимия

Автореферат диссертации на соискание, ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА—1986

Cfadtc < lte4tty. /ciHx/ar. $&*#>-

Работа выполнена.в Рязанском сельскохозяйственном институте имени профессора П.,А. Костычева.

Научный руководитель — кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Н. И. Арнаутова.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, ♦профессор Л. А. Лебедева, кандидат сельскохозяйственных «аук И. А. Сироткина.

Ведущее учреждение—Рязанская областная государственная сельскохозяйственная опытная станция.

Защита диссертации состоится « "J » лЛ{ Any 19Й? года в «/ у» часов на заседании Специализированного совета Д 120,35.02 три Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева. Адрес: 127550, <г. Москва, Тимирязевская ул., д. 49, Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан « bsft'^p >*?'#*' 19лтода.

Ученый секретарь /dsifT Р*!м" г» к

Специализированного совета — L-btydL WM« оаОЛИНа

- I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ:

Актуальность темы. В условиях интенсивной химизации сельскохозяйственного производства особую остроту приобретает вопрос о сбалансированном питании растений всеми необходимыми элементами. Это резко повышает необходимость дифференцированного . • применения микроудобрений с учетом обеспеченности почв 'доступными формами микроэлементов. Особенно актуальны исследования взаимосвязи макро- и микроэлементов в длительных полевых опытах с удобрениями в различных почвенно-климатаческих зонах страны, действие микроудобрений на высоту и качество урожая важнейших сельскохозяйственных культур на фоне возрастающих доз удобрений.

В центральных областях Нечерноземной зоны РСФСР проведено недостаточно исследований по изучению содержания подвижных- форм микроэлементов в почвах, влияние на их количество длительного применения минеральных удобрений, действие микроудобрений на. урожай и качество картофеля;

Задачи-исследований.

¡.-Определение содержания, подвижных форм бора, марганца, меди, 'кобальта и цинка в серых лесных, черноземах выщелоченных и оподзоленных, дерново-подзолистых, пойменных и торфяно-еерегнойньгх почвах Рязанской области.

2. Распределение подвижных форм микроэлементов по генетическим горизонтам, их взаимосвязь с агрохимическими: свойствами и механическим составом почвы.

3. Влияние длительного применения азотных удобрений на-продуктивность культура в севообороте, на содержание подвижных форм бора, марганца, меди, кобальта и цинка в серой лесной почве и. растениях, на- некоторые показатели качества урожая.

4. Действие бора, молибдена, марганца, меди, кобальта; цинка, разных доз марганца на .урожай: и качество картофеля на серой лесной почве.

V,—". ±11; у.,(.,«. 7„я.

Я-2&Ж0

5. Экономическая оценка применения мнкроудобрений под картофель.

Научная новизна исследований. Впервые в условиях Рязанской области определено содержание подвижных форм бора, марганца, меди, кобальта и цинка во всех основных типах и-подтипах почв, установлена степень обеспеченности их 'микроэлементами. Содержание в .почве -подвижных форм микроэлементов находится в прямой зависимости от количества гумуса и частиц физической глины, от направленности почвообразовательного процесса.; В стационарном опыте выявлено влияние 'многолетнего применения различных форм азотных:удобрений на содержание -гумуса, кислотность почвы, количество 'подвижных форм, микроэлементов в почве л растениях. -В'полевых опытах на серой лесной почве установлено положительное действие на урожайность клубней- кар-.тофеля микроэлементов бора," молибдена, марганца, меди и их сочетания с кобальтом и цинком.

Практическое значение: работы. Полученные данные позволяют определить уровень обеспеченности наиболее распространенных почв области подвижными " формами микроэлементов, что делает возможным рациональное их внесение в почву. Длительное систематическое внесение минеральных удобрений- значительно -повышает урожайность сельскохозяйственных культур, вызывает существенные изменения в агрохимических 'свойствах почвы, в содержании отдельных, микроэлементов в почве и растениях. Это необходимо учитывать при оценке потребности в 'микроудобрениях в условиях интенсивной химизации земледелия. Выявлена . целесообразность внесения под картофель бора, молибдена, марганца и меди на серой лесной почве, имеющий средний (В,'"Мст) и. высокий (Мп, Си) уровень обеспеченности подвижными формами этих микроэлементов.

♦ . Реализация результатов исследования. Результаты исследований; постоянно, публиковались в печати, ежегодно-включались в. отчеты: института для. МСХ СССР, докладывались на .научных конференциях «в Рязанском СХИ в 1974—1980 гг., на Villi Всесоюзной конференции, по микроэлементам в 1978 году в:п Ивано-Франковске, включены.в рекомендации по рациональному применению минеральных удобрений (1978), использованы- при разработке научно обоснованных систем земледелия в хозяйствах Рязанской области на 1981— 1985 пг. -•."•.

Объем, работы.Диссертация состоит из введения, пяти глав,, общих выводов, рекомендаций производству,Лизложена на 121: странице машинописного текста, содержит 34 табли-цы,-5 рисунков, список литературы- включает 249 работ отечественных и зарубежных авторов; даны 23-приложения.

2.

Условия и методика исследований. Работа выполнена в 1971—1980 годах в Рязанском СХИ, -в учхозе «Стенькнно», в колхозах и совхозах Рязанской области. В 1975—1976 годах совместно с почвоведами «Центргипрозем» отобраны образцы почв по генетическим горизонтам из 51 разреза на почвах: серых лесных — 21 разрез, черноземах выщелоченных и оподзоленных — 14, дерново-подзолистых — 9, пойменных и торфяно-лерегнойных — 7. В стационарном опыте на фоне РсКх изучалось влияние четырнадцатилетнего систематического внесения - аммонийной, кальциевой, натриевой селитр, сульфата и хлорида 'аммония, водного аммиака и мочевины <на урожайность сельскохозяйственных культур, на агрохимические свойства почшл, на содержание подвижных форм бора, марганца, меди, кобал2ьта -и цинка в почве и растениях. Площадь делянок 210 м2,'яовторность 3-кратная. Дозы удобрений .под.. зерновые.— К60Р60К60,' под пропашные — №00Р100К100. Почвенные образцы отобраны после уборки урожая в. 1971, 1974 и 1975 годах с глубины 0—20 см. После десятилетнего проведения стационарного опыта были заложены почвенные -разрезы до глубины 1 м и отобраны образцы по генетическим горизонтам иа делянках двух повторений вариантов без удобрений, РсКх и РсКх Ч-Каа'." Для-выявления сезонной динамики мнкроэле-' менгоз в 1975 году отобраны почвенные образцы тв три сро-' ка с глубины 0—20 см." С 1971 по 1975 годы после уборки отбирались растительные образцы для изучения выноса микроэлементов и качества урожая. В 1977—1980 годы проведены опыты в учхозе РСХИ .«Стенькшю» на серой лесной почве, в которых изучалась эффективность внесения под картофель бора, молибдена,, марганца, меди, кобальта, цинка, а также сочетания этих элементов, действие различных доз марганца в форме сульфата.-марганца, и • марганизированной нитроаммофоски. В. опыте 1 изучались • микроудобрения в дозах: Н3В03 — 2 кг/га В, (КИ4)2Мо04 — I кг/га Мо. МпБ04-4 Н20 — 4 кг/га Мп, СиБ04-5 Н<0 — 4 кг/га Си, СоБ04 — 1 кг/га Со, 7пБ0 — 4 кг/га 7п. В опыте 2 изучали дозы марганца:.2,5; 5,0; 7,5 кг/га в форме МпБ04 на фоне нитроаммофоски и нитроаммофоску с марганцем (0,95% Мп) в дозе Мп 5,0 кг/га. Удобрения вносили в почву песной под предпосевную культивацию.

При проведении исследований проанализировано более 960 индивидуальных и смешанных почвенных и 253 растительных образца на агрохимические свойства и количество микроэлементов методами: гумус по Тюрину, рНка потенцио-метрически, Б и Нг по Каппену-Гильковицу, Р2О5 по Кирсанову, КгО по Масловой, механический состав по Качинскому„ В — в водной вытяжке с хинализарином, Мп — в вытяжке 0,1 н

раствора Н2Б04 по Ринькису и методике ВИУЛ, Со —в вытяжке 0,1 н раствора НЫОз с нйтрозо-И-солью, Си.Н.гп атомно-абсорбционным методом в вытяжках 1 н растворов, соответственно НО и КС1. В растениях определяли содержание сырого белка по Кьельдалю, фосфор (после озоления) по Дениже в модификации Малюгина и Хреновой на фотоколориметре Лан-ге, калии на пламенном фотометре Цейса, клетчатку по Што-маиу и Геиебергу, микроэлементы атомно-абсорбционным методом (И. Г. Важенин, 1976)........

Математическая обработка урожайных данных проводилась методом дисперсионного анализа, корреляционные.расчеты аналитических данных проведены на ЭВМ «Напри» — «С» и «Минск-32». Экономическая оценка применения микроудобрений под картофель рассчитывалась по методике ВИУЛ (1979). • .

II: РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ 2.1. Почвы Рязанской области и содержание в них подвижных форм микроэлементов»......" . . - .

Основными зональными типами почв в области являются дерново-подзолистые, занимающие 20,6% территории,, серые лесные—« 23,6%, черноземы-23,4%. Значительную площадь занимают пойменные — 10%, бологно-подзолистые и болотные — • 13,5%. Дерноволподзолистые почвы имеют низкое естественное плодородие, по-механическому составу в основном -песчаные и супесчаные, их реакция среды средне- и слабокислая, содержание гумутса низкое (та<5л. 2). Лучшими по естественному плодородию являются темно-серые лесные, черноземы выщелоченные и оподзоленные, содержание я-умуса в иахопгом слое которых — 4,3—6,3%, рНка — 5—5,4, обеспеченность фосфорам и калие*м — средняя.

Содержание подвижных форм микроэлементов в пахотном слое колеблется и широких пределах и зависит от типа, подтипа почвы," "количества гумуса, 'физической глины. Между содержанием гумуса и подвижными формами 'микроэлементов в серых лесных почвах, черноземах выщелоченных и оподзоленных существует средняя и высокая корреляционная зависимость, г = 0,38—л0,89 (табл. 1). Наблюдается . тесная

~ 'Таблица 1

Коэффициенты- корреляции-

Показатель п в. Мп Си Со гп

102" 123 0.89 0,72 0.38 0.031 0.61 0.58 0.77 0,64 0 45

4 0,45

прямая связь между количеством частиц физической глины и микроэлементами (кроме марганца). Низкую степень обеспеченности изучавшимися микроэлементами (кроме марганца) имеют дерново-подзолистые, пойменные дерново-слоистые супесчаные, светло-серые лесные (табл. 2). Более гу-мусиршашше почвы . — торфяно-перегнойные, пойменные' дерново-зернистые, темно-серые лесные, черноземы выщелоченные и оподзоленные — имеют средний и высокий уровень обеспеченности .микроэлементами. С увеличением содержания физической глины в пределах одного и того же типа почвы количество подвижных форм микроэлементов возрастает. Содержание микроэлементов в пойменных почвах аависит от состава аллювиальных отложений и вида поймы: более богата центральная с дерново-зернистой" тяжелосуглшгистой почвой,, а «прирусловая пойма- с дерново-слоистой супесчаной — бедна микроэлементами.

Содержание водорастворимого бора в пахотном слое колеблется от 0,06 до 0,97 мг/кг почвы (табл. 2). Очень бедны бором дерново-подзолистые почвы л пойменные дерново-слоистые супесчаные — 0,06—0,16 мг/кг почвы, близки к ним светло-серые лесные— 0,24 мг/кг. Серые, темно-серые лесные почвы, черноземы выщелоченные <н оподзоленные содержат подвижного бора в интервале 0,25—0,60 мг/кг.

,Содержание подвижного марганца в пахотном слое почв Рязанской области относительно высокое и колеблется в пределах от 63 до 141 мг/кг почвы. По содержанию подвижного марганца почвы располагаются в следующем порядке: серые лесные>торфяно-лерегнойные низшшые>пойменные дерно-во-зернистые>черноземы оподзоленные и выщелоченные> пойменные дерново-слоистые супесчаные>дер|Ново-подзоли-стые.

Количество подвижных форм меди, кобальта и цинка в изучаемых почвах близко -к аналогичным типам других районов страны. Более низкое содержание меди, кобальта и цин-ка-характерно для малонумусных лота легкого механического состава, сформировавшихся на флювиогляциальных песках и супесях. •

Характер.распределения большинства микроэлементоз по генетическим торизонтам почв зависит от направленности почвообразовательного процесса. Дифференциация в содержании подвижных форм микроэлементов по профилю с развитием дернового почвообразовательного процесса уменьшается. Наибольшее содержание всех микроэлементов характерно для гумусового торизонта, что свидетельствует о биогенной аккумуляции, с глубиной по профилю почвы содержание их значительно уменьшается, особенно марганца (табл.3). Иллювиальный горизонт дерново-подзолистых почв обогащен

Таблица 2

ч - Содержание подвижных форм микроэлементов в почвах мг/кг,

'"•'••''•• *• • (слоп 0-20 см) .' :

Почва В Мп Си Со . гп

Дерново-подзолистая супесчаная 0,06-0,16 45-85 1,30-2,50 0,4740,98 ' 0,32-0,51

легкэсуглиннстая .' , . . . 0.11 03 • 1.90 0,74 0,42 .

Светло-серая лесная супесчаная 0,08-0,47 77-152 1,40—3.50 1 0.63-1,14 0,30-0,94

легкосуглинистая ...... 0.24 •123 2,29 0,90 0,53

Серая лесная среднесуглинистая Темно-серая лесная средне- и тяжелосуглинистая ...<.. 0,12-0.53 1 0,35 0,26—0,53 0,38 96-182 1 4 1 50—138 99 •5,15-9,02 6.82 4,23-6,76 5.13 014-1.86 1,62 • • 0,75-2,14 • 1,52 '• 0,73-1,20 0,87 0,54-0,91 • • •• 0,69

Чернозем выщелоченный тяжсло- 0,25-0,60 57-97 4,50—5,70 1,14-2,25 0,61-0,72

Чернозем оподзоленяый тяжело -суглинистый .,,..,. •'. Пойменная -дерново-зернистая тяжелосуглинистая . . .-. « '. Пойменная дерново-слоистая супесчаная . , , . •'.' .'.,' . . 0,43 0,46—0,53 0,50 0,38—0,52" 0,45 • 0,10 . 91 83-113 94 72-124 • 95 62-71 60 4,90 5,40—5,50 5,45 8,17-8,20 ; 8,18 ' . 2,50 1,86 1,36-2,34 1,85 0,72-2.89 2,09 0,89 0,66 0,67-0,89 0,73 1,38-1,39 1,39 0,79

Торфяно-перегнойная низинная . 0,97 120-120 123 ' 10,0 2.84-4,10 3,47 1,72

При меч а ни е. В числителе пределы колебаний, в знаменателе' среднее; число образцов по группам почв составляло .ог 10 до 126. . . , . , .'.' .. '.'.'

. "". Т а б л л ц а 3

Агрохимические свойства и распределение подвижных форм микроэлементов по профилю почв

Горизонт, глубина, см

Я - -л во" в

В Мп Си Со

мг/кг

Дерново-слабоподзолистая, глеевая, легкосуглинистая Колхоз им. Кирова, Кадомский район, разрез 3

Дерново-среднеподзолистая, легкосуглинистая». Колхоз «Труд», Ермишинский район, разрез 53 -

Ап—10— 20 А—20—30 С—100—П0

гп

Ап 0-23 1,32 5,6 17,6 0.16 53.0 2,50 0.90

Аг/В—30— 40 0,19 5,15 10,1. 0.04 35.9 1,93 0,69

С—Н0—120 Л 4,65 9,3- 0.07- 23,0 2,97 0,63

1.32 4.5 22.3 0,10 77,4 1.30 0,98

0,37, 3.9 15,2 0.02 —і 1,25 0.52

31,2 0,07 б,а 2.90 0,52

0.51 0.26 0,37

0.32 0,17 0,36

Дерново-сильноподзолистая, поверхностнооглеенная, супесчаная, совхоз «Борьба», Шкловский район, разрез 162

Ап 0-22 А2 25—35 . В 70—80 С 115—125

2.1'

0.6

4.3

4.4 3,58 4,0

19.6 18.6 29,1

13.7

0,06

0.06 0,03

60.9 35,7

4.7

6.8

1,55 1,45 2.37. 1,60

0,63 0—,36

0,45

0.33 0,13 1,16 0,12

Светло-серая лесная - супесчаная. Совхоз «Борки», Шиловский район, разрез 274

Ап 0-22 Л|/А*25—35 В 50-60 С 92—115

1.17 4,3 15.4 0.11 131.9 1.98 1.Н

0,50 5.0 21,2 0.06 18,4 2.60 0.56

0,30 3,9 15,4 0,05 4.5 1,82 0,38

— 4,0 14,4 0,03 9.5 1.13 0,63

Серая лесная оподзоленная среднесугдинистая-Колхоз им. Ю Маркса, Рыбновский район, разрез 39

Ап 0-22 А/А» 29—38 А/В 49—59 В 88—99 С—100-110

1,90 1,02 0.65

5.10 4,75 4,65 4,30 4,45

32.5

39.4

- 1

36.3

47.5

0,33 0,16 0.13 0,13 0,13

167,3 31П 28.0 17,2 25,0

5.90 3.85 2,25 2.60 3,45

1,38 1,00 0.97 0,88 1,02

Темно-серая лесная.тяжелосуглинистая -Колхоз «Россия», Старожиловский район, разрез 234

Ап 0—25 4.39 4.9 42.3 0,42 119.2 6,76 2,14

А/А» 30—40 3.42 5.5 42,7. 0,33 40.6 3,75 1,14

В 80-90 1,99 5.0 56.0 0,24 32.0 3,40 1.01

С 130—140 — 4.8 50.3 0,17 36.1 3,26 1,20

0.30 1,19 0,19 0,20

0.79 0,47 0,42 0.51 0.60

0.91 0.52 0.46 0,51

1

8

И - *

но-

а

В Мл Си Со гп

мг/кг

о

Чернозем выщелоченный тяжелосуглинистый Колхоз им. К. Маркса, Кораблинский район, разрез 179

Лп 5—15 Л, 23—33 В 50—60 В/С 80—90 С 130—140

4,74 3.33 2,59

5,10 5,10 5,10 5,15 7.25

51,1 55,5 52,5 57,5 52,9

0,40 0.39 0,35 0.34 0,21

81,1

50.6 45,0

43.7 48,2

4.50 4,70 4,20 4,55 6,10

2,19 1,68 1,38 1,44 2,35

Чернозем оподзоленный среднемощный, тяжелосуглинистый, колхоз им. К. Маркса, Кораблинский район, разрез 57

Лп 5—15 Л, 25—35 В 50—60 В/С 80—90 С 110—120

5.69 4,95 -3,99

5.00 5,05 5,10 5,05 5,20

53,1 50.7 56,7 58,4 59,6

0,51 0,54 0,46 0,34 0,41

85.1

55.2

39.5 37,8

53.6

5,40 5.35 4,50 4,40 4,55

2,34 1,74 1,18 1.36 2,09

Пойменная дерново-зернистая тяжелосуглинистая, луг Колхоз «Искра», Рязанский район, разрез 103

I 0—30 II50-60 III 90—100

3,72 2,82 1,24

5.5

5.6 4.2

59,1

66.3

64.4

0.52 0,30 0,16

112,0 50,7' 54,3

8,17. 8,15 8,15

2,38 1,61 1,38

Пойменная дерново-слоистая супесчаная, ." совхоз «Труд» Ермишинский. район, разрез 291

Торфяно-перегнойная низинная, колхоз им. Кирова, Кадомский район, разрез 9

I 10—20 2,07 6.5 •10,1. 0,10 66.5 2,50 0,89

II 35-45 0,29 6.5 7,2 0,09 52.5 2,20 0.80

Ш 110—120 5,6 14,1 0,03 31,7 2,00 0,63

Лп 0-21 6,69 5,21 0,97 123,2 10.00 4,10

I 30—40 _, 5.85 — і 1,32 42.8 4.85 1,26

II 110—120 — • 5,40 —, 0,36 64,2 6,80. 2,94

0,72 0,55 0,67 0,67 0,69

0,67 0,68 0,65 0,67 0,72

1,38 1,78 1,44

0,79 0,52 0,43

1,72 0.65 2,00

бором, медью, так как эти почвы чаще легкого механического состава характеризуются хорошим ттромывным режимом, в результате чего 'происходит вымывание мелкодисперсных частиц из верхних горизонтов и обеднение их микроэлементами. У серых лесных почв, выщелоченных и оподзоленных черноземов с увеличением <мощности гумусового горизонта распределение бора по (профилю более равномерное. Содержание подвижного марганца с глубиной л о профилю дерно-8

во-шодзолистых, серых лесных почв уменьшается очень резко, в 3—5 раз, а у черноземов выщелоченных и оподзолен-ных — етостепенно, с некоторым увеличением-в горизонте С. Распределение подвижных форм меди, -кобальта « цинка по профилю-серых лесных почв, черноземов выщелоченных и оподзоленных одинаково: отмечается активная аккумуляция их в гумусовом горизонте, с глубиной содержание уменьшается "постепенно, увеличиваясь в материнской лороде. С увеличением- количества мелкодисперсных частиц в «пахотном слое одного и того же тенетического" подтила содержание подвижных, форм меди,, цинка .и кобальта возрастает.

. Влияние кислотности почвы на распределение микроэлементов сто профилю проявляется нечетко, так как изучаемые типы сточв имеют в основном кислую реакцию с узким интервалом -колебаний рНка. -

2.2. Влияние длительного применения.азотных удобрений ♦ • на содержание подвижных форм микроэлементов» -в серой лесной почве и растениях,

Азотные удобрения повышали урожайность всех культур на 40—56%'» различия в действии форм азота — незначительны (табл. 4). За 14 лет несколько меньший эффект получен от физиологически кислых форм" азотных "удобрений (Ка, К).. . . . . . • • -

..... . Таблица 4

Влияние азотных удобрений на урожайность культур, ц/га

кукуруза картофель ячмень яровая пшеница кормовые единицы

Варианты сред няя за 14 лег

за 4 года за 3 года всего прибавки

РА

163 153 19.0 16,6 487

180 168 21,0 17,0 537

265 221 38.3 26,1 831 294

257 233 37,9 29,2 837 300

243 219 39.6 31,0 848 311

232 219 38,8 28,8 826 289

222 217 34,2 27,4 790 253

254 223 38,5 28,8 847 310

256 227 39.8 31,9 857 320

3.4 2,9 3,6 3,9

23 16 4,3 3,1

Возделывание полевых культур без удобрений, систематическое внесение фосфорно-калийных и. физиологически кнс-

лых азотных удобрений (;№, Кх).привело к снижению содержания гумуса Б почве за 14 лет на 0,17—0,26% (табл. 5). В вариантах с 'физиалопгчески щелочным'И и слабокислыми формами.азотных удобрений "количество гумуса в почве осталось на исходном уровне. Сульфат и «хлорид аммония увеличили гидролитическую кислотность почвы чз 2 рааа;:Каа, КВа, КМ — на:1,33—1,27 мокв/ЮОт почвы.

Таблица 5

Агрохимическая характеристика почвы в опыте с формами азотных удобрений (слой 0—20 см)

Варианты о" о Нг 8 Р203 КгО

1-і а, мэкв/100 г мг/100 г

Без удобрений.

1962 г.. 3,32

3.21 19,0 12,2 16,6

1973 г..

Без удобрений РсКх-фон . . РсКх+Ша . РСКХ+МСКИ . РсКх+К'с . . РсКх+Ш . . РеКх+Кх . . РсКх+.Мва .. .РСКХ + ММ .

3,06

3.12 3.46 3,33 3.27 3,15

3.13 3,50 3.44

5.2.

5,3 5.15,5 5,6 4,6 4.6

5.1

5.2

4,10 3.88 4,57 3,04 3,45 6.53 6,49 4,51 4.51

18,2

18.5 17,2 20.1

19.6

16.5 16.0 16,9

17.6

13.0 21.5 18.9

17.2 17,4 20,0 19.8

18.1

18.3

12,2 19,1, 16,1 14,9 18,4

16.7

18.8 16.3 18,6

« »

»

«

Изменение реакции почвы под действием азотных удобрений не оказало существенного влияния на-содержание подвижного бора в почве (табл. 6). Концентрация бора в растениях колебалась в пределах от 1,05 до 46,5 мг/кт сухого вещества, при этом наименьшее содержание установлено в зерне пшеницы и ячменя, наибольшее — в. клубнях н ботве картофеля (табл. 7). Более высокое содержание бора вол всех культурах отмечалось в варианте с натриевой селитрой. Исследованиями ряда авторов установлено, что высокий уровень азотного питания, особенно в аммонийной.форме, способствует поступлению-бора в растения. В наших исследованиях подобная, зависимость отчетливо проявилась только при возделывании кукурузы. [ '. ' .' "...

В результате повышения урожайности всех «культур под действием азотных удобрений вынос бора азозрос в 1,5—2 раза, но несмотря на это, запасы водорастворимых форм бора в почве за 5 лет не снизились. . . .- .

Ю

" Та б л иц а 6

Влияние азотных удобрений на содержание подвижных форм, ' микроэлементов в почве мг/кг, 0—20 см

Варианты•

РсіКх+'

<и Р- ІГ о 85 1 Л а И г . "5 19 55 2:

Бор

1971 • 0.29 0,31 0.31 0.34> 0.33 0.32 0.28 0.31 0.311

1974 0,31 0,32 0,34 0.33 0,31 0,36 0,30 0,27 0.30

1975 0.30 0.34 0,33 0.33 0,34 0.31, 0.30 0.29 0,29

среднее 0,30 0,32 0,33 0,33 0,33 0,33 0,291 0,29 0,30

Марганец 1

1971 142 153 177 169 173 193 239 173 176!

1974 109 114 161 131' 131 178 183 145 146

1975 103 96 152 115 134 164 154 145 136

среднее 118 121 16Э 138 146 180 193 154) 153

;£ к фону . — 42 17 25 59 71 33- 31'

НСРо.05—17 Р% —3,7

Медь

1971 6.55 6.80 7,70 7,90 7,85 7,10 7,70 7.55 7.70

1974 7.40 6,70 6,90 7.65" 7.60 7,20 6.30 6.75 6,95

1975 7.00 6,30 7,50 7.30 7.15 7,20 7,00 7,10 6,60

среднее 6,98 6.60 7.36 7,61 7.53 7,16 7.00 7.13 7,08

і к фону 0,76 1.01 0,93 0,56 0.40 0,53 0,48

HCPe.cs _ 0,65 Р,% _3,0

Кобальт

1971

1974

1975 среднее

± к фону

1,85 1,42 1,79 1,68

НСРо.05 — 0,33 Р%-6 ,0

1971

1974

1975

среднее к фону

±

1.71

1.70 1,73

1.71

1,96 2.20 Г.91 2,02 0,31

Цинк

2.02 1,85 1,79 1,88 0,17

НСРС

0,92 0,84 0.84

0,09 Р% — 3,!

0.81 0,73 0,76

0.92 0.98 0,95 0,19

2 29 1,64 1,93 1,85 0,24

0.77 0.75 0,96 0.92 0,

0.84

0,86 0.87 0,11

0,92 0,75 0,85 0,09'

1,87 1,50 1,81 1,75 0,04

1.73: 1,61 1.90 1,74 0.03

2,0в 1,82 1.381,76 0,05

0.83 0.83 0.81 0.05

0.80 0.76 0.80 0.04

0,83 0.90 0.86 0,10

1,96 1,96 2,11 2,01 0.30

0,78 0.85 0.87 0.8

0.82 0,77 0,81 0,05

Внесение фосфорных ги калийных удобрений не оказало существенного влияния на содержание в почве подвижных

и

форм-марганца, меди, кобальта, количество подвижного цинка уменьшилось на 11 % (табл. 6).

Азотные удобрения оказали, (положительное влияние на содержание подвижного Мп в почве, что объясняется высокой химической активностью этого микроэлемента, способностью

Таблица 7 Содержание бора в растениях, мг/кг сухого вещества

Яровая . пшеиица, 1971 Ячмень, 1973 Картофель, 1974 Яровая пшеница, 1975

Варианты

Р. & « • 5 О г* О

1 • • # о В. - со 3! О о о к о. СО 5 О О о 3 т t -«о о • X 6" СО

Бе* удобрений-РсКх-фон РсКх+Ша, : -РсКх+Хскд - -РсКх+№а РсКх+Ш1 ; • РсКх+№, РсКх+№Ба1 РСКХ+ММ 1.5 1,4 •1,2 1.0 1.* -1,3 1.4 2,0) 1,8 2.3 -2.1 2.5 2.4 3,0 2,8 2.5 2,3 4.5 3.0 5.6 6,5 6.8 58 4.8 6,5 1.7 • 1,6 •1.1 1,5 -2,2 1.8 1,2 1,7 2.1 2.5 •2,5 -2,0 2,4 • 3,0 2.4 2,2 2.5 3,0 6.3 2,6 5.4 5.6 6.1 5.1 6,0 6.4 6.5 40.5 43.5 42,3 38,5 40,0 41,5: 40,2 46,0 39,0 1.2 0.8; 1,2 1,2 1,8 1.2 0.80,7 0,9 2.6 2,9 -3.4 2.9 3,1 2.4 2Л 2.7 2.5

его относительно легко менять степень окисления при изменении окислительно-восстановительных условий -в почве. Особенно значительно увеличилось содержание подвижного Мп в варианте с сульфатом иг хлоридом' аммония — на 59— 71 мг/кг, что является следствием 'сильного, подкисления почвы этими удобрениями при" их длительном применении (табл. 5). Аммонийная селитра, аммиачная вода и мочевина вызывали незначительные -изменения реакции почвы и увеличение Мп по этим формам было почти в два раза меньше. Кальциевая и натриевая селитры не оказали существенного влияния на подвижность Мп, так как рНксе не достиг значения 5,8—6,0, при котором соединения Мп переходят в нерастворимые формы. Однако, несмотря на относительное увеличение содержания подвижного Мп в почве под влиянием систематического ©несения азотных туков, в результате увеличения урожая и выноса марганца растениями -количество его в почве за 5 лет снизилось на 14—37%.

Количество Мп в растениях колебалось в очень широких пределах — 2,6—549 мг/кг сухого вещества и находилось в прямой зависимости от запаса его в почве (табл. 8). Фосфорные и калийные удобрения не оказали влияния на поступление марганца в растения, аммонийные-формы: азотных удоб-

рений способствовали увеличению его концентрации и выноса в 1,5—2,5 раза. Особенно много марганца содержала ботва картофеля — 147—549 мг/кг.

Т аблица 8

Содержание Мл в растениях, мг/кг сухого вещества ,

Яровая пшеница ев Картофель Ячмень Яровая пшеница

Варианты £ « - О щ

о -3 • « о к • я

«и г; ё г; ю о Й- £ м а. о . о

п С К а - хэ « У л I»

Беа удобрений 11.6 19.3 35,1 3.5 147 7,3 14,0 13.0 28,0

РсКх-фои 12,6 20.0 34,5 2,6 196- 8.5 19,2 15.3 23.3

РсКх+Маа 18,6 46,3 36.6 2.8 189 13,3 25,1 19,2 48.7

РСКХ+МСКИ 14,5 203 24,9 2.6 99 9,4 20,3 16,1 27.6

РсКх+Ш 14,7. 22,0 19.0 2.7 іоа- 11.0 23.0 16,4 26.7

РсКх+Ші 17,8 55,2 45,0 4.2 450 20.д 50,1 20,3 64,7

РсКх+№ 23,0 73.2 48.7 5.8 549 19,1 55,0 27,4 83,9

РСКХ+ОТОР 14,8 46,3 34.5 2.9 152 21,5 42,5 15,2 47,5

РСКХ+ММ 15,4 38,0 44,5 3,1 213 21,4 48,0 17.4 41,2:

При внесении нитратных форм-азотных удобрений и мочевины отмечалась «екоторая тенденция "к увеличению содержания в почве подвижных форм "меди; и кобальта. Содержание кобальта в растениях очень низкое— 0,025—1,0; мг/лг сухого вещества. Как известно, кобальт необходим для усиления азотфиксирующей деятельности -клубеньковых бактерий у бобовых растений. Роль же его в (Поступлении азота у небобовых «культур изучена еще недостаточно. Применение

'ТаблицаЭ

Содержание цинка в растениях, мг/кг сухого вещества

Варианты

Без удобрений РсКх-фон . , РсКх+Ша . РсКх+Ксгаі , РсКх+Кс . . РсКх+Ш .• . РсКх+№ . . РсКх + Мва . РСКХ+ММ . ,

19.1

22,9 27,0 23,3 24,8

21.2 22,3

Картофель

я.-

е

а

10,0 10,6 11.0 12,4 10.0 8,8 1 8 10,2 60,0 48.9 л 50.5 44,4 39.2 47,4 62.3 69,0 46.6

Яровая. пшеница

305 27,2 33.9 23,9

29.4 37,2

31.5 26.4 28,4

ламмонийной селитры,.сульфата и хлорида аммония увеличи-;. ло содержание кобальта в клубнях -картофеля на 16—75%..

Нитратные формы азотных .удобрений, (Каа, КСКи! Ка) способствовали: увеличению содержания «подвижного цинка „ в почве'.на 11—25% (табл. 6). Исследования Я. В. Пейве (1961), .Г^.Я,. Ринькиса. (1963, 1966), М; В. • Каталымова * (1965), П. И. Лнспока(1978), С. И.Томма и др. (1980) показали, что изменение рН почвы от 4,7 до 8 под действием . извести <и суперфосфата, значительно. снижает подвижность гп. В нашем опыте рН изменялся в узком интервале,-от 4,6 до 5,6, л поэтому влияние изменения реакции почвы на подвижность .цинка не проявилось. В изучаемых культурах цин-- ка содержится от 10 до 69 мг/кг сухого .вещества (табл. 9). Более богаты цинком ботва -картофеля (44—69), зерно пше-. ницы и ячменя (19—50 от/кг сухого вещества). Зерно пшеницы содержит его в 2,5—3 раза больше, чем солома. В клубнях картофеля цинка значительно 'меньше, чем в ботве. Внесение Каа, Ка,. Кх оказало некоторое /влияние на поступление цинка в зерно пшеницы в засушливом 1975 году.

2.34 Влияние микроэлементов на урожаи и качество картофеля на серой лесной почве

В 1977—1980 годы в учхозе «Стенькино» проведены -опыты шо .двум схемам (табл. 10, 11), Почва, серая лесная ♦. тяжелосуглинистая, «мощность пахотного слоя 23—24 см, гу. мусового горизонта 32—35 см. Содержание гумуса — 3,32%. - рНкс! — 5,57, Нг — 3,24, Б— 19,0 мэкв/100 г, водорастворимого В—0,29, Мп—132, Со—1,85, Си—6,55, гп—0,77 мг/кг почвы, . . . • . . •

. Опыт 1, Эффективность внесения бора, молибдена, марганца, кобальта, меди, цинка под* картофель -

В 1977 году изучалось действие В, Мо, Мп, Со, а в 1978— 1979 годах в схему были включены Си, гп и сочетание всех изучаемых элементов (табл. 11).

В благоприятном или выращивания картофеля 1977 г. на фоне урожайность клубней составила 197 о1/га. Все изучаемые микроэлементы оказали положительный эффект, максимальная прибавка клубней получена от Мп—31, «минимальная — от Со—12 ц/га. В сильно влажном и прохладном 1978 году на фоне сформировался урожай.картофеля 181 ц/га. Эффективность микроудобрений . (за . исключением бора) была несколько меньшей. В теплом, с недостаточным увлажнением, 1979 году на всех вариантах сформировался значительно больший урожай картофеля, чем 'В предыдущие ходы. При-

' * . . . Таблица 10' Действие микроудобрений на урожайность и качество клубней картофеля

Варианты 1977 1978 1979 Средняя (3-2 г) Прибавки Крахмал Сирой протеин Клетчатка 8

ц/га % на сухое вещество

МааРсКх фон фон + В фон + Мо фон + Мп фон + Со фон + Си. фон + 1 п. фон + В. Мо, Мп,. Со, Си.рГп • НСР„.о5 : 197 213 217 22» 209 . а 181 217. 196 19&152 195 186 207 • 11 247 276 269 276 267 278 246. 275 23. 203 (214) 235 227 234 209 237. 210 241 14 27 191 26 1 23. .2. 27. 16,0 17.6 16,9 16.8 16.7 13,7. 1.5,6 116.8' 6,84 7,62 7,86 7.2р 8,10 7,62 5,16 7,33 3,06 3,40 2,97 2.68 3.04 2.24 2.94 3,43 0,55 - 1,00 0.72 0.53 0,70 ' 0.74 0,94 0,71

менение микроэлементов — В, ГУЫ'Мп, Си — (повысило урожайность клубней картофеля на 22—31 ц/га. В среднем за 3 года .В,. Мо, Мп, Си и сочетание 'микроэлементов обеспечили одинаковый положительный'эффект, прибавки клубней" картофеля составили 19—27 ц/га (10—15%); Со и 7п не оказали влияния «а его урожайность.. Содержание крахмала в клубнях картофеля по годам колебалось незначительно. В среднем за три года, крахмальность картофеля увеличилась:, отВ на 1,6, Мо—0,09, Мп и сочетания микроэлементов на 0,8%' (табл. И). Цинк снизил крахмалистость картофеля на 2,3%. От внесения бора, молибдена, марганца и сочетанииЛ микроэлементов увеличился, сбор крахмала с гектара на* 15—24%. •;

Некоторое увеличение количества азота и белка в растениях наблюдалось от применения Мо и Со, что объясняется участием этих элементов в синтезе азотистых соединений." Содержание 'клетчатки в клубнях увеличилось от (применения В и сочетания микроэлементов, уменьшилось — от Мп и Си. ЦИНК, медь и молибден увеличили долю товарных клубней наМ—13%.. — . .!

Опыт 2. Действие разных доз марганца на урожайность • ♦ -____-.. и качество картофеля

Все дозы марганца оказали положительное действие гга; урожайность картофеля. В среднем за два года • прибавки-

от Ми. составили. 18—34 ц/га, несколько эффективней была доза марганца. 5 кг/га .в форме марганизированной нитроаммофоски >и сульфата -марганца, прибавки составили 35 и 26 ц/га клубней (табл. 12). Незначительное действие оказал Мп на накопление'крахмала в картофеле, но общий сбор увеличился на 3,2—5,6 ц/га.

Та б л и ц а .11 Влияние разных доз марганца на содержание его в почве,. урожайность и качество клубней картофеля, (ср. за 2 года)-

уро- При- Крях- Сырой белок

Варианты.

жай-

Мл

мг/кг ность почвы

ц/га

При-. бавки

Крахмал

Клег4 чатка

Жир

на сухое вещество

ОТК «рои . МЯК+Мп2^

^К+МНЗ-О

ОТК+Мп,,, МРК*Мп НСР„.И 0

76 203 15.2 6,78 2,78 0.89

98 221 1а 15,5 6,78 г.гз 2,53 2.65 2,08 0,65

па 229 26 15,5 6.96 0.62

119 221 18 15,5 7,50 0.58

120 15 237 13 35 15,4, 6,90 0,70

Примечание: МРК — нитроаммофоска, МРКМп — маргани-зированная нитроаммофоска. -

' 2.4. Экономическая оценка применения микроудобрений»

под-картофель

* Все расчеты экономической эффективности микроудобрений проведены по фактическим «показателям в годы исследований в учхозе «Стенькино». Более высокие затраты произведены на внесение борной кислоты—133 руб/га и сочетания всех 'микроэлементов — 231, более низкие — сульфатов меди марганца — 14-и 16 руб/га. Высокий условно-чистый доход -и уровень рентабельности «получен«" от внесения сульфатов меди 11 марганца — 216 и 244 руб/га, 1522 и 1525%.

В опыте 2 «высокий условно-чистый доход получен от марганца в дозе 5 кг/га в форме сульфата марганца и марга-низированной 'нитроаммофоски — 242 и 319 руб/га.

ВЫВОДЫ

1. Низкую степень обеспеченности бором, -кобальтом, цинком имеют дерново-иодзолистые, пойменные дерново--слоис-то супесчаные,, светло-серые лесные почвы. Более «гумусиро-ванные почвы — серые лесные, черноземы выщелоченные и оподзолеиные, пойменные дерново-зернистые, торфяно-пере-гнойные низинные-средне- « высокообеепечены этими элементами (кроме цинка). Изучаемые почвы области имеют, сред-

нюю 'И 'высокую степень обеспеченности подвижными формами марганца и меди.

2. Дифференциация в содержании подвижных форм микроэлементов -по профилю -наиболее выражена у -дерново-подзолистых и светло-серых лесных почв; с развитием дернового почвообразовательного процесса степень дифференциации уменьшается. Содержание подвижных форм бора,' мед и,. кобальта 'и цинка «находится в «прямой корреляционной зависимости от "количества..гумуса.. <и 'частиц физической глины.

3. Систематическое внесение азотных удобрений на фоне РсКх повышало урожайность культур опыта «а 40—56%; увеличивало содержание сырого белка в среднем: в зерне пшеницы на 1,9—2,7,.кукурузе — 1—2, в зерне ячменя — 3,0— 4,3, в "клубнях картофеля 1,68—1,96%; уменьшало .количество крахмала в клубнях картофеля на:0,6—2,-в_зерне пшеницы — на 7,1—12,6, ячменя — 2,7—8,5%..

4. 14-летнее возделывание полевых "культур без удобрений, ©несение фосфорно-калийных и физиологически; кислых азотных удобрений уменьшило содержание гумуса а лочве на 0,17—0,26%, изменило реакцию среды "почвенного раствора; аммонийная селитра, аммиачная вода и мочевина оказали положительное действие на накопление гумуса. - • • -

5. Длительное применение физиологически кислых азотных удобрений (Ка, привело тс относительному увеличению содержания в почве -подвижных форм марганца на 35— 59%; внесение аммонийной, кальциевой, натриевой селитр способствовало увеличению «одвижных форм меди и цинка на 10—25%.

6. Вынос микроэлементов растениями по сравнению с фоном увеличился в 1,5—2,5 раза, в результате чего содержание в то4Ше подвижных форм марганца, меди, и кобальта уменьшилось на 8—30%; количество бора и цинка осталось на.исходном уровне.

7. Содержание изучаемых микроэлементов в' растениях яровой пшеницы, ячменя, кукурузы, картофеля на.серой лесной 'почве сравнительно низкое. Длительное применение натриевой селитры привело к увеличению содержания бора во всех культурах на 10—10%; физиологически кислые азотные удобрения -заметно увеличили поступление марганца в растения.

8. Применение борных, марганцевых, медных удобрений на серой лесной почве повышало урожайность клубней картофеля на 19—27 ц/га, бор способствовал увеличению содержания крахмала на. 1,6%, молибден, кобальт — несколько увеличивали количество сырого белка.

При содержании в серой лесной почве 80—100мг/кг под-

вн/Кного марганца на фоне N1 ССР 100К100 несколько эффективней под картофель была доза Мп 5 кг/га.

9. Экономическая оценка применения микроудобрений на фоне Ш00Р100К100 показала, что внесение борных, марганцевых, молибденовых и медных: удобрений под.картофель на серой лесной почве является экономически выгодным приемом, обеспечивающим «высокую окупаемость и уровень рентабельности. • • -

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

Полученные данные по обеспеченности наиболее распространенных почв Рязанской области подвижными формами. микроэлементов рекомендуется использовать . как исходный материал при проведении агрохимического картирования подразделениями государственной агрохимслужбы.

При 'достаточном уровне питания растений основными макроэлементами микроэлементы бор, кобальт, медь, цинк в первую очередь, необходимо вносить на дерново-подзолистых, светло-серых лесных, тгойменных дерново-слоисто-супесчаных почвах. На почвах со средней и высокой степенью обеспеченности указанными микроэлементами на фоне доз' азота 60—100 кг/га необходимость их: внесения возрастает в результатее увеличения выноса урожаями.

На серой.лесной тяжелосуглинистой почве при средней степени обеспеченности микроэлементами' на фоне М100Р100 КЮ0 рекомендуется внесение под картофель бора, молибдена, марганца и меди. . ' ' ;

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Арнаутова Н. И., Полянская Е. С. Содержание подвижного марганца в почве в зависимости от длительного применения форм* азотных удобрений. — В кн.:-Биологическая роль микроэлементов и их: применение в сельском хозяйстве и медицине. — Ивано-Франковск, 1978,, т. 2. с. 216.

2. Арнаутова Н. И., Авдеева Г. И., Полянская Е. С. Урожай и качество яровой пшеницы в стааиояаряом опыте с формами азотных удобрений. В кн.: Передовые приемы в земледелии и растениеводстве. — Горький, 1978, с. 32—36 (Горькояский с.-х. ин-т. Тр. т. 120).

3.Арнаутова Н. И., Полянская Е. С. Удобрения изменяют микробиологические свойства серой лесной почвы. Земледелие, 1978,-X'« 1 с. 21.

4. Рекомендации. Приемы высокоэффективного использования удобрений в Рязанской области. — Рязань, 1978. 46 с.

5. Полянская Е. С. Микроэлементы в питании растений. — Рязань, 1978, 15 с.

6. Полянская Е. С, Арнаутов а Н. И. Влияние длительного применения минеральных удобрений на содержание Мп в почве и растениях. — Агрохимия, 1980, Хя 2, с. 82—88,

7. Арнаутова И. И., Полянская Е. С, Баландина Н. В.-Содержание микроэлементов в почвах и влияние их на урожайность кар-.' тофеля. Рязанский ЦНТИ, — Рязань, 1984, 2 с.

Л 89877 25.09.86 г. Объем 1/« п. л. % < Заказ 2494. Тираж 100

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