Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

РЕСУРСЫ ФОСФОРА И КАЛИЯ ТЕМНО-СЕРЫХ ЛЕСНЫХ И ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ И ВОЗМОЖНОСТИ ИХ МОБИЛИЗАЦИИ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "РЕСУРСЫ ФОСФОРА И КАЛИЯ ТЕМНО-СЕРЫХ ЛЕСНЫХ И ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ И ВОЗМОЖНОСТИ ИХ МОБИЛИЗАЦИИ"

А-иш

На правах рукописи КОБЗАРЕНКО Валерий Игоревич

РЕСУРСЫ ФОСФОРА И КАЛИЯ ТЕМНО-СЕРЫХ ЛЕСНЫХ И ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ и возможности ИХ МОБИЛИЗАЦИИ

Специальность 06.01.04 — Агрохимия

(

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

МОСКВА 1998

с

;

г

7

/

, / v / /// ,

'Ci '/<4'

Раб jtj пыполнс и ha кафедре агрономической и биологи i сской химии Московской сельскохозяЙ1_тве1 нон академии |'м К А Тимирязева и Агробиологической станции МГУ «Чашииково» в 19Ь7—199Ь гг

Официальные оппоненты академик РАСХН, доктор био логических на\к, ир )фессор В. И. Киргашин, член коррес нондент РАСХН, доктор сельскохозяйственных hjvk A. J1. Иванов, дохтор сельскохозяйственных наук, профеи сор Д. Н. Дурманов.

Ведущее предприятие — Почвенный институт им В В Докучаева

Защита состоится ¿¿Л^^Л-^-^ 1998 г

/У"^ S

в ' ' часов на заседании диссертационного совета Д 120 3") 02 в Московской сельскохозяйственной академии им К А Тимирязева (127550, Москва И 550, ул Тимиря зевская, 49)

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке MGXA

✓ ' . - ~

Автореферат разослан ' L ilMJA,//'1 1498 г

Ученый секретарь диссертационного совета — кандидат биологических на\к

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Повышение продуктивности земледелия, рациональное обоснование норм удобрений и разработка технологий возделывания сельскохозяйственных культур неразрывно связаны с проблемой оценки реальных (эффективных) и потенциальных ресурсов питательных элементов почв, в частности, фосфора и калия.

Валовые запасы фосфора и калия в почвах значительны.. Только в метровом слое почвы содержится от 10 до 47 т/га фосфатов разной степени растворимости и от 120 до 383 т/га валового калия ( Соколов, 1958; Пестряков, 1977 ). Если сопоставить эти данные со средними величинами выноса с.-х. культурами в год фосфора и калия; то запасы питательных элементов только в метровом слое почв представляются весьма внушительными. Однако вопросы использования растениями фосфора и калия из подпахотных горизонтов остаются до сих пор дискуссионными и эти запасы по существу не учитываются в агрохимической практике.

Несмотря на значительную проработанность проблемы использования питательных веществ пахотного слоя, и здесь остается ряд недостаточно изученных вопросов. В частности, важное значение имеет вопрос об использовании растениями остаточных фосфатов пахотного слоя почвы. Особенно актуальным является этот вопрос в настоящее время, когда в силу известных экономических причин резко сократилось применение удобрений. А в 70 - 80 годы при значительном положительном балансе фосфора ■ земледелии страны в почвах накопилось большое количество остаточных фосфатов. По данным ВНИПТИХИМ содержание подвижного фосфора в почве с 1971 по 1991 годы по Центральному району НЧЗ возросло с 5,3 да 12,5, а в Московской области с 6,4 до 20,6 мг/100 г почвы.

Важным и актуальным является и вопрос оценки ресурсов фосфора и калия почв и возможности их мобилизации при различных уровнях применения удобрений, интенсивности баланса этих элементов, влияния этих показателей на продуктивность сельскохозяйственных культур и плодородие почв.

. Не менее дискуссионным остается до настоящего времени и вопрос об оптимальном уровне содержания в почве подвижного фосфора и ' его влиянии на урожай растений и эффективность фосфорных удобрений.

• Цель и задачи исследований сводились к следующему.

- оценить потенциальные ресурсы доступных для растений фосфатов и калия ; различных горизонтов темно-серых лесных и дерново-подэолистых почв;

- дать оценку доступности растениям остаточных фосфатов пахотного слоя дерново-подзолистых почв различного уровня окультуренное» и влиянию на этот процесс известкования;

ЦЕНТРАЛЬНАЯ НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Моск. сольсиохоз. ачздэыии им. К. А. Д'кди&яэдаа

Ияв-Ма.

- изучить в полевых условиях реальные ресурсы фосфора и калия дерново-подзолистой почвы и возможности их рациональной мобилизации при различных уровнях применения удобрений,

- оценить в полевых условиях влияние различных уровней содержания в почве подвижных фосфатов на продуктивность растений и эффективность фосфорных удобрений

Программой исследований предусматривалось изучение следующих вопросов

- групповой состав минеральных фосфатов различных генетических горшонтов темно-серых лесных и дерново-подзолистых почв,

- доступность растениям фосфора и калия различных горизонтов исследуемых почв в условиях вегетационных опытов,

- разработка методики и техники модельного микрополевого опыта для гоучения доступности растениям фосфора и калия подпахотных горизонтов и его практическая реализация,

- диагностика содержания подвижных фосфатов в профилях темно-серых лесных и дерново-подзолистых почв с помощью различных химических методов,

- фосфатный потенциал различных горизонтов «сследуемых почв,

- мобилизация растениями остаточных фосфатов дерново-подзолистых почв разной степени окультуренности в условиях многолетнего вегетационного опыта «на истощение,), и влияние на этот процесс различных доз извести,

- реальные (эффективгые) ресурсы фосфора и калия дерново-подзолистой почвы по данным многолетнего полевого опыта,

- влияние различного уровня дефицита фосфора и калия на продуктивность растений, баланс этих элементов и динамику их содержания в почве,

- влияние широкого спектра содержания в почве подвижных фосфатов ( от 11 до 47 мг/100 г ) на продуктивность растений и эффективность фосфорных удобрений

Новые научные результаты и положения, выдвигаемые для защиты

1. О хорошей доступности для растений подвижного калия подпахотных и нижележащих горшонтов темно-серых лесных и дерново-подзолистых почв и возможности использования методов Масловой и Кирсанова для диагностики в них доступного для растений калия

2. Положение о том, что низкая усвояемость растениями подвижных фосфатов подпахотных горизонтов почв, установленная в условиях вегетационных опытов, связана как с качественными отличиями подвижньЬс фосфатов пахотных и подпахотных горшонтов, так и с самой спецификой изучения

данного вопроса в условиях вегетационных опытов на отдельных изолированных подпахотных горизонтах.

3. Определены факторы, влияющие на доступность растениям фосфатов подпахотных горизонтов: тип почвы, степень ее оподзоленности и степень ее окультуренности. „

4. Показана возможность диагностики содержания в профилях исследуемых почв подвижных фосфатов методами Кирсанова, Труога, Эгнера - Рима, Бурриеля - Гернандо, Соколова, молибдахного и ацетатно-буферного (с

• учетом особенностей каждого из методов ).,

5. Разработана методика; и техника модельного микрополевого опыта для изучения доступности растениям питательных элементов подпахотных горизонтов почв. .

6. В условиях многолетнего вегетационного. опыта «на истощение» определены закономерности расхода почьенньгх фосфатов при различных темпах их отчуждения, на дерново-подзолистых почвах разной степени окультуренности. Установлено за счет каких групп минеральных фосфатов идет их трансформация в условиях длительного дефицита фосфорных удобрений. Составлен примерный прогноз изменения содержания подвижного фосфора в дерново-подзолистых почвах разного, уровня окультуренности в условиях длительного отрицательного баланса фосфора.

7. В условиях вегетационного опыта установлен примерный уровень. кислотности дерново-подзолистой почвы и степени насыщенности ее

- основаниями, выше которого положительный эффект известкования на мобилизацию почвенных фосфатов не проявляется.

8. Установлен уровень содержания подвижных фосфатов в дерново-подзолистой легкосуглинистой почве 10-11 мг/100 г как достаточный для получения в условиях Подмосковья урожаев зерна ячменя и оз. пшеницы порядка 50 -55 ц/га и сена клевера порядка 60 -70 ц/га.

9. Вывод о доступности растениям в течение длительного времени остаточных . фосфатов дерново- подзолистых почв.

Практическая значимость результатов работы

На основании большой серии вегетационных опытов, а также модельных микрополевых опытов установлено, что подпахотные горизонты темно-серых леёных и дерново-подзолистых почв содержат большие потенциальные резервы доступных Для растений фосфора и калия. Предложено в перспективе разрабатывать технологии возделывания сельскохозяйственных растений с учетом содержания этих элементов во всем почвенном профиле. Рекомендованы методы для диагностики содержания подвижных фосфатов и калия в профилях исследуемых почв. -5

Многолетние вегетационные и полевые опыты показали, что дерново-подзолистые почвы не только со средним , но даже и с низким содержанием подвижных фосфатов обладают большими потенциальными возможностями в снабжении растений фосфором, а остаточные фосфаты этих почв в течение длительного времени остаются доступными для растений. Все это позволяет поставить вопрос о пересмотре сложившихся представлений об оценке фосфатных ресурсов современных пахотных дерново-подзолистых почв ( в сторону их увеличения) и соответствующей корректировке рекомендуемых доз фосфорных удобрений и требований к балансу этого элемента в севообороте ( в сторону их уменьшения)

Апробация работы и губчикации

Основные результаты исследований доложены на 20 научных съездах, конференциях и совещаниях, в том числе * на IV, VI, VII и V111 Всесоюзных съездах почвоведов ( Алма-Ата, 1970 г, Тбилиси, 1981 г., Ташкент, 1985 г, Новосибирск, 1989 г ), научно-практических конференциях "Московский Университет — сельскому хозяйству" ( Москва, 1971 и 1982 гг.), Всесоюзном совещании по международной программе ЮНЕСКО "Человек и биосфера" (Пущино, 1982 г.). Всесоюзном совещании участников географической сети опытов с удобрениями ( Москва, 1984 г). Всесоюзном совещании "Система диагностики минерального питания сельскохозяйственных культур для моделирования и управления плодородием почв" ( Москва, 1989 г), Всесоюзном совещании "Принципы и методы экологического контроля за элементным составом растений и состоянием почвенного покрова" ( Москва, 1991 г), на II съезде Общества почвоведов России ( Санкт — Петербург, 1996 г ), на научных конференциях Московской сельскохозяйственной академии им. К А. Тимирязева ( Москва, 1996 и 1997 г г) и ряде других

Основные материалы диссертации опубликованы в 50 научных работах. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, 4 разделов (экспериментальный материал), заключения, выводов и приложений Она включает 233 страницы машинописного текста, в т ч. 86 таблиц, 2 рисунка и 5 приложений В списке литературы 238 источников Из них 23 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. Роль подпахотных горизонтов в снабжении растений фосфором н калием

1 1. Изучение доступности растениям фосфора и калия различных горизонтов почв в условиях вегетационных опытов

Известно, что корни растений, густой сетью переплетая весь пахотный слой почвы, уходят глубоко в подпахотные горизонты и материнские породы. Исследования Модестова* (1932) показали, что корни полевых культур распространяются на глубину до 0,9 -2,8 м, а многолетних трав до 3 - 5 м и более. Как уже отмечалось, в подпахотных горизонтах содержатся большие запасы питательных веществ. Используют ли растения эти вещества и в какой мере — этот вопрос на протяжении длительного времени привлекал к себе внимание многих ученых. Станков (1964) считает, что «в молодом возрасте все необходимые питательные вещества растения берут из пахотного слоя..., но с возрастом у растений превалирует поглощение зольных элементов то глубоких слоев...». Близкое к этому мнение высказано Ковальчуком (1968 ), Кярблане (1971 ) и др. Бабакшпиева (1969 ), изучая распространение корней растений в подпахотных горизонтах и химический состав пасоки этих корней, пришла к выводу, что корни подсолнечника усваивала из подпахотных горизонтов 14 — 42 % Р205 и 21 - 35% К20, люпина, соответственно, 28 - 42% и 21 - 43%. По данным Иванова, Шидловского, Круглова ( 1968, 1971 ), полученным с помощью радиоактивной метки, на дерново-подзолистой почве картофель усваивал из подпахотных горизонтов 11, лен — 14-21, горох — 23 и люпкн - 55% Р205 от общего его количества, поступившего в растения.

Приведенные данные, казалось бы, говорят о существенной роли подпахотных горизонтов в снабжении растений питательными элементами. Однако такое мнение разделяют далеко не все. Достаточно напомнить, что оценка почв по обеспеченности их фосфором и калием ведется агрохимической службой страны в основном только lio содержанию их в пахотном слое. Питательные элементы подпахотных горизонтов, как правило, во внимание не принимаются. Именно потому, что вопрос об их роли в снабжении растений питательными веществами остается до настоящего времени дискуссионным. Трудность в решении данного вопроса заключается в том, что очень сложно технически или методически вычленить в общем количестве питательных элементов, поступающих в растения, элементы, поступающие из пахотного слоя, и элементы, поступающие из нижележащих слоев. Целый рад исследователей ( Щусьев, 1901, Левицкий, 1905, Гедройц, 1909, Косцелецкий, 1909, Кириченко, Клушина, 1934, Кирсанов, 1937, Лошенко, 1937, Ганжа, 1937, 1938, 1946, Захаров, 1946, Малеина, 1964 и многие другие ) пытались решить этот вопрос, Изучая в условиях вегетационных опытов доступность растениям . питательных элементов различных горизонтов почв. Предполагалось, что изучив доступность растениям питательных веществ каждого в отдельности взятого горизонта почвы, можно составить представление и о доступности растениям питательных веществ в целом ю всего почвенного профиля.

В резутьтате таких исследований многие авторы пришли к заключению о физиологической неравноценности подвижных фосфатов и калия пахотных и подпахотных горизонтов По-видимому под влиянием этих работ в агрохимии и сложилась точка зрения, что подпахотные горизонты практически не играют существенной роли в снабжении растений питательными веществами

Наличие определенного противоречия при оценке роли подпахотных горизонтов в снабжении растений питательными элементами побудило автора занятье:, изучением этого вопроса Была проведена большая серия вегетационных опытов по изучению доступности растениям фосфора и калия отдельных горизонтов почв В качестве объектов исследований в разьые годы использовано более 60 горизонтов из 15 почвенных разрезов с широким спектром агрохимических свойств Исследовано 10 разрезов дерново-подзолистых почв (от целинной сильноподзолистой до силыгоокультуреяной ), 4 разреза темно-серых лесных почв (включая целинные и пахотные) и 1 разрез дерново-карбонатной оподзоленной почвы Опыты проводились по общепринятой методике Доступность растениям фосфора изучалась по фону ЫК-удобрения, доступность калия - по фону ЫР-удобрения Дня сравнения в схему опыта включали вариант КРК

Основные результаты этих исследований на примере 4 разрезов дерново-подзолистых и темно-серых лесных почв приведены ниже В таблице 1 показаны агрохимические свойства исследуемых почв Два разрез« дерново-подзолистых почв* заложены на пашне ( Солнечногорский район Московской обл ) разрез б — дерново-сильноподзолистая освоенная почва (сильнокислая с низким содержанием обменных оснований в пахотном слое и по всему профилю ) , разрез 1 - дерново-среднеподзолистая окультуренная почва ( рН пахотного слоя приближается к нейтральной, существенное увеличение обменных оснований и обменного калия по всему профилю, некоторое увеличение содержания подвижного фосфора), два разреза темно-серых лесных почв** (Ясногорский район Тульской обл) один из них (р 21) заложен в дубово-березовом лесу и другой (р22) - на пашне Целинная почва (р. 21 )кислая, кислотность возрастает вниз по профилю до горизонта ВС, где под влиянием карбонатов материнской породы переходит в нейтральный интервал; сравнительно высокая сумма обмененных оснований Повышенное содержание обменного калия и среднее содержание подвижного фосфора в горизонте Ад. В горизонте А1А2 под влиянием выщелачивания содержание подвижных питательных веществ падает, а затем вниз по профилю постепенно возрастает.

•) песчано- крупнопылеватые легкие суглинки

*•) групно-пылевато-илсватые тяжелые суглинки

1. Агрохимические свойства дерково-подзолистых и темно-серых лесных почв

Номер разреза Горизонт, глубина, см Гумус, % рн КС1 Гидролити- 1Сумма ческая ¡обменных кислотность основан. Степень насыщенности основания ми,%. К20 по ,Р205 по Масловой |Кирсано 'ву

мг-экв \ 100 г мг\ 100 г

Р.6 Дерново-сильноподзолистая освоенная ( пгшня )

Апах(О-ЗЗ) 1,83 4,7 4,0 6,5 62 7,5 6,8

А2 (30-51) 0,19 4,0 2,2 2.7 55 3.0 1,6

В1(51-70) 0,15 3,7 6,7 6,3 481 5,0 1,6

Р.1 Дерново-среднепсдзолистая окультуренная( пашня)

Апах(О-ЗО) 2,47 5.7 3,0 10,9 79 20,01 8.5

А2 (30-52) 0,48 4,3 2.8 6,0 68 4,5| 4,0

В1(52-74) 0,29 3,8 7.3 8.6 541 14,0| 3,0

В2(74-87) 0,21 3,7 4.5 9.6 681 13,0 6,0

Вз(88-112) 0,18 3,6 5.3 9,4 бо! /0,1 10,3

ВС(112-142) 0,29 3,6 5,7 13,1 70| 14,5 2,0

Р.21 Темно-серая лесная ( лес )

АД(0-10) 4,73 4,6 6,8 17,2 72 22,0 7,0

А1А2(10-25) 2,65 4,1 7,2 13,7 66 6,3 2,5

А1 "(25-40) 1,36 3,9 7,2 15,6 69 11,5 5,0

В 2(80-120) 0,31 3.7 • 4,9 19,0 79 17,5 17.0

ВС(200-230) 0,33 6,2 ' 1.4 28,0 95 19,0 13,0

Р.22 Темно-серая лесная (пашня )

Апах(0-30) 2Д1 4.8 3.7 18,8 84 14,7 12.5

А1 "(30-40) 1.62 5,1 2.5 21,3 89 14,7 14,5

В1(40-57) 1,00 5.0 2.5 21,5 90 18,3 16.2

В2(57-80) . 0,39 4,9 2.5 21.1 89 19.5 17,6

На пахотной почве ( р. 22 ) процессы оподзоливания выражены слабее: кислотность уменьшается, сумма поглощенных оснований возрастает.

В табл. 2. приведены данные об использовании растениями ( овес в фазу цветения ) обменного калия из различных горизонтов исследуемых почв. Мнение' относительно физиологической неравноценности обменного калия пахотных и подпахотных горизонтов почв , сложившееся под влиянием более ранних работ, в наших исследованиях не нашло подтверждения. Растения в условиях вегетационных опытов хорошо усваивали обменный калий как пахотных, так и подпахотных горизонтов почв. Снижение урожая по варианту ЫР наблюдалось в отдельных горизонтах ( Апах р. 6, А2 р. 1 ) при низком

содер канин обменного калия При Гюяее высоком lo i,.p -к-ини oómi иного калия как ь палогт гак. и в почпахогных горгаонтах урожаи patrón wt i о иаргантам NP и NPK был примерно одшиков В большинстве случаен вннос К;0 растениями прибчижался к содержанию обменного калия в почве исследуемых горизонтов , а иногда и превышал его Процент использования калия голпачотных горизонтов был так же высок, как и птхотных ( или горизонта Ал ) Вынос калия растениями в зависимости от его содержания в подпахотных горизонтах составил от 1,6 до 9 0 мг/100 г почвы Это свидетельствует о наличии в подпахотных и нижележащих горизонтах больших потенциальных запасов доступного для растений калия Установленная закономерность наблюдалась на всех горизонтах исследуемых почв - от дерново-сильноподзолистой целинной до дерново- карбонатной оподзоленной Это дает осноношт полагать, что и в естественных полевых усчовиях подпахотные горизонты дерново-подзолистых и темно-серых песных почв могут быть существенным источником калия для растений Кроме того, калий подпахотных горизонтов может использоваться растениями и в случаях вовлечения подпахотных горшонтов в пахотный слой ( при его углублении, плантажной обработке, в процессе эрозии и т д)

В условиях вегетационных опытов нами тшэке были установлены существенные рлличия в доступности растениям подвижных фосфатов пахотных ( или Ад - в целинном разрезе ) и подпахотных горизонтов исследуемых почв (таблица 3)

Полученные данные согласуются с результатами аналогичных работ других авторов. Наличие в наших исследованиях большого числа объектов с широким спектром агрохимических свойств позволило выявить некоторые закономерности. Так, физиологическая неравноценность подвижных фосфатов пахотных и подпахотных горизонтов менее выражена в профилях дерново-карбонатных и темно-серых лесных ( особенно пахотных, менее оподзоленных почв) и более значительна в профилях дерново-подзолистых (особенно сильноподзолистых ) почв, где усвояемость растениями фосфора подпахотных горшонтов была примерно на порядок ниже, чем в пахотных горизонтах Вынос Р205 на подпахотных горизонтах дерново-подзолистых почв составил всего 0,08-0,34 мг нз 100 г (в пахртных слоях 1,70-2,44), вынос Р205 на подпахотных горгаонтах темно-серых лесных почв 0,15-1,52 мг/100 г (в пахотном слое или Ад - 1,23-2,61 ), т е усвояемость растениями подвижных фосфатов подпахотных горизонтов снижалась по мере увелччешм степени оподаоленности почв и ухудшения свойств почвенной среды

Очевидно, подвижный фосфор пахотного слоя качественно отличен от подвижного фосфора подпахотных горизонтов. Фонд подвижных фосфатов пахотного слоя создавался в процессе формирования самой почвы. 2. Использование растениями обменного калия различных горизонтов почв

Номер разреза Горизонт Содержа ние К20 в почве, мг/100 г Урожай сухой массы растений, г/сосуд Урожай сухой массы растени! г/сосуд Вынос К20, г/сосуд 1 Вынос К2Ц мг/100 г Использование растениями К20.Ч

вариант ЫРК вариант КР

Р. 6 Дерново-сильноподзолистая освоенная ( пашня)

Апах 7,5 35 24! 121 5,3 71

А2 3,0 13 10 57 2,5 83

В1 5.0 13 12| 78 3,4 68

Р. 1 Дерново-среднеподзолисчая окультуренная ( пашня)

Апах 20,0 33 33 278 12,1 61

А2 4,0 27 15 59 2.6 61

В1 14,0 18 17 206 9,0 64

В2 13.0 19 19 193 8,4 65

ВЗ 10,1 18 21 184 8,0 76

ВС 14,5 10 12 187 8,1 56

Р. 21 Темно-серая лесная (лес )

Ад 22,0 22.1 23,4 524 20,2 92

А1А2 6,3 18,3 15,3 181 7.0 111

АГ 11,5 13,4 11.8 176 8,8 - .59

В2 17,5 23,2 20,8 321 12,4 71

ВС 19.0 21,2 22,4 397 15.3 80

НСР0.05 =2,3 г/сосуд (Р. 1 и Р. 6) и 2,9 г/сосуд ( Р.21 )

Он представлен в основном вторичными фосфатами ( остаточный фосфор удобрений, фосфаты, образовавшиеся в процессе минерализации растительных остатков и т.д. ) в отличие от подвижных фосфатов подпахотных горизонтов, представленных, по-видимому, в основном ' первичными (природными соединениями).

Эта неравноценность обнаруживается уже и при определении «степени подвижности» фосфатов различных горизонтов почв. Так при примерно одинаковом содержании подвижного фосфора ( 6-8 мг/100 г ) в пахотных и подпахотных горизонтах дерново-подзолистых почв концентрация Р205 в слабосолевой вытяжке 0,01 М СаС12 была значительно ( в 3-4 раза ) выше в пахотных ( 0,16-0,36 мг/л ), чем в подпахотных (0,06 - 0,08 мг/л ) горизонтах.

Слабая усвояемость растениями фосфатов подпахотных горизонтов, выявленная нами и рядом других авторов по результатам вегетационных

опытов, отчасти обусловлена и самой спецификой изучения .»того вопроса в условиях вегетационных опытов В таких опытах растения выращивают по фону

3 Использование растениями подвижных фосфатов различных горизонтов дерново-подзолистых и темно-серых лесных почв ______

Номер разреза Горизонт Содержа- Урожай сухой ¡Урожай ние Р2О5 массы ¡сухой в почве, | растений, | массы мг/100 г ¡г/сосуд растений, г/сосуд Вынос Р205, г/сосуд Вынос ,Использова< Р205, ние мг/100 г растениями |Р205,% 1 1

'вариант КРК 1 1 вариант МК

Р б Дерново-силыгаподзолистая освоенная (пашня)

Апах 6.8 35 211 39,0| 1,70| 25.0

|А2 3.0 13 3 1,8 0,08 2.7

В1 1.6 12 3 1.8 0.0Я1 5,0

Р 1 Дерново-среднепоазолистая окультуренная ( пашня )

Алзх 8.5 33 30 56 0 2.44 28.5

А2 4.0 27 8 5.9 0,26| 6.5

В1 3.0 18 5 2.9 0,13 4.3

В2 6.0 19 8 6.2 0,27 4,5

ВЗ 10,3 18 12 7.8 0.34| 3.3

ВС 2.0 10 4 2,4 о,ю| 5,0

Р 21 Темно-серая лесная (лес)

Ад 5,5 22,1 20.5 67.5 2611 47,5

(А1А2 2,0 18,3 8.7 12,9 0.50 25.0

А1" 5.0 13.4 5.5 и 0.15 3.0

В2 16.5 23,2 14,3 34.2 иг 8,0

ВС 13.7 21.2 15,51 29.8 1.25 4,0

Р22 Темно-серая лесная (пашня )

(Апах 12,5 25.4 14.8 32,1 1.2* 10,0

!аг 14.5 2\5 12.8 19 0.73 5.0

В1 16.2 21.2 12.2 20 0.77 4.8

В2 17,6 17.5 14.61 39.41 1,52 8.6

НСРО 05 - 2,3 г/сосуд (Р. 1 иР 6), 2.0 г/сосуд (Р 21 )и 1 7 г/сосуд (Р 22 )

ЫК на почвенных образцах отдельных подпахотных горизонтов С самого начала роста растения попадают по существу в неестественные, неблагоприятные условия высокая кислотность, низкая степень насыщенности основаниями, неблагоприятные агрофизические свойства, дефицит фосфора, обусловленный его низкой «степенью подвижности» (как известно, растения особенно чувствительны к неблагоприятным условиям и дефициту фосфора в самом начале роста ) В таких условиях растения очень угнетены, не могут

нормально развиваться, имеют слабую корневую систему и вполне естественно используют сравнительно труднодоступный фосфор подпахотных горизонтов слабо. На основании таких опытов рядом авторов и были сделаны выводы о том, что подпахотные горизонты почв практически не играют существенной роли в снабжении растений фосфором. ,Эти выводы справедливы для тех условий, в которых проводились вегетационные опыты. Однако использовать их для характеристики доступности растениям ■ фосфатов подпахотных горизонтов в естественных ( полевых ) условиях следует очень осторожно, так как природные ' условия в значительной мере отличаются от условий вегетационного опыта. В полевых условиях растения в первый период вегетации растут в пахотном слое, развивают мощную корневую систему, затем уже часть корней проникает в подпахотные горизонты, используя имеющиеся в них питательные' элементы. Проведенный нами опыт с использованием радиоактивной метки Р32 на различных горлзонтах темно-серой лесной почвы показал как существенно меняется представление об использовании растениями фосфатов подпахотных горизонтов в зависимости от условий их выращивания. В этом опыте масса растений по варианту ИР К на подпахотных горшонтах в 1,5 - 2,5 раза превышала массу растений по варианту ЛК и соответственно использование Р205 почвы на подпахотных горшонтах было в 2-3 раза выше по варианту ЫРК ( 10,6-54,0% ), чем по варианту ИК (3,0-25,0%).

1.2 Изучение доступности растениям фосфора и калия подпахотных горизонтов почв в условиях микрополевых модельных опытов.

Как уже отмечалось выше, изучение доступности растениям подвижных фосфатов различных горизонтов почв в условиях вегетационных опытов имеет существенные недостатки и получаемые результаты в значительной мере условны. Это заставило нас искать новые подходы к решению этого вопроса по возможности в условиях, более приближенных к естественным. Был разработан микрополевой модельный способ определения доступности растениям питательных веществ подпахотных горизонтов почв. Основная идея опыта: на небольшом участке ( в полевых условиях) пахотный слой снимается и заменяется промытым песком. В песок вносится полная питательная смесь с одним ограничением - исследуемый элемент, например фосфор, вносится в небольшом, строго дозированном количестве ( стартовом ), достаточном для развития растений в начальный период роста. В песок высаживаются растения и выращиваются, как в песчаной культуре. В отличие от, ранее описанных вегетационных опытов, где растения с самого начала роста выращиваются непосредственно на образцах подпахотных горизонтов, в модельном опыте растения в начале роста развиваются в песке, а в контакт с подпахотными

горизонтами вступает корневая система уже вполне развитых растений, т е мы модечировали естественные условия произрастания растений Определив общий вынос растениями испытуемого элемента, например фосфора, и вычтя ю него стартовую дозу, мы определим количество этого элемента, поглощенного растениями из подпахотных горизонтов

Технически эта идея реализовывалась следующим образом На участке почвы ( примерно 2 х 2 м ) были вырыты четыре траншеи шириной 20см, длиной 140 см, глубиной, равной мощности пахотного слоя В траншеи непосредственно на обнаженный подпахотный слой устанавливали полиэтиленовые цилиндры ( сосуды с удаленным дном ) Контролем служат сосуды с дном ( изолированные ог подпочвы ) Размеры цилиндров (сосудов), диаметр около 18-19см, высота на 5-7см превышает мощность пахотного слоя Цилиндры, неизолированные от подпочвы, "ередовали с контрольными сосудами ( изолированными от подпочвы ) Расстояния между цилиндрами и сосудами 20см Эти промежутки засыпали вынутой из траншеи почвой и утрамбовывали ее Расстояние между траншеями 20см В траншеи помещали в шахматном порядке S цилиндров и 8 сосудов Все цилиндры и сосуды заполняли отмытым песком — 5 кг ( в изолированные от подпочвы сосуды предварительно вносили дренаж - 150 г битого стекла), увлажняли его и сеяли растения ( овес ) После появления всходов производили прореживание, оставляя по 25 растений на сосуд ( цилиндр ) и вносили питательную смесь ( в мг на 1 кг песка ) NH4N03 - 200, KN03 - 500, суперфосфат - 550, MgS04* 7Н20 - 300, FeC13* 6Н20 - 6, НЗВОЗ - 10,72, MnS04* 4Н20 - 0,45, ZnS04 • 7Н20 - 0,06, CuS04 * 5H20 - 0,02 (за основу питательной смеси для песчаной культуры взяли смесь, предложенную Биологическим институтом Ленинградского государственного университета// Справочная книга по химизации сельского хозяйства. М. 1969)

Для определения доступности растениям фосфора подпахотных горизонтов в 4 сосуда и 4 цилиндра вносили указанную питательную смесь, исключив из нее суперфосфат. Стартовую дозу фосфора вносили в количестве 12 мг Р205 на сосуд в виде монокальций фосфата. Кальций, предусмотренный рецептом питательной смеси в составе суперфосфата, компенсировали соответствующим количеством CaS04* 2Н20. Для определения доступности растениям калия подпахотных горизонтов в 4 сосуда и 4 цилиндра вносили указанную питательную смесь, но количество KN03 уменьшали до стартовой дозы калия ( 60 мг К20 на сосуд, недостающее количество азота компенсировали дополнительным внесением NH4N03 ) Растения ежедневно поливали ( в не дождливую погоду ) до полного увлажнения песка. При достижении растениями высоты около 40-50 см производили подвязку

растений (как в вегетационном опыте 1 Уборку урожая растений проводили в фазу цветения. В растительных образцах определяли содержание К20 и Р205.

Михрополевые модельные опыты проводились нами в течение 2 лет на окультуренной и сильноокультуренной почвах. Содержание подвижного фосфора в подпахотных горизонта:; окультуренной почвы среднее, а К20 -повышенное. В сильноокультуренной почве очень высокое содержание Р205 в слое 30-40 см , ниже по профилю содержание Р205 постепенно снижается, содержание К20 в подпахотных горизонтах сильноокультуренной почвы очень высокое.

В таблице 4 приведены результаты одного из опытов. Внесенной в контрольном варианте стартовой дозы Р205 хватило растениям для формирования небольшой массы урожая, вынос Р205 надземной массой растений был несколько ниже стартовой дозы Р205. Урожай овса и вынос Р205 в сосудах, не изолированных от подпочвы, во много раз выше, чем на контроле. Это свидетельствует о том, что растения овса могут в значительных количествах - от 315 до 492 мг/сосуд ( за вычетом контроля ) - усваивать Р205 подпахотных горизонтов. Если пересчитать количество фосфора, усвоенного растениями в сосуде ( площадь которого равна 361 см кв. ), на гектар, то получим от 87 до 136 кг Р205 . Урожай овса в контрольном варианте со стартовой дозой калия составил 9,4 г/сосуд; вынос калия 60,9 мг/сосуд — почти то количество, которое

Вариант, почва Урожай, г/сосуд М+m Прибавка урожая, d¿ mi Коэффиц. достоверно сти t Р205, % Вынос Р205, мг/сосуд K20//Ó Вынос К20, мг/сосуд

Стартовая до» P20S •

1. Контроль (изолировано от подпочвы) 6,4+0,7 0,М 9,6 1,72 107

2. Не изолир., почва окультур. 46,5+5,9 40,1+5.9 6,8 0.70 323 1,68 783

3. Не изолир., почва сильноокульт. 64,7+5,5 58,3+5,6 10,4 . 0,77 500 2.17 1407

, Стартовая доза К20

1. Контроль (изолировано от подпочвы ) 9,4+1,5 0,43 79.5 0.72 61

2. Не изолир., почва окультур. 27.4+5,3 18,0+5,5 3,3 0,54 147 1,49 410

3. Не изолир., почва сильноокульт; 52,4+4,8 . • ... 43,0+5,1 8.5 0,88 462 1.72 . 902

*) - математическая обработка сделана по Ф.А. Юдину (1980); стандартные значения критерия достоверности 1= 2,3

вносилось со стартовой доздй калийного удобрения В сосудах, не ¡вотированных от подпочвы урожай растений и вынос калия был во много раз выше За вычетом стартовой дозы вынос калия составил от 349 (окультуренная почва) до 841 мг/сосуд (сильноокультуренная почва) При пересчете на 1 га это составляет от 96 до 233 кг

Полученные данные показали, что микрополевой модельный опыт может быть использован для изучения доступности растениям питательных элементов подпахотных горгоонтов почв в условиях, приближенным к естественным, подпахотные горизонты исследуемых почв содержат большие запасы доступных для растений фосфора и калия

/ 3 Диагностика содержания поовижных фосфатов в профилях исследуемых почв с помощью различных химических методов

Изучение роли подпахотных горизонтов почв в снабжении растений фосфоров связано еще с одним вопросом — выбором метода химического анализа для опредетения содержания подвижного фосфора в профилях почв Работ, посвященных этому вопросу, сравнительно немного ( Хейфец 1964; Малеина, 1964)

Учитывая недостаточную изученность вопроса, мы также провели сравнительную оценку методов определения содержания подвижных фосфатов в профилях дерново-подзолистых и серых лесных почв Наряду с методами Кирсанова и Труога изучались методы, рекомендованные Хейфец (1964): Эгнера-Рима, Соколова, Бурриеля-Гернандо и ацетатно-буферный, а также метод «молибдатной вытяжки», который Гинзбург и Артамоновой (1966), а в дальнейшем и Возбуцкой (1968) был рекомендован как «попытка обойти затруднения при выборе метода изучения распределения фосфатов по профилю» почв

В качестве объектов исследования были взяты почвенные образцы из различных горизонтов десяти разрезов дерново-подзолистых и серых лесных почв, использованные нами ранее для постановки вегетационных опытов

В таблице 5 показано содержание подвижных фосфатов в профилях трех разрезов по данным испытуемых методов Эти методы можно разделить в основном на две группы 1 группа (с более чсесткими вытяжками) - методы Кирсанова, Труога и молибдатный - абсолютная величина экстрагируемых фосфатов здесь в 2-3 раза выше, чем у методов 2 группы, 2 группа (с более мягкими вытяжками) - методы Эгнера-Рима, Бурриеля-Гернандо и ацетатно-буферный. В характеристике подпахотных горизонтов, относительно содержания подвижных фосфатов, по данным изучаемых методов есть как общие, так и различные черты. Несмотря на заметную разницу в абсолютной

величине фосфатов, извлекаемых разными методами из одноименных горизонтов почв, наблюдается определенный параллелизм в их оценке

5. Содержание подвижных фосфатов в профилях почв по данным различных методов и вынос Р205 растениями в вегетационном опыте _

Разрез Горизонт Метод

Кирсанова Труога Мопиб-датныб Ацетат- Буррив' но- -ля-буфер- ¡Гернан-ный I до Эгнера-Рима Соколо--Еа Вынос Р205, мг/сосуд

мг/lOOr

Р. 6 Апах 6,7 7.2; 8.2: 2,3 . 3,5) 5.1 20,3 38,8

А2 3,0 2.8, 2,21 0,8 0,2¡ , 1.0 2,6 1,8

В1 Ц ■ 3,4 1 9,6j 1,1 0,4 , 2,4 3,8 1,8

Р. 1 А пах 8,5 11,4 10,7 4.2 7.2 6,9 26.9| 56,2

А2 4.0 5,3 63 1.8 2,0 3.1 5,4! 5,9

В1 - 3,0 4,6 13,51 1,2 1.5 4,0 5,41 2,9

В2 Г 6,0 5,3! 14,31 1,9 1,7 5,0 5,9¡ 6,2

ВЗ Г~ io,í 6,9 14,4 2,0 2,0 5,5! 6,5! 7,8

ВЗС 2.0 2,8 11,7 1,2 1,5 1,5 ЗД| 2,4

Р. 21 АД 7,0 6,4 7,0 14,3 5,2 3,1 1,9 67,5

А1А2 2,5 4,4 5,0 8,8 2,4 2,0 1.1 12,9

АГ 5,0 4,8 6,0 7.3 1,8 1,0 1.0 3,8

В2 17,0 Н,2 14,6 7,1 6,4 3,8 1.6 34,2

ВС 13,0. 19,5 22.4! 3,6 4,7 7,8 1,6 29,8

характера распределения подвижных фосфатоз по профилям исследуемых почв. Так по данным всех методов намечается определенная дифференциация исследуемых почвенных профилей по содержанию подвижных фосфатов. В общем виде эта дифференциация выглядит так: содержание фосфатов падает от горизонта Апах или Ад к горизонтам А2 и В1, затем в горизонтах В2 и ВЗ возрастает и в горизонтах ВЗС снова падает ( р. 1). Однако эта дифференциация приобретает различные оттенки в зависимости от метода. Аккумуляция растворимых фосфатов в иллювиальных горизонтах сильнее проявляется по данным методов Кирсанова, молибдатного, Труога, чем по данным методов Эгнера-Рима, Соколова, Бурриеля-Гернандо и ацетатно-буферного. Данные методов Бурриеля-Гернандо, Соколова и ацетатно-буферного лучше, чем данные других методов согласуются с количеством фосфатов, усвоенных растениями в вегетационных опытах. В вытяжки методов Кирсанова, Труога и молибдатного из подпахотных горизонтов наряду с непосредственно усвояемыми фосфатами переходит и часть менее доступных фосфатов, которые

однако можно рассматривать как один из резервов потенциально усвояемых фосфатов

Все уетоды отмечают некоторое увеличение подвижных фосфатоз в соответствующих горизонтах почв по мере увеличения степени их окультуренности Так горизонты А2 и В1 окультуренных почв (р I) по данным всех методов содержат фосфора больше, чем эти же горизонты освоенной почвы (р 6) Еще заметнее это проявлялось в профилях сильноокультуренных почв

Приведенные данные показывают, что несмотря на определенные количественные различия в абсолютных показателях исследуемых методов, большинство из них примерно одинаково характеризуют относительный характер распределения подвижных фосфатов по профилю почв ( аккумуляция в верхних и иллювиальных горизонтах и снижение содержания в элювиальных горизонтах) Поэтому эти методы могут быть использованы для сравнительной оценки содержания подвижных фосфатов пе только пахотного слоя, но и всех нижележащих горизонтов почв ( с учетом особенностей каждого метода - его экстрагирующей способности)

1 4 Фосфатный потенциал различных генетических горизонтов оерново-подзолистых почв.

Наряду с общепринятыми методами диагностики обеспеченности почв доступным фосфором в последние годы предлагается проводить такую оценку через фосфатный потенциал, учитывающий форму связи фосфат-ионов в соединениях, преобладающих в почвах, а также концентрацию водородных ионов Фосфатный потенциал дает возможность судить не об абсолютном содержании доступного для растений фосфора, а о способности почвы отдавать в почвенный раствор содержащиеся в ней фосфат - ионы чем больше сила, с которой почва удерживает ионы фосфора, тем хуже условия фосфорного питания Фосфатный потенциал дерново-подзолистых почв рассчитывается как отрицательный логарифм произведения активностей иона монофосфата и ионов алюминия 1/3 р А1 + р Н2Р04 ( Синягина.1966 ) Вывод формулы фосфатного потенциала подробно рассматривается в литературе ( БсИоГеМ, 1955, (ЛпсЬ, 1961, Синягина, 1966 ). Потенциал вычисляется на основе определения активности ионоз при узком соотношении в солевой или водной вытяжках из почвы или же в почвенном растворе.

Нами проводилось определение фосфатного потенциала различных горизонтов дерново-подзолистых почв разной степени окультуренности и выявление взаимосвязей между фосфатным потенциалом и количеством усвояемых фосфатов (по данным выноса Р205 растениями в вегетационном

б. Расчет фосфатного потенциала в образцах дерноьо-позолистых почв

Разрез и| степень окульту-реннос-ти Горизонт РН А|, мг/л Р205, мг/л а А1 М/л • 10* аН2Р04 М/л *10$ 1/3 рА1 Р Н2Р04 1/3 р А1+ рН2Р04 Вынос Р205, мг/100г

в СаС12 в вытяжке

Разрез б, освоенная Апах 5,61 1,47 0,16 5,63 2,26 1.42 5,76 7,18 1,70

А2 4,98 0,79 0.07 2,60 0,99 1,53 6,13 7,66 0,08

В1 4,62 1.32 0,08 4,17 1,10 1,46 6,06 7,52 0,08

Разрез 1. окульту Апах 5,76 2,32 0,36 7,12 5.11 ив 5,40 6,78 2,44

А2 5,21 0,70 0.08 2,28 1,10 1.54 6,06 7,60 0,26

В1 4,70 1,28 0,08 5,30 1,10 1,42 6,06 7,48 0,13

В2 4,68 2,40 0,08 7,02 1,10 1,38 6,06 7,44 0,27

ВЗ 4,77 2,88 0,06 ¿,20 0,84 1,36 6,18 7,54 0,34

ВЗС 4,92 3.10 0,06 8,72 0,84 1,35 6,18 7.53 0,10

Разрез 2, окульту Апах 6,12 2,40 0,30 7,03 4,20 ив 5.52 6,90 3^7

А2 5,27 0,88 0,07 2,90 0,99 1,51 6.11 7.62 0,11

В . 4,81 1,06 0,06 3.36 0,84 1,49 6,18 7.67 0,13

С 4.77 2,95 0,07 . 8.25 0,99 ив 6,13 7,49 0,11

Разрез 4, • сильно-окульт. Апах 6,82 1,60 3,20 5,02 45,10 1,43 4,65 6,06 9,04

А2В 6,77 1,88 0,45 5.78 6,34 1,41 5.48 6,89 4,48

Разрез 5, сильно-окульт. Апах 6,95 2,71 6,52 7,90 92.00 137 4,41 5.78 10,30

А2В 6,82 1,08 0,62 3,47 8,70 1,48 5,36 6,84 4,61

опыте ). Исходные данные определяли в 0,01 н. растворе СаС12 при соотношении почва:раствор 1:2 и времени взаимодействия 30 минут. В фильтрате определяли: рН - потенциометр ически, Р205 — по Труогу-Мейеру, А1 - спектрофотометрически по методу Бауипрог! (Беляева, 1966 ).

В таблице 6 приведены значения фосфатного потенциала исследуемых горизонтов почв и исходные данные, использованные для его расчета. Содержание алюминия в СаС12-вытяжке в пахотных горизонтах почв составляет 1,40-2,71 мг/л. При этом определенной закономерности в

содержании алюминия в поччах разной степени окультуренности почв не отмечено В горизошах А2 содержание алюминия падает в 2-3 раза, затем в горизонтах В и С снова повышается до уровня горюонта Апах Концентрация Р205 в СаС12 —вытяжке увеличивается в пахотных горизонтах по мере увеличения степени ок>льтуренности почв ( от 0,16 до 6,52 мг/л ) В подпахотных горизонтах большинства поив концентрация Р205 падает до 0,060,08 mi/л Фосфатный потенциал хорошо отражал различия почв по степени окультуренности. В пахотных горизонтах он снижался от 718 ( слабоокультуренная почва ) до 5,78 (сильноокультуренная почва ) В подпахотных горизонтах величина фосфатного потенциала во всех случаях существенно повышалась Наблюдалась хорошая согласованность между фосфатным потенциалом пахотных горизонтов почв и содержанием подвижного фосфора по методам Кирсанова, Бурриеля-Гернандо ч Энгера-Рима Метод Кирсанова обнаруживает в иллювншп._г ix горизонтах почв значительные количества подвижного фосЛора Однако концентрация Р205 в СаС12 -вьггяжке в этих горизонтах резко ( в 2-5 раз и более ) пониженная, а величина фосфатного потенциала, соответственно, повышенная При этом вынос Р205 растениями в вегетационных опытах снижался еще более резко — в 10-30 раз, те при выращивании растений на почве подпахотных горизонтов недостаток фосфора усугубляется, как было показано выше, еще и другими неблагоприятными факторами

В заключение следует отметить, что метод определения фосфатного потенциала может быть использован для диагностики потенциальных резервов доступных для растений фосфатов в подпахотных горизонтах почв

2. Известкование и мобилизация остаточных фосфатов дерново-подзолисгых почв различной степени окультуренности Положительное влияние известкования на мобилизацию фосфора дерново-подзолистых почв отмечено многими авторами Проведение известкования на больших площадях в значительной мере улучшило свойства почв Представляет интерес изучить влияние известкования на мобилизацию фосфатов дерново-подзолистых почв различной степени окультуренности. Оказывает ли известкование положительное в^тяние на мобилизацию фосфатов окультуренных дерново-подзолистых почв? Если нет, то до какого уровня кислотности почвы проявляется повджительное влияние извести? Интересен также вопрос о том, за счез каких групп фосфатов происходит мобилизация почвенных ресурсов этого элемента. Для изучения этих вопросов нами был поставлен многолетний вегетационный опыт.

Методика исследований и характеристика объектов. В качестве объектов исследования использовали шесть дерново-подзолистых почв разного уровня окультуренности ( Солнечногорский район Московской обл. ). В таблице 7 приведены их агрохимические свойства. Почвы 1 и 2 силънокислые, с очень низкой сгепенью насыщенности основаниями; почва 2 имеет более высокое содержание подвижного фосфора. Почвы 3 и 4 менее кислые, степень насыщенности основаниями у них более высокая - 52-64%. Почва 4 отличается от почвы 3 более высоким содержанием гумуса и подвижного фосфора. Почвы 5 и 6 слабокислые, степень насыщенности основаниями у них возрастает до 7274%, почва 6 характеризуется более высоким содержанием гумуса и подвижного фосфора. По механическому составу все исследуемые почвы — песчано-крупнопылеватые легкие суглинки.

7. Агрохимические свойства дерново-подзолистых почв разной степени ■окультуренности___________

№ почвенного образца Гумус, % рн КС! Гидролит. кислотность Сумма ПОГЛОЩ. оснований Степень насыщ. оснований, % К20по Масловой, мгЛООг Р205, мгЛООг

мг-экв/100г валовой по Кирсанову

1 1,38 4,0| 6,8 4,2 38 9.1 134 4.8

2 1,19 3,91 6,9 3.1 31 9,0 131 7,2

3 1,79 4,3! 5,4 5,9 52 3.6 147 4,8

4 2,03 4.9| ".3 7.7 64 4,8 165 гз

5 1,22 5,5| ' 2,7 7,0 72 7,4 152 6,5

6 2,57 5.3! 4,0| 1',3| . 74 8,7 229 20.0

Вегетационный опыт заложен в 1969 году по схеме:

1 вариант - №С (фон)

2 вариант - Ж + СаСОз по 0,5 гидролитической кислотности

3 вариант - ЫК + СаСОЗ по 1 гидролитической кислотности

4 вариант - ЫК + СаСОЗ по 1,5 гидролитической кислотности.

В качестве фона ежегодно вносили безбаластное азотно-калийное удобрение ( К1ЧОЗ + №№N03) из расчета 0,1 г ЮО и N на 1 кг почвы. Опыты проводились в стеклянных 2-х литровых сосудах, вмещающих по 2 кг почвы. Повторность в опыте 3-кратная. Опытные культуры чередуются по годам циклами: кукуруза, ячмень, вика. После прорывки в сосудах оставляли по 3 растения кукурузы или по 12 растений ячменя или вики. Растения убирали в фазе начала цветения ( ячмень, вика ) или после 2 месяцев вегетации (кукуруза). Ежегодно проводили перебивку сосудов с внесением фоновых удобрений. В опыте учитывали урожай надземной массы и корней растений и вынос ими фосфора. Из этого выноса вычитали фосфор, поступивший в

растения из семян (4,1 мг на сосуд - кукуруза, 3,3 - ячмень, 4,8 - вика ) В почве через каждые два года опыта определяли гидролитическую кислотность, рН КС/, сумму обменных оснований и содержание фосфора по Кирсанову Через 10 "ет опыта в почвенных образцах проведено определение группового состава минеральных фосфатов по методу Гинзбург-Лебедевой

Результаты исследований В таблице 8 показана урожайность опытных культур за годы проведения опыта и в сумме за 12 лет На сильнокислых

8 Влияние различных доз извести на урожай растений ( сухая надземная

масса), г/сосуд __ _ _____

|Поч-Т}арй-1969 11970 |1971Т1972 р973 11974 г1975 |1976~Т977 |Г978~[Г979Тто [Всего"

•) - в таблицах приведены данные тотько по вариантам 1 и 3, информация относительно вариантов 2 и 4 в тексте

почвах (1и2) урожай растений без извести был очень низким При внесении извести урожай возрастал в 3-4 5 раза. Особенно большие различия в урожайности по фону извести и без нее на почве 1, где сильнокислая реакция сочеталась с низким содержанием фосфора. Здесь же особенно заметна разница в эффективности половинной и целой доз извести Эффект от целой дозы извести значительно выше, чем от половинной На остальных почвах эти различия по дозам извести сглаживаются По мере сшскения кислотности почв, увеличения насыщенности основаниями, эффект известкования падает Так, уже иа почве 3, где рН КС1 находится у верхней границы сильнокислых почв (4,3), но степень насыщенности основаниями средняя ( более 50%), эффект от извести небольшой, а на среднекислой почве 4, где рН КС1 4,9, различий по вариантам опыта практически нет То же наблюдается и на слабокислых почвах 5 и 6 . К концу опыта (1980) урожайность опытных культур на всех почвах значительно снижается, что связано, вероятно, с

заметным обеднением их фосфором. Здесь следует подчеркнуть, что в условиях вегетационного опыта при благоприятном увлажнении почвы на фоне высоких* доз азота и калия и высокой густоте насаждения растений в сосуде нагрузка на почву ( в плане поглощения фосфора ) значительно выше, чем в полевых условиях. Поэтому и обеднение почвы фосфором в вегетационных сосудах ( при всех прочих равных условиях** ) наступает гораздо быстрее, чем в полевых условиях.

В таблице 9 показан вынсс фосфора растениями за 12 лет проведения опыта. Различия в выносе Р205 растениями как по вариантам опыта на сильнокислых почвах, так и между менее кислыми почвами с разным содержанием фосфора, еще более заметны , чем различия в урожае растений. На контрольных вариантах сильнокислых почв ( 1 и 2 ) вынос Р205 растениями был минимальным, а в некоторые годы — даже ниже того количества фосфора, • хоторое должно поступать в растения с семенами. Величина выноса, фосфора растениями на сильнокислых почвах (1-3) в большей мере зависит от степени . 9. Влияние различных доз извести на вынос Р205 растениями

Поч Ва- 1969, 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 Всего

ва. риан куку- яч- вика куку яч- вика куку- яч- вика куку- яч- вика за 12

№ ты руза мень -руза мень руза мень руза мень лет

.1 1 0,17 - 0,68 0,04 - 0.12 0.09 0,19 0,13 0.08 0.03 1.54

3 1.63 3,19 1,51 2.74 1,48 1,06 1.52 U7 1.76 0,96 0,59 - 17,81

2 1 0,37 - - 1,44 0,65 - 1.00 0.04 0,01 0,07 - 3,58

3 2,55 2,50 1,12 2.46 1,47 0.86 . 1,87 0.48 0,85 039 0,01 - 14,56

3 1 1,26 0,74 0,62 2,66 0,84 0.86 1.18 ола 0,79 0,20 0,17 - 9.42

3 1,79 2,10 1,11 1,68 1.04 0,73 1,01 0.47 1,50 0,66 0,08 0,01 12.64

4 1 1,98 1,62 0,92 2,33 1,02 0.73 1,01 0,38 2,04 1,60 0,82 0,36 14,81

3 2,09 2,19 1,05 2,61 0.71 0,83 0,78 0,59 1,41 1.02 1,16 0,07 14,51

5 1 2,35 2,02 1,08 2.18 0,87 0,93 0,81 0.63 1,71 0,68 0,10 0,07 13,43

3 2,32 2,45 1,19 2,05 0,88 0,90 0,73 0.73 2,35 0,60 0,40 0.06 14,66

6 1 4,41 4,25 2,05 4,96 2,36 1,06 3,22 1.76 3,25 2.02 1.17 0,25 30.76

3 4,20 2,79 1,81 5,82 2,50 1.10 2.64 1.53 2,41 1,99 0.99 0,21 27.99

***) здесь н далее прочерк означает, что вынос фосфора урожаем был равен или меньше количества Р205, поступившего из семян

•) - 0,1 г N и 0,1 г К20 при пересчете на вес пахотного слоя 1 га составляет по 300 кг/га N и К20 **) - кроме того, в полевых условиях в процессе жизнедеятельности растений происходит постоянное передвижение определенной части питательных элементов из

подпахотных горизонтов в пахотные

их кислотности и насыщенности основаниями, чем от уровня содержания пошижнот фосфора Так содержание фосфсра в 1 и 3 почвах одинаковое ( 4,8 мг/ЮОг ), но почва I значите 1ьно кислее, а степень насыщенности ее основаниями ниже ( 38%), чем у почвы 3 (52%) и суммарный вынос Р205 растениями за 12 лет на почве 1 в шесть раз нчже, чем на гочвс 3 Этот вывод подтверждается и при сопоставлении почв 2 и 3

На вариантах с известью условия роста растеши! резко улучшались и вынос ими Р205 многократно возрастал На контрольных вариантах почв 1 и 2 вынос фосфора за 12 лет составил 1,5-3,6 мг/100 г , а на вариантах с полной дозой извести этот показатель увеличился в 4-11 раз Варианты с полной дозой извести на почвах 1, 2, 3 заметно опережали по выносу Р205 варианты с _i половинной дозой извести ( особенно в первые годы опыта ) Ваочанты с известью имели преимущества по суммарному выносу Р205 по сравнению с контрольными вариантами только на первых трех почвах ( I, 2, 3 ), те до уровня рН KCI 4,3 и V=52% ( почва 3 ) На остальных почвах, начиная с 4-й (рН 4,9 и V=64%) , заметных различий по этому показателю на разных вариантах опыта не наблюдалось На первых пяти почвах, содержание подвижного фосфора в которых колебалось в сравнительно небольшом интервале (4,8-7,3 мг/100г), вынос Р205 растениями за 12 лет по варианту с полной дозой извести изменялся также в небольшом интервале - от 12,6 до 17,8 мг/100 г. Почва 6 заметно отличалась по ветчине суммарного чыноса от остальных почв, что согласуется с высоким содержанием в ней подвижного фосфора

Под влиянием известкования величгна рН на всех почвах в первые годы опыта заметно увеличилась Интервал этого увеличения хорошо корреспондировал с дозой извести Половинная доза извести увеличила рН на 0,3-0,8 единицы. Но различия между очень силыюкислыми почвами 1 и 2 и слабокислыми почвами 5 и 6 по этому варианту оставались еше значительными (1,4 единицы рН ) Полная доза извести в значительной мере выровняла кислотность на всех почвах (рН=5,9-6,3) В процессе опыта величина рН на известкованных вариантах постепенно снижалась и к 1978 году на многих почвах на вариантах с полной и половинной дозами извести опустилась ниже исходного уровня То же наблюдалась и на варианте с полуторной дозой извести, но в более замедленном темпе На контрольных вариантах очень сильнокислых почв 1 и 2 через 10 лет опыта величина рН осталась практически на том же уровне Это говорит о значительной буферности этих почв в отношении рН (в сильнокислом интервале) На менее кислых почвах кислотность (на контрольных вариантах) постепенно возрастала При этом соответствующее снижение величины рН было максимальным на слабокислых

почвах, имевших в 1969 г. самые высокие значения рН (почва 5 и 6). Действие полуторной дозы извести на показатели кислотности почв и насыщенность ее основаниями было значительно более продолжительным, чем действие одинарной дозы извести.

В таблице 10 показано влияние известкования на содержание подвижных фосфатов в почве в динамике за 10 лет и их использование растениями. На контрольных вариантах первых трех почв (1-3), где урожай растений и вынос ими Р205 были небольшими, заметных изменений в содержании подвижного фосфора в почве за 10 лег не произошло. Вынос фосфора составил за этот период 1,4-9,3 мг/100 г или в среднем в год 0,14-0,93 мг/ЮОг почвы. Если отнести эти цифры к весу пахотного слоя одного гектара почвы (3000 т), то это составит от 4,2 до 28 кг/га в год. Последняя цифра - это примерно средний (или даже чуть выше) уровень выноса фосфора сельскохозяйственными культурами в полевых условиях урожаем зерновых порлдка 20 ц/га. Можно сделать вывод, что на почвах со сравнительно невысоким содержанием подвижного фосфора (порядка 4,8-7,2 мг/ !00 г) при невысоких темпах его отчуждения растениями уровень содержания P20S в почвах может быть относительно стабильным в течение длительного времени.

10. Влияние известкования на содержание подвижных фосфатов в почвах и их использование растениями, мг/100 г

Почва, Xs Варианты Р205 по Кирсанову в почве Вынос растениями Р205 из почвы за 10 лет Превышение выноса над •расходом" из почвы

1969 1970 1972 1974 1976 1978 +/- за Ю лет*

1 ■. 1 4.8 4,9 4.3 4,7 5.3 +0,5 1.4 .1,4

3 3.7 4.5 3,0 2.8 -2.0 17,2 15,2

2 1 7Л 7.2 6,8 7.5 7,7 +0,5 3,6 3.6

3 «4 5Л 3,4 6.6 3,4 4,6 -2.6 14,6 12.0

. , 3 1 4,8 4,0 3,6 5,9 4,7 4,8 0,0 9.3 9,3

3 4,2 3.2 5,5 эд 3,4 -1,4 12,6 1U

.4 1 7.3 4,1 3.1 4.8 4,7 3.3 -4,0 13,6 9.6

3 4.3 2.8 6,4 3.4 4,1 -3,2 13.3 10,1

5 1 1 6.5 4.9 3,1 4.7 2,4 2.4 41 13,3 9а

3 Л 4.7 3.1 4,4 2.6 2,7 -3,8 14Д 10,7

6 1 20,0 13,9 10,1 11,2 5,9 5,1 •14,6 29,3 14,4

3 11,4 9.0 5,0 5.1 4,1 -15.9 26,8 10,9

*)- разнице 1978и 1969 годов («расход» из почвы за 10 лет)

При внесении извести условия роста растений на сильнокислых почвах (1-3) значительно улучшаются, темпы поглощения ими фосфора возрастают, почва уже не успевает восполнять вынос и содержание подвижного фосфора в пей

начинает снижаться Примерно то же наблюдается и на менее кислчх почвах (4 «1 <<), но уже по всеч вариантам опыта, включая контрольные (без извести) При сравнительно невысоком уровне содержания фосфора в почвах от 4,8 до 7,2 мп* 100 г (почвы 1-5 ) - темпы его снижения небольшие За 10 лет содержание подвижного фосфора в почве понизилось в большинстве случаев на 2-4 мг/100 г. По другому складывался фосфатный режим на почве с высоким уровнем его содержания - 20 мг/100 г (почва 6) В первые годы проведения опыта наблюдалось резкое снижение содержания в почве подвижных фосфатов (адехватное высокому выносу Р205 растениями) Через 2 года содержание Р205 в почве на контрольном варианте снизилось до 13,9, через 4 года — до 10.1, через 8 лет - до 5,9 мг 100 г И на этом уровне содержание фосфора стабилизировалось Отмеченная закономерность прослеживается и на всеч остальных вариантах опыта на этой почве приобретенный почвой в процессе окультуривания высокий уровень содержания подвижных фосфатов при выращивании на ней растений без применения фосфорных удобрений быстро расходуется растениями и содержание фосфора падает до низкого уровня, который в дальнейшем может стабилизироваться

Величина выноса Р205 растениями за 10 лет во всех случаях значительно превышала величину снижения содержания его подвижных форм (по Кирсанову) в почве Даже на бедных фосфором почвах 1 и 3 суммарный вынос его растениями в 2-3 и более раза превысил его исходное содержание и достиг к концу опьгта на произвесткованных вариантах 17,8-18,0 мг/100 г почвы Если пересчитать эти величины на вес пахотного слоя одного гектара почвы, это составит 534-540 кг/га Это свидетельствует о больших потенциальных возможности даже бедных по нашим градациям почв в снабжении растений фосфором, а также показывает пути их возможной мобилизации

- во-периых, известкование сильнокислых почв,

- во-вторых, обеспечение растений достаточным азотно-калийным фоном

В условиях вегетационного опыта единственным источником восполнения использованных растениями запасов подвижного фосфора почвы является трансформация менее подвижных форм фосфатов в более подвижные В таблице 11 показано изменение группового состава минеральных фосфатов, определенных по методу Гинзбург-Лебедевой в почве за 10 лет по третьему варианту опыта. В исходных образцах почвы (1969 ) содержание минеральных фосфатов I группы (преимущественно одно- и двузамешенные фосфаты Са и М§) наиболее корреспондировало с содержанием подвижного фосфора по Кирсанову Содержание фосфатов 11 группы (преимущественно вторично-осажденные фосфаты Са и М§) в почвах рашой степени о культуренности было довольно близким - от 13,6 до 18,3 мг/100 г ( большая величина как в этой

группе, так и во всех остальных, относится к почве 6 с высоким содержанием подвижного и валового фосфора) Фосфатов III группы (преимущественно фосфаты алюминия) на низко и средне обеспеченных подвижным фосфором почвах (1-5) было значительно меньше 5,0-10,2 мг/100 г и только в почве с высоким содержанием фосфора их количество возрастало до 18,2 мг/100 г

Фосфаты IV группы ( преимущественно фосфаты железа) в 1,5-2,0 и более раз преобладали над фосфатами III группы Содержание фосфатов V группы (высокоосновные фосфаты Ca и Mg типа фосфорита и апатита) было примерно на уровне фосфатов III группы Сумма всех пяти групп минеральных

11 Изменение группового состава минеральных фосфатов ( по Гинзбург-

Лебедевой) в почве за 10 лет, мг/100 г ( 3 вариант опыта)

Группы Годы, разница Почвы,№ 6

фосфатов (+/-) 1 2 г 3 4 5

I 69 г 6,6| 41 10,6 8,41 6,2 19,5

78 г 1,9 1// ..J,2 1,8 1,6 2,8

(+/-) 1 -4,7 -2,3. Г~ -9,4 -6.6 -4,6 -16,7

II 69 г 14,6 16,4 14,5 13,6 14,6 18,3

78 г 11,8 13,6 12,4 11,8 13,4 13,7

<+/-) -2,8 -2,8 -2,1 -1.8 -1,2 -4,6

III 69 г 5 7,6 5,9 6,3 10,2 18,2

78 г -2,2 -2,7' -2,3 -2,8 -5,9 -У

(+/-) L *2'8 -4,9 -3,6 -3,5 -4,3 -12,51

IV 69 г Г 15,1 16,7 13,5 15,71 16 27, V

78 г 12,9 Гб,Г 12,3 12.3 10,6 18,5

(+/-) N -2,2 -0,6 Г -1,2 -3,4 -5,4 -8,8

V 69 г 6,6 9,2 8,4 7.2 9,5 13,9

78 г 10 8,4 8,6 7,4 5,2 13,3

<+/-) +3,4 -0,8 +0,2 +0,2 -4,3 -0,9

фосфатов в исходных образцах почвы была в пределах от 48 до 97 мг/100 г, что составляет от 31 до 42% от содержания валового фосфора в почвах. Через 10 лет опыта в большинстве почв основная убыль минеральных фосфатов приходится на I группу Однако и в II, III, IV группах произошло заметное снижение содержания фосфатов Менее других процессы трансформации затронули V группу фосфатов В почве б с высоким содержанием фосфора и максимальным выносом Р205 растениями группы минеральных фосфатов по убыли в них Р205 располагаются в следующий ряд I>III>IV>II>V.

Проведенный нами опыт можно рассматривать как ускоренную модель расхода и трансформации фосфатов пахотного слоя дерново-подзолистых

почв в условиях длительного дефицита фосфорных удобрений ( без учета поступления фосфатов из подпахотных горизонтов почв). 3. Изучение ресурсов фосфора и калия дсриово-подзолистон почвы и возможностей их мобилизации в условиях стационарного полевого -опыта.

Приведенные выше результаты вегетационных и модельных опытов покачали, что и пахотные , и подпахотные горизонты исследуемых почв содержат большие потенциальные ресурсы доступных для растений фосфора и капия. Представляло интерес изучить эти ресурсы и возможности их рациональной мобилизации непосредственно в естественных полевых условиях. Для этого в 1972 году на Агробиологической станции МГУ (Солнечногорский р-н Московской обл.) нами был заложен стационарный полевой опыт.

Характеристика объекта и методика исследований. Опыт заложен на • дерново-подзолистой песчано-крулнопылеватой легкосуглинистой почве. Для характеристики почвы опытного участка в 1971 г. вблизи его границ было заложено 2 почвенных разреза, а весной 1972 г., после разбивки участка, были взяты смешанные почвенные образцы из пахотного слоя (0-20 см) каждой делянки и из подпахотного слоя (20-40 см) каждой второй делянки (в шахматном порядке).

Проведенные анализы показали, что почва опытного участка в значительной мере окультурена Среднее содержание гумуса в пахотном слое 2.74+0,07%, в подпахотном - 2.12+0,09%, Р205 в пахотном слое - 9,8+1,7, в подпахотном - 7,1+1,6 мг/100г почвы; К20 в пахотном слое 7,6 +2,2, в подпахотном — 7,1+1,6 мг/100 г почвы; гидролитическая кислотность соответственно равна 2,2+1,2 и 2,4+1,1; сумма поглощенных оснований пахотного слоя 13.7+0,1 мг-экв/100 г почвы. По большинству агрохимических показателей процессы окультуривания захватили в основном пахотный слой.

Опыт двухфакторкый. Схема опыта включает два фона и десять вариантов:

1. Контроль (без минеральных удобрений) 6. N90P90K90

2.N60P60K60 7.N90P30K30

3. N60P20K60 8. N90P45K45

4. N60P60K20 9. N90P60K60

5. N60P20K20 10. N120P120K120

Удобрения по указанной схеме вносятся ежегодно под каждую культуру

севооборота. В первую ротацию эффективность минеральных удобрений изучалась на фоне 2-х видов обработки почвы: 1фон —обычная обработка, 2 -обработка с почвоуглублением (рыхление подпахотного слоя на глубину 10 см

под пропашную культуру) В 74 г под ггрои. шнчю культуру внести на все делянки (включая контрочъньк) горф ш расчета 30,5 т/га С этой дозой торфа быто внесено на 1 га - 194 кг азога, 31 кг Р205 и 18 кг К20 Во агорой и всех последующих ротациях обработка почвы на обон\ фонах бьпа одинаковой — обычной Торф в тон же дозе вносили в дальни! i под тропашную культуру каждую ротацию только но второму фону За 4 ротации по 2-му фону с торфом было внесено в tero на I га 675 \г азота, 151 аГ Р205 и 141 кг К20

В 1972 г опытной культурой была вико-овсяная чесь (на сено), с 1973 г введен 4 польный севооборот оз пшеница, подсолнечник на зеленую массу, ячмень, клевер Ввиду сильной изреженности оз пшеницы в 1973 и 1981 пг ее посевы были пересеяны в 1973 г - яр пшеницей, в 1981 г - вико-овсом на сено ГГовторность опыта трехкратная Размер делянок посевной - 27,5, учетной - 22,5 кв м Все полевые работы по обработке почвы, посеву и уходу за посевами выпошшшсь в оптимальные сроки в соответствии с агротехническими гргбованиями для условий Московской области РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Урожай растений. В таблице 12 приведены данные об урожайности растений по вариантам опыта (среднее по двум фонам) Отсутствие в большинстве случаев существенных различий в урожайности культур между 1 и 2 фонами опыта позволили нам представить данные по вариантам опыта как средние по двум фонам (т е как среднее из 6 повторностей) В зазисимости от походных условий урожай растений по годам сильно варьирует Высокий уровень урожайности наблюдался, на наш взгляд, в 1972, 74 75, 76, 77, 82, 44, 85, 86, 87, 88 годах, низкий - в 73, 79, 80, 83 и средний - в 78, 81 годах На контроле средний урожай культур составил сена вико-овса 31,2 и клевера 40,7 ц/га, зеленой массы подсолнечника - 236, зерна яр пшеницы — 12, 6, оз. пшеницы - 29,7 и ячменя - 19,2 ц/га. Средняя продуктивность за 17 лет составила в год 26,7 ц/га корм единиц. Удобрения в дозах N60P60K60 обеспечивали по сравнению с контролем значительное увеличение продуктивности растений - до 39,2 ц\га корм ед (в среднем) Дальнейшее увеличение доз удобрений ( NPK по 90 и 120 ) сопровождалось сравнительно небольшим увеличением продуктивности растений - до 42,7 и 46,2 ц\га корм ед. соответственно

Снижение на фоне N60K60 дозы фосфорного удобрения до 20 кг/га существенно не повлияло на продуктивность опытных культур (39,0 ц/га корм ед. в среднем в год ) Эта закономерность прослеживается практически во все годы - как благоприятные, так и неблагоприятные по погодные условиям, то есть, даже в высокоурожайные годы снижение дозы фосфорного удобрения до 20 кг/га не лимитировало урожай опытных культур

Уменьшение на фоне Ы60Р60 дозы калийного удобрения до 20 кг/га снизило продуктивность растений в среднем на 4,0 ц/га корм. ед. в год . Однако эта тенденция по годам неустойчива В отдельные годы ( 7 из 17 ) она проявлялась существенно , в остальные годы различия по вариантам Ы60Р60К60 и Ы60Р60К20 были в пределах недостоверных величин . Примерно то же наблюдалось и по варианту Ы60Р20К20.

Продуктивность растений по варианту Ы90Р30К30 в среднем в год на 4,4 ц\га корм. ед. ниже, чем по варианту Ы90Р90К90. Но заметное преимущество последнего варианта было отмечено только в 9 годах из 17. Еще меньшие различия в продуктивности растений по варианту Ы90Р90К90 и вариантам Ы90Р45К45 и Ы90Р60К60 ( 3,3 - 1,5 ц/га корм. ед. в среднем в год, соответственно).

12. Урожай культур по вариантам опыта (среднее по 2 фонам), ц/га (вико-овес и

клевер - сено, ячмень, яр. и оз. пшеница — зерно, подсолнечник — з/м)

Культуры Годы Варианты - НСР

0 N60 Р60 К60 N60 Р20 К60 N60 Р60 К20 N60 Р20 К20 N90 Р90 К90 N90 Р30 КЗО N90 Р45 К45 N90 Р60 К60 N120 Р120 К120 0,05

Вико-овес 72 36,2 41,8 41,5 42,1 37,8 39,3 40.1 41,3 38,9 44,8 4,1

Яр. пшеница 73 12,6 16,1 16,0 14,5 16.0 16,5 16,2 17,6 17,3 17,5 1,7

Подсолнечник 74 ~295 399 419 375 393 389 344 395 423 418 44

Ячмень 75 25,6 46.5 43,7 40,3 40,2 45,8 44,1 45.8 44,9 48,0 3.3

Клевер 76 43.3 57,1 61.9 51,1 50,1 60.0 57,4 53,3 59.1 53,8 4,0

Оз. пшеница 77 ^31,1 50,0 49,4 45,2 42,7 52,3 46.9 47,1 48.4 50,1. 4,9

Подсолнечник 78 178 309 288 261 240 416 337 335 341 430 37?

Ячмень 79 10.1 15,5 14,7 11.1 12,1 16,0 143 14.2 16Д 16.5 и

Клевер 80 25,8 30,2 28,1 29,9 28,2 34,2 30,4 30,9 32,6 29,3 4,9

Вико-овес 81 26,2 35.4 34,0 25.6 26.1 36,4 31,7 33,6 37,2 38,6 и

Подсолнечник 82 . 189 345 345 271 264 425 332 364 389 486 20

Ячмень 83 12,1 18,4 18.5 17,3 16,2 21,0 20,1 19,3 20,1 23,2 1,6

Клевер 84 53,8 67,1 67.5 64,6 58,4 65,2 63,0 56,9 72,7 70.1 11.7

Оз. пшеница 85 28.3 43,5 42,0 40,0 36,1 47,7 43,0 44.4 45,3 49,8 5,5

Подсолнечник 86 281 343 365 362 313 448 354 440 442 594 45

Ячмень 87 29,1 41.7 49,1 42 Л 38,6 47.1 42,7 40,3 42,6 57.4 7.2

Клевер 88 40,0 56,9 34.3 46,4 49,8 58.2 50,4 52,8 53,3 60,8 7,1

В среднем > год. корм, ед. 26,7 39,2 39,0 35,2 33.8 42,7 38.3 39,4 41.2 46,2 -

Содержание Р205 и К20 в растениях, вынос и баланс этих элементов Среднее содержание Р205 на контрольных вариантах составило в воздушно-сухой массе подсолнечника 0,61-0,63, вико-овса - 0,81, клевера - 0,55-0,65% Колебания содержания фосфора в этих культурах по вариантам носят случайный характер и не связаны с дозами удобр'-ьни Наблюдалось заметное различие в содержании Р205 по годам у подсолнечника

Содержание Р205 на контроле в зерне оз пшеницы - 0,7°-0,81, ячменя -0,92-0,96, яр пшеницы - 0,90-1,10% В соломе соответственно - 0,19-0,23, 0,40 и 0,23-0,25% Здесь также не прослеживается определенных закономерностей в изменении содержания Р205 по вариантам удобрений и фонам

Содержание K2Q в вегетативной массе вико-овса, клевера, подсолнечника, а также в соломе ячменя, оз и яр пшениц, как правило, коррелировало с дозами калийных удобрений Например содержание К20 в соломе ячменя контроль -1,21-1,23, NPK по 60 - 1,41-1,47, NPK по 90 - 1,561,58, NPK по 120 - 1,81-1,84% Примерно такая же закономерность наблюдается и у других культур Величина содержания К20 в зерне ячменя, яр и оз пшеницы более консервативна - заметных изменений по вариантам удобрений не наблюдалось Например, содержание К20 в зерне ячменя контроль - 0,51-0 53, NPK по 60 - 0,49-0,52, NPK по 90 - 0.51-0,56, NPK по 120 - 0,55-0,57% Только в последнем случае можно говорить о некотором увеличении содержания К20 в зерне Таким образом вынос Р205 растениями в основном определялся величиной урожая растений, а вынос К20 зависел как от уровня урожая, так и в значительной мере от содержания К20 в растениях (особенно в их вегетативной массе)

В таблице 13 приведены данные о балансе Р205 в опыте за 17 лот. На контрольных вариантах растения использовали от 359 (1фон) до 246 (2 фон) кг/га фосфора почвы или 21,1-14,8 кг/га ежегодно Вынос здесь Р205 растениями за 17 лет no 1 фону в 1,3 раза превысил содержание подвижного фосфора в почве

По 1 фону на варианте N60P20K60 (который почти не уступал по продуктивности варианту N60P60K60) баланс Р205 сводился с небольшим дефицитом (-9,2 кг/га в среднем в год) Вариант с дозой Р30 обеспечивал практически нулевой баланс фосфора. Все остальные варианты опыта (начиная с Р45) дали положительный баланс этого элемента

По 2 фону практически нулевой баланс фосфора наблюдался уже при дозе Р20 (за счет торфа), а все остальные варианта (начиная с Р30) обеспечивали положительный баланс Р205 По вариантам N90P90K90 и N120P120K120 превышение внесенного количества фосфора удобрений над его

13. Баланс P2Q5 в опыте за 17 лет, кг/га

Варианты 1 «Ин 2 фон

внесе- вынос баланс внесено с вынос баланс

но с растения за 17 ■ год удобрени- растениями! за 17 дет в год

удобре- ми лет ями

ниями

Контроль 31* 390 -359 -21.1 151** 397 -246 -14,8

N60P60K60 1051 545 +506 +29,8 1171 538 +633 +37,2

N60P20K60 371 528 -157 -9,2 491 518 -27 -1,6

N60P60K20 1051 497 +554 +32,6 1171 494 +677 +39,8

N60P20K20 371 486 -115 -6,8 491 473 + 18 +1,1

N90P90K90 1561 605 +956 +56,2 1681 608 + 1073 +63,1

N90P30K30 541 539 +2 +0,1 661 547 + 114 +6,7

N90P45K45 796 553 .+243 +14,3 916 551 +365 +21,5

N90P60R60 1051 587 +464 +27,3 1171 573 +598 +35,2

N120P120K120 2071 673 + 1398 +82,2 2191 684 + 1507 +88,6

*) внесено с торфом в первую ротацию **) внесено с торфом за четыре ротации

выносом за 17 лет достигло внушительных размеров - от 1073 до 1507 кг/га. Почти то же наблюдалось и по 1 фону (956-1398 кг/га).

В таблице 14 показан баланс К20 в опыте. На контрольных вариантах растения использовали за 17 лет от 583 (1 фон) до 516 (2фон) кг/га калия почвы, что в среднем в год составляет от 34,3 до30,4 кг/га. За 17 лет вынос К20 по 1 фону в 2,6 раз превысил исходное содержание подвижного калия в пахотном слое почвы. По 1 фону положительный баланс калия наблюдался только по вариантам с высокими дозами удобрений: N90P90K90 и N120P120K120. По варианту N60P60K60 баланс К20 сводился с небольшим дефицитом (около 3 кг/га в среднем в год). При более низких дозах калия (К20, К30, К45) баланс по этому элементу сводился с дефицитом (порядка 20-25 кг/га в среднем в год). По 2 фону (30 т/га торфа в каждую ротацию), общая картина баланса калия по вариантам остается такой же, но дефицит баланса уменьшается на 2-8 кг в год (в зависимости от варианта). Так по варианту N60P60K60 он практически становится нулевым. По всем более низким дозам калийного удобрения - так же, как и по 1 фону - отрицательным, а по вариантам К90 и К120 — также положительным.

Агрохимические свойства почвы. Благодаря проведению двух известкований почвы ( 1972 и 1981 сг.) гидролитическая кислотность на опытных делянках во все годы была невысокой, а в сочетании с довольно значительной суммой поглощенных оснований (10-11 мг-экв/100г почвы ) и степенью насыщенности основаниями (76-84%), это создавало хорошие условия для вегетации растений. Этим, по-видимому, и объясняется довольно

14 Баланс К2Р в опыте за 17 лет, кт/га Варианты

•) Внесено с торфом в первую ротацию ** Внесено с торфом лз четыре ротации

высокий урожай растений на контрольных вариантах в благоприятные по погодным условиям годы

Динамика содержания подвижного фосфора в почве по вариантам опыта за 17 лет показана в таблице 15 На контрольных вариантах несмотря на то, что растения ежегодно использовали от 21 до 15 кг/га Р205 почвы, содержание подвижного фосфора в ней не уменьшилось, а по 2 фону можно говорить о тенденции к увеличению его содержания Почти то же наблюдалось и по варианту с минимальной дозой фосфорного удобрения (Р20)

15 Динамика содержания подвижного фосфора в пахотном

слое почвы по вариантам опыта ( мг/100г)

Варианты Фон, год

1 фон 2 фон

72г 76г 80г 84г 1 88г 72г 76г 80г 84г 88г

Контроль 9.8 10.4 10.4 9.5 | 10.5 8.6 9.5 10,2 9.4 123

Ы60Р60К60 юз 13.3 15.0 15.1 14.8 9.3 12,2 12.8 14,3 19,0

Ы60Р20К60 9,8 11.9 11.2 11,1 12.4 9.6 9.7 »и 10,8 13,0

И60Р60К20 9.6 13.4 15.0 15,4 15.8 9.4 12,5 13.4 11,7 14,3

Ы60Р20К20 10,6 12.5 13.6 11,5 13.3 8,9 10,1 И.5 9.3 13.8

№ЮР90К90 10.8 16.0 18,7 18,2 20.6 9.8 13,3 173 15,8 17.5

М9ОР30К30 11,5 12.5 13.7 13.0 13.5 9Л И.5 12.7 на 14.4

Ы90Р45К45 10.8 13.2 14.0 12.0 13.0 8.8 12,4 13.8 11.1 13.4

М90Р60К60 9.9 14,5 15,4 15,9 16.6 10,2 14.0 14.8 14.2 17.7

Ж20Р120К120 10,4 16.4 22.0 18,9 22.3 8.8 14.6 17.5 17,1 22а

Небольшое повышение содержания Р205 в 88г. по сравнению с 72г. по этим вариантам не является достоверным. Факт отсутствия снижения содержания подвижных фосфатов в почве за 17 лет по контрольному варианту ( несмотря на постоянный отрицательный баланс по этому элементу ) свидетельствует о больших потенциальных возможностях исследуемой почвы в снабжении растений фосфором и о ее способности поддерживать ( буферить ) определенный уровень содержания подвижных фосфатов в течение длительного периода времени. Происходит это как за счет фосфатов подпахотных горизонтов, так и за счет перехода части менее подвижных форм фосфатов пахотного слоя в подвижные.

На вариантах с дозами фосфора Р60, Р90 и Р120 наблюдается достоверное увеличение содержания подвижного фосфора ( на 7-12 мг/100г.), что вполне согласуется со значительным положительным балансом фосфора по этим вариантам.

Для слоя 20-40 см характерен значительный разброс величин содержания подвижных фосфатов ( по годам и вариантам). На вариантах с высокими дозами фосфорных удобрений (Р90, Р120 и даже Р60) просматривается заметное увеличение содержания подвижных фосфатов.

Существенных изменений в содержании подвижного калия в почве (табл. 16) за 17 лет на большинстве вариантов опыта как по 1 фону, так и по 2 фону не произошло. Это подтверждается и результатами математической обработки данных - все различия по большинству вариантов (кроме варианта Ы120Р120К120 ) не превышают 1,4 мг К20 и не являются достоверными. 16.Динамика содержания подвижного калия в пахотном слое

почвы по вариантам опыта (мг/100г)

Варианты Фон, год

1 фон 2 фон

72г. 76г. 80г. 84г. 88г. 72г. 76г. 80г. 84г. 88г.

Контроль 6,5 6.8 6,0 7,3 6,3 7,2 6.7 6,3 7,5 6,4

Ы60Р60К60 6.3 7,5 7,4 10,5 8,3 7,6 8.1 7,0 8,7 8.5 7,9

^60Р20К60 7,1 7,4 7,0 7,0 6,7 8.0 8.1 8.0 8,7

^60Р60К20 6.1 6.9 6,3 5,4 5,8 8,0 6.9 6.5 7,2 6,2

!ыб0Р20К20 8,0 7.3 6,4 7.5 6.1 7,8 6,7 8.8 7.6 5,7

!Ы90Р90К90 5.9 9,0 8.3 8,8 8.8 10,4 8,1 8.5 9.4 7,7

Ы90Р30К30 7,9 7.4 6.3 "7.9 7,0 7,4 6.4 7,7 8.3 8.8 8,5 7,0 6,3 9,0 7,0

^90Р45К45 ЬЧОРбОЯбО 7,5 7.1 7,0 7,3 8,4 9,7 6,7

7,1 7,6 7,5 Год 9,9 10,7 7.8 12,5 7.3 9,1 7,4

,Г>1120Р120К120 Г8,5 7 8.2 6.3 7,6 8,1 11,4 13.4

Небольшой положительный баланс калия по варианту Ы90Р90К90 (8-14 кг/га в год) не оказал заметного влияния на содержание подвижного калия в почве. И

только по варианту Ы120Р120К120, где положительный баланс калия достигал в среднем в год 18-25 кг/га, к концу опыта произошло небольшое увеличение содсржашм подвижного калия в почве (на 5,6мг/100г почвы)

Несмотря на то, что на контрольных вариантах растения ежегодно использовали от 30 до 34 кг/га почвенного калия, его содержание в слое почвы 0-20 см за 17 лет практически не изменилось Это также свидетельствует о значительных потенциальных резервах исследуемых псчв в снабжении растений калием и о ее способности в течение длительного времени поддерживать этот показатель на определенном уровне Очевидно, как и з случае с подвижным фосфором, это происходит как за счет мобилизации резервов калия подпахотных горизонтов, так и постепенной трансформации менее подвижных форм калия в подвижные Величина содержания подвижгого калия в слое почвы 20-40 см по годам и вариантам варьирует в небольших пределах, а в целом просматривается определенная тенденция к ее снижению (на1,3 мг/100 г)

Обобщая основные результаты стационарного опыта можно констатировать, что сделанные нами ранее по итогам вегетационных опытов выводы о больших потенциальных возможностях дерново-подзолистых почв в снабжении растений фосфором и калием нашли подтверждение и в результатах многолетнего полевого опыта. Подтвердились также и выводы о хорошей доступности в течение длительного времени остаточных фосфатов почвы (на контрольных вариантах) Отмечена высокая эффективность низких доз фосфорных удобрений. Показано, что средний уровень подвижного фосфора в дерново-подзолистой почве не является лимитирующим для получения сравнительно высоких урожаев полевых культур

4. Влияние уровня содержания подвижного фосфора в почве на урожай

сельскохозяйственных культур.

Оптимальные уровни содержания подвижного фосфора в дерново-подзолистых почвах, приводимые в литературе, резко различаются между собой Так, по мнению ученых Белоруссии (Кулаковская и др, 1971, 1985, Богдевич и Лапа, 1998) оптимальное содержание его для дерново-подаолистых суглинистых почв составляет 25-30 мг/100 г Примерно такого же мнения придерживается и Семенов (1981) По данным Шафрана (1984) этот показатель равен в зерно-травяном севообороте 15 и в зерно-картофельном — 20 мг/100 г почвы Касицкий (1978,1983), Сдобникова (1979, 1984) в качестве оптимального для дерново-подаолистых почв рекомендуют уровень фосфора 10-15 мг/100 г В то же время имеются данные, полученные в конкретных условиях, свидетельствующие о том, что достаточно высокие урожаи полевых культур могут быть получены при значительно более низком (от 5 до 12

3s

мг/100г) содержании подвижных фосфатов в почвах (Хлыстовский, Попова, 1964,-Цветков,'1971, Трухан, 1974, Глазунова, 1976, Хлы-.овский, Касицкий 1987, Кирпичников, Ефремов, 1998 и др.). Все это свидетельствует о явной противоречивости данных об оптимальном уровне содержания подвижных фосфатов в дерново-подзолистых почвах. Это дало нам основание для продолжения изучения этого вопроса. -

В течение четырех лет нами на стационарном участке изучалось влияние различного уровня. содержания подвижного фосфора в почве на урожай растений ( по фону NK) и эффективность фосфорных удобрений (вариант NPK).

Методика исследований и характеристика объектов. Под опыт был выделен участок в 0,25 га,. имевший по предварительным данным, существенную пестроту по содержанию подвижных фосфатов. Участок был разбит на 60 делянок размером 5 х 5,5 метров. Анализ смешанных образцов, отобранных с делянок, показал, что содержание подвижного фосфора (по Кирсанову) в почве делянок колеблется от 10,9 (4 класс обеспеченности подвижным фосфором) до 47,4 мг/100 г почвы (6 класс). Большая часть делянок (45) относится по содержанию Р205 к 5 классу (от 15 до 25 мг/100 г); 7 делянок — к 4 классу (10-15 мг) и 8 делянок — к 6 классу (> 25 мг). Делянки с самым высоким и самым низким содержанием Р205, как правило, локализованы группами. Среднее содержание обменного калия в почве 12,7 мг/100 г, гумуса — 2,35%, гидролитическая кислотность 1,95, а сумма поглощенных оснований — 13,4 мг-экв/100 г, степень насыщенности основаниями — 86%. Все это характеризует почву как в значительной мере окультуренную и благоприятную для возделывания полевых культур. В опыте использован метод расщепленной делянки: все делянки были разделены на 2 части — на одну половину вносили азотио-калийный фон, на вторую— полное удобрение (NPK).

Удобрения вносили ежегодно под каждую культуру в следующих дозах: NK N PK

1983 г.- ячмень -N120KHX) -N120P55K100

1984 г. - клевер -N120K90 -N120P30K90

1985 г. - оз. пшеница -N100 К80 -N100P40K80

1986 г.-подсолнечник-N120 К180 -N120P55K180

Дозы NPK были ориентированы на вынос NPK соответствующими культурами в высокоурожайные годы в опыте №1 (раздел 3) с делянок, где был получен максимальный урожай этих культур. Опыт проводился на участке, примыкающем к опыту №1. Посев культур, все агротехнические мероприятия, а также мероприятия по закладке, уходу, уборке в опыте №2 были такие же, как . и в опыте №1 ( проводились одновременно или последовательно).

Рез\пьтаты исследований. Из 4-х лет проведения опыта один год - 1983 - был низкоурожайным и три года - 84,85,86 - высокоурожайными Погодные условчя 1983 г были неблагоприятными для вегетации ячменя В начале и в первой половине вегетации была засуха Влажная погода во второй половине вегетацне привела к образов-.тпо «подгона» - боковых стеблей, большая часть которых была непродуктивной или малопродуктивной В результате урожай черна ячменя был сравнительно невысокий (около 21 ц/га) Низкая урожайность покровной культуры и влажная погода во второй поле вине лета 1983 г. создали условия для хорошего развития клевера, что обеспечило его высокую урожайность в 1984 г Погодные условия в 1985 и 1°86 г.г были благоприятными для роста и развития оз пшеницы и подсолнечника

Анализ полученных данных за 4 года по фону ЫК говорит о том, что многократное увеличение содержания Р205 в почве (ог 10,9 до 47,4 мг/100 г) ни на одном из исследуемых уровней его содержания не сопровождалось существенным увеличением урожая растений Колебания урожайности опытных культур носили случайный характер и не были связаны с уровнем содержания подвижного фосфора з почве Это говорит о том, что уровень содержания подвижного фосфора 10,9 мг на 100 г почвы вполне достаточен для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур озимой пшеницы — порядка 55, сена клевера — порядка 70 ц/га. Проведенная нами математическая

17. Влияние уровня содержания подвижного фосфора в почье на урожай растений (по фону ЫК) и эффективность полного (ЫРК) удобрения, ц/га

Класс Вариант NK Вариант NPK

почвы по содержа нию Р205 ячмень (зерно) клевер (сено) оз пшеница (зерно) подсолнечник (з/м) ячмень (зерно) клевер (ссно) 03 пшеница (зерно) подсолнечник (з/м)

4 21.4 72.1 55,6 518 19.0 86,3 56.2 526

5 21.0 76.5 48,9 541 20.4 78.3 49,3 538

6 20.7 70,2 52,0 516 20,8 79.5 51.8 514

разница 5и6 -0.4 4,4 -6,7 +23 +1.4 -7.5 -6,9 +12

t факт *) 0,4 0,8 2.6 1.3 и 1.7 2.4 0.6

разница 5 и4 -0.3 -6.3 +3,1 -25 +0,4 +0.7 +2.5 -24

1факт 0.3 1.1 1.3 2,5 0.4 ОД 0.9 U

*) I теоретическое при уровне вероятности 0,95=2,0 обработка данных, скомпонованных по классам содержания подвижного фосфора в почве, в основном согласуется с этим (табл. 17) Ни в одном из случаев не отмечено повышения урожая растений на делянках 5 класса

обеспеченности почв подвижным фосфором по сравнению с делянками 4 класса или на делянках 6 класса по сравнению с делянками 5 класса А в двух случаях отмечено даже некоторое снижение урожая растений: на делянках 5 класса по сравнению с делянками 4 класса (оз. пшеница) и делянках 6 класса по сравнению с делянками 5 класса (подсолнечник).

Различия в урожае растений по фону полного минерального удобрения ОЧРК) на делянках, относящихся к разным классам обеспеченности фосфором, в большинстве случаев были несущественными. Только в одном случае наблюдалось заметное снижение урожая зерна оз.' пшеницы на делянках 5 ~ Класса по сравнению с делянками 4 класса Последнее, однако, на наш взгляд носит скорее случайный характер, чем закономерный, тем более, что дальнейшего снижения урожайности зерна оз. пшеницы на делянках б класса не наблюдалось. А если оценивать в целом данные, полученные по варианту ЫРК, то можно также констатировать, что и здесь колебания величин урожайности растений носили случайный характер и не были связаны с уровнем содержания подвижного фосфора в почве.

Эффективность фосфорных, удобрений как правило отсутствовала Только в одном случае отмечено некоторое повышение урожая клевера по варианту ЫРК по сравнением с вариантом на делянках 4 класса обеспеченности фосфором. Во всех остальных случаях различия по вариантам ЫРК и ЫК были недостоверными.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Проведенные исследования и обобщение литературных материалов позволяют сделать примерный прогноз изменения содержания подвижных фосфатов и калия в дерново-подзолистых почвах на ближайшие 15-20 лег.

Схематически можно выделить три основных источника фосфора и калия для пжания растений:

- резервы пахотного слоя;

- резервы подпахотного слоя;

- удобрения

В зависимости от конкретных ситуаций (обеспеченность удобрениями, уровень содержания питательных веществ в пахотном слое и подпахотных горизонтах) каждый из этих источников приобретает разное значение в общем потоке питательных веществ, поступающих в растения.

При уровне применения удобрений, обеспечивающем положительный ' баланс питательных веществ, происходит постепенное пополнение почвенных ресурсов этих элементов. Последнее имело место в период 1971-1990 годов (в особенности в отношении фосфора). В связи с резким снижением уровня

применения удобрений в девяностые годы основным источником фосфора и калия в такой ситуации стали пахотные и подпахотные горизонты почв

По данным литературных материалов различные сечпскохозяйственные культуры используют из подпахотных горизонтов дерново-подзолистых почв от И вд 55% фосфора и ол 21 до 43% калия ог общего количества этих элементов, поступающих в растения В среднем это составляет примерно 33% фосфора и 32% калия Полученные нами данные в принципе подтверждают такую возможность подпахотных горизонтов в снабжении растениГ. фосфором И калием В условиях дефицита фосфорных и калийных удобрений роль подпахотных горизонтов в снабжении растений этими элементами будет возрастать

Исследования показали, что и пахотные горизонты дерьово-подзолистых почв также обладают большими потенциальными резервами з снабжении растений фосфором и калием Представление о том, что остаточные (поглощенные почвой) фосфаты быстро переходят в недоступные для растений формы, по всей вероятности преувеличенное В последнее время накапливается все больше сведений о том, что остаточные фосфаты в дерново-подзолистых почвах в течение длительного времени (порядка 20 и более лет) остаются в доступной для растений форме Более того, по мере истощения подвижных ресурсов фосфора в почвах происходит постепенный переход труднорастворимых форм в более растворимые и доступные тля растений формы На наш взгляд в ближайшие 15-20 лет в дерново-пэдзолистых почвах с низким и средним уровнем содержания подвижных фосфатов и калля при сравнительно невысоких темпах их отчуждения (порядка 18-25 кг/га Р205 и 3040 кг/га К20 в год*) заметных изменений в содержании подвижных фосфора ч калия не произойдет Убыль этих элементов в почвах будет компенсироваться за счет трансформации менее подвижных форм в более подвижные, а также за счет резервов подпахотных горизонтов почв То есть в данном случае будут расходоваться скрытые (потенциальные) резервы почвенного плодородия.

Примерно то же будет наблюдаться и при использовании невысоких и средних доз фосфорных и калийных удобрений (уровень баланса Р205 и К20 + 5-10 кг/га в среднем за севооборот) Однако при этом не будет происходить убыли потенциального плодородия почв При более высоком уровне содержания в почве подвижных фосфора и калия (порядка 15-20 мг/100 г) их содержание в условиях дефицита удобрений будет снижаться адекватно выносу их растениями до уровня 5-7 мг на 100 г почвы, а затем также стабилизируется на этом уровне на сравнительно длительный период.

*) уровень урожая зерновых 15-20 ц/га

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ..

1. Подпахотные горизонты дерново-подеолистых и темно-серых лесных почв содержат значительные потенциальные резервы доступных для растений калия и фосфора. Величина и доступность этих резервов зависят от типа почв, свойств материнских и подстилающих пород, степени оподзоленности и степени окультуренносш г.очв.

2. В условиях вегетационных опытов растения хорошо усваивают обменный

'' калий подпахотных и нижележащих горизонтов дерново-подзолистых и

темно-серых лесных почв. Вынос калия растениями в зависимости от его содержания в отдельных подпахотных горизонтах составляет от 1,6 до 15,3 мг на 100 г почвы. В модельном микрополевом опыте растения в условиях, приближенных к естественным, усваивали из подпахотных горизонтов окультуренных и сильноокультуренных дерново-подзолистых почв в пересчете на 1 га от 96 до 233 кг калия. Для диагностики содержания в подпахотных горизонтах исследуемых почв доступного для растений калия могут быть использованы методы Масловой и Кирсанова.

3. По данным вегетационных опытов усвояемость растениями подвижного фосфора подпахотных и нижележащих горизонтов дерново-подзолистых и темно-серых лесных почв значительно ниже, чем пахотных горизонтов. Это обусловлено как качественными различиями подвижных фосфатов пахотного и подпахотного горизонтов, их низкой «степенью подвижности», так и самой спецификой изучения этого вопроса в условиях вегетационного опыта на отдельных изолированных подпахотных горизонтах почв. Вынос Р205 растениями из отдельных подпахотных горизонтов составил от 0,1 до 1,5 мг на 100 г почвы, что также позволяет рассматривать подпахотные горизонты исследуемых почв как один из существенных потенциальных источников снабжения растений фосфором. Результаты модельного опыта подтвердили тто: растения усваивали из подпахотных горизонтов окультуренных и сильноокультуренных почв в пересчете на 1 га от 87 до 136 кг фосфора.

4. Для диагностики содержания в подпахотных горизонтах дерново-подзолистых и серых лесных почв доступных для растений фосфатов могут быть использованы методы Кирсанова, Труога, Эгнера-Рима, Бурриеля-Гернандо, Соколова, молибдатный и ацетатао-буферный ( с учетом особенностей каждого из методов), а также метод определения фосфатного потенциала почв. Данные методов Эгнера-Рима, Бурриеля-Гернандо, Соколова и ацетатно-буферного лучше, чем данные других методов,

согласуются с количеством фосфатов, усвоенных растениями в вегетационных опытах

5. Технологии возделывания сельскохозяйственных культур должны разрабатываться с учетом запасов и доступности подвижных питательных веществ всего почвенного профиля

6 Пахотные горизонты исследуемых дерново-подзолистых почв обладают большими потенциальными возможностями в снабжении пастений фосфором При сравнительно невысоком уровне содержания подвижного фосфора от 4,8 до 7,3 мг/ЮОг вынос Р205 в вегетационном опыте за 12 ле~ по фону извести составил от 12,6 до 17,8 мг/100 г, что в пересчете на 1 га соответствует 378 — 534 кг На почве с высоким содержанием подвижного «росфора вынос Р205 растениями за 12 лет составил 28,0 мг/100 г (или 840 кг/га)

7 Режим использования растениями подвижных фосфатов почвы во многом зависит от уровня их исходного содержания и от темпов их поглощения растениями При содержании фосфатов порядка 4,8 - 7,3 мг/100г и невысоких темпах их отчужден.ш растениями 0,14 - 0, 93 мг/ЮОг в год, этот уровень фосфатов может поддерживаться почвами в течение длительного времени При более высоких темпах отчужден™ Р205 растениями (1,3 - 1,7 мг/ЮОг) почва не успевает восполнять убыль подвижного фосфора и его содержание начинает снижаться На окультуренной почве, приобретенный еч> высокий уровень содержания подвижных фосфатов (20 мг/ЮОг), быстро расходуется растениями и 1го содержание падает до низкого уровня ( за 8 лет - до 5,9 мг/ЮОг почвы ), который в дальнейшем практически стабилизируется

8 На сильнокислых почвах (рНка от 3,9 до 4,3 , V от 31 до 51%) известкование является мощным фактором мобилизации почвенного фосфора Вынос Р205 растениями по вариантам с полной дозой извести увеличился в 4 -11 раз по сравнению с вариантами без извести Доза извести,

расе-штанная по 0,5 гидролитической кислотности, значительно уступала по эффективности полной дозе извести Действие полуторной дозы на показатели кислотности почв и степень насыщения ее основаниями более продолжительное по сравнению с одинарной дозой извести По мере снижения кислотности почвы и увеличения степени насыщенности ее основаниями эффективность известкования в условиях вегетационного опыта снижалась, а при уровне рНка 4,9 и степени насыщенности основаниями 64% - практически отсутствовала

9, Восполнение использованных растениями запасов подвижного (Ьосфора исследуемых почв в вегетационном опыте происходило за счет

трансформации менее подвижных форм фосфатов в более подвижные. Основным резервом при этом выступают минеральные фосфаты 1 группы (по Гинзбург-Лебедевой) . Однако и в группах 2, 3, 4 происходит заметное снижение содержания фосфатов. Меньше других процессы трансформации затронули 5 группу минеральных фосфатов.

. 10.Данные многолетнего полевого опыта подтверждают вывод о больших потенциальных возможностях исследуемых дерново-подаолисгых легкосуглинистых почв в снабжении растений фосфором и калием. Так, при содержании в 100 г почвы контрольных вариантов 9,2 мг подвижного

- - фосфора и 6,8 мг подвижного калия растения использовали из почвы за 17 лет 359 кг/га Р205 и 583 кг/га K2Ó, что превышало исходное содержание в почве фосфора в 1,3 раза и калия в 2,9 раза Заметных изменений в содержании подвижных форм фосфора к калия в почве за этот период не произошло. ' .

11.В полевом опыте продуктивность опытных культур составила на контроле в среднем в год 26,7 ц/га кормовых единиц. Удобрения в дозах N60P60K60 обеспечивали по сравнению с контролем значительное увеличение продуктивности растений - до 39,2 ц/га кормовых единиц . Дальнейшее увеличение доз удобрений (NPK по 90 и 120) сопровождалось сравнительно небольшим увеличением продуктивности растений - до 42,7 и 46,2ц/га, соответственно.

12. В полевом опыте высокий эффект наблюдался от стартовых доз фосфорных удобрений. Так вариант N60P20K.60 не отличался по продуктивности • от варианта N60P60K60. Баланс фосфора' по этому варианту сводился с небольшим дефицитом ( от 9,2 до 1,6 кг/га в среднем в год),- снижения содержат« подвижных фосфатов в почве за 17 лег не наблюдалось.

13.При более высоких дозах фосфорных удобрений (начиная с Р30) баланс по это.'.-у элементу был положительный, возрастал по мере увеличения доз фосфорных удобрений и привел к значительному повышению содержания подвижных фосфатов в почве (на 7,1 - 12,6 мг/100 г почвы при дозах фосфорных удобрений от Р60 до Р120).

14. Повышение содержания подвижного фосфора в почве с 11 до 47 мг/100 г не оказывало существенного влияния на урожай зерна ячменя, озимой пшеницы, сена клевера и зеленой массы подсолнечника . Эффективность фосфорных удобрений при этом, как правило, отсутствовала Уровень содержания в почве подвижных фосфатов 10-11 мг/100 г является вполне достаточным для получения (в благоприятные годы) на фоне азотно-калийных удобрений высоких урожаев полевых культур (зерна порядка 55 ц/га и 55 - 70 ц/га сена многолетних трав). То есть такой уровень

содержания подвижных фосфатов в „грново-подзолистой легкосугтинистой почве при современном > рпннь. чем юлстия не может явтчться фактором, лимитирующим урожай полевыл куьтур

15 Проведенные вегеташюнные и почевые опыты свидетельствуют о хорошей доступности растениям остаточных фосфатов Это, I также данные о высокой эффективности пониженных доз фосфорных удобрений и об отсутствии заметного эффекта от повыления содержания Р205 в почве выше среднего уровня, дает основания для постановки вопроса о пересмотре сложившихся представлении по оценке фосфатных ресурсов дерново-подзолистых почв и соответствующего пересмотра общей стратегии применения фосфорных удобрений - снижения рекомендуемых доз фосфорных удобрений и принятых в настоящее время нормативов оалзнса для этого элемента

16 Уменьшение на фоне Ы60Р60 дозы калийного удобрения до 20 кг/га стоило продуктивность растений в среднем на 4,0 ц/га кормовых единиц в год Однако эта тенденция по годам неустойчива. В отдельные годы ( 7 из 17 ) она проявляется существенно, в остальные годы различия в урожайности по вариантам Ы60Р60К60 и Ы60Р60К20 были в пределах ошибки опыта

17,Баланс калия в вариантах, где его вносили в дозах К20, К30, К45, по обоим фонам и К60 по 1 фону Гбез торфа) отрицательный, в вариантах К60 по 2 фону (торф), К90 и К120 по обоим фонам -положительный Заметное увеличение подвижного калия в почве произошло только по варианту Ж20Р120К120 (баланс калия +18 кг/га в среднем в год) По остальным вариантам существенных изменений в содержании подвижного калия в почйе за 17 лет не наблюдалось. При этом баланс калия колебался от -26,2 кг/га (К20) до +8,4 кг/га (К90) в среднем в год

18 По фону органических удобрений (30 т/га в ротацию) практически нулевой баланс фосфора и калия обеспечивали среднегодовые дозы удобрений Р20 и К60, а по фону без органических удобрений, соответственно, Р30 и К90 (при среднем уровне продуктивности порядка 39-40 ц/га кормовых единиц).

Список опубликованных работ по теме диссертации.

1. Кобзаренко В И Влияние эрозии на изменение агрохимических свойств темно-серых лесных почв// Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева, вып 1. М, 1967. с 60*69.

2. Кобзаре нко В.И. Агрохимические свойства и эффективность удобрений на темно-серых лесных смытых почвах.// Тезисы докладов не конференции молодых научных работников Тбилиси. 1967. с 86-87.

3. Кобзаренко В.И. Изучение с помощью P32 доступности растениям фосфатов . различных генетических горизонтов темно-серых лесных почв.// Тезисы докладов Всесоюзной конференции по применению изотопов и излучений в сельском хозяйстве. М. 1968. с. 87.

4. Кобзаренко В.И, Доступность растениям подвижных фосфатов и обменного • калия различных генетических горизонтов темно-серых лесных смытых и несмытых почз//Агрохимия. 1968. №6. с. 112-116. *

5. Кобзаренко В.И. Эффективность удобрений на темно-серых лесных смытых : почвах// В сб.: Работы молодых ученых. Земледелие, почвоведение,

- агрохимия и защита растений. Вып. 1. Изд-во Колос. М. 1968. с. 112-116 .

6. Кобзаренко В.И. Доступность растениям калия различных генетических горизонтов темно-серых лесных смытых и несмытых почв// Бюллетень Почвенного ин-та им. В.В. Докучаева. Вып. 2. М. 1968. С.84-90.

7. Кобзаренко В.И. Распределение запасов усвояемых фосфатов по профилю. темно-серых лесных почв// Вестник сельскохозяйственной науки. 1968.№7. с. 127-128.

8. Кобзаренко В.И. Эффективность минеральных удобрений на темно-серых лесных почвах различной степени смытости// Химия в сельском хозяйстве. 1969. №8. с. 13-16.

9. Кобзаренко В.И., Кобзева И.И., Субботина E.H." Сравнение методов определения подвижных фосфатов в дерново-подзолистых почвах разной степени окультуренности // Вестник Московского Университета. Серия Биологические науки. 1970. №6. с. 96-101.

Ю.Кобзаренко В.И., Субботина E.H. Доступность растениям подвижных фосфатов и обменного калия различных генетических горизонтов дерново-подзолистых почв разного уровня окультуренности// В сб. Биология и культура с.-х. растений. Вып. 2. Изд-во МГУ. 1970. с. 99-105.

П.Кобзаренко В.И., Кобзева И.И. Сравнение методов определения подвижных • фосфатов в дерново-подзолистых почвах разной степени окультуренности// Тезисы докладов 4 Всесоюзного съезда почвоведов. Алма-Ата. 1970. с. 351352. ••■....

12.Кобзаренко В.И., Кобзева И.И. Сравнение методов определения подвижного фосфора в дерново-подзолистых и темно-серых лесных почвах// Химия в сельском хозяйстве. 1971. № I.e. 65-67. , . <

13.Кобзаренко В.И. Изучение потенциального плодородия различных генетических горизонтов дерново-подзолистых почв// В сб.: Московский Университет - сельскому хозяйству. Тезисы докладов. 1971. с. 123-125. ,

14.Кобзаренко В.И., Субботина E.H. К диагностике обеспеченности дерново-подзолистых н серых лесных почв фосфором с помощью химических

методов// В сб Московский Университет - сельскому хозяйству Тезисы докладов 1971 с 127-129

15 Кобзева И И, Кобзаренко В И Фосфатный потенциал дерново-подзолистых почв// В сб Московский Университет - сетьскому хозяйству. Тезисы докладов 1971 с 126-127

16Кобзаренко ВИ, Кобзаренко АМ Влияние известкования на баланс фосфора в дерново-подзолистых почвах разной степени окультуренности// В сб Тезисы докладов на координационном совещании по проблеме 0301: «Разработать научные основы повышения плодородия почв и их с х использование» М 1972 с 26-28

17 Кобзаренко В И К оценке методов определения содержания подвижных фосфатов в дерново-подзолистых и серых лесных почвах// Вестник высшей школы Серия Биологические науки 1973 КгЗ с 134-139

18 Кобзаренко В И Изучение потенциального плодородия различных генетических горизонтов дерново-подзолистых почв// В сб: Проблемы сельскохозяйственной науки в Московском университете 1975 с 160-162

19 Кобзева И И, Кобзаренко В И Фосфатный потенциал дерново-подзолистых почв// В сб: Проблемы сельскохозяйственной науки в Московском университете 1975 с. 177-180

20 Урусевская И С, Кобзаренко В И, Строганова М.Н Генезис и свойства основных компонентов почвенных сочетаний Ижорской возвышенности// Вестник Московского университета 1975 сер 6 №5 с 79-89

21.Кобзаренко В И, Кобзаренко АМ. К изучению плодородия отдельных горизонтов дерново-подзолистых почв// Почвоведение 1976 №6 с 77-85

22 Кобзаренко В И, Кобзаренко А М Баланс фосфора и калия в дерново-подзолистой почве при различных уровнях применения удобрений// В сб: Тезисы докладов на координационном совещании по проблеме 0301: «Разработать научные основы повышения плодородия почв и их рациональное использование» М 1976 с 37-38

23 Кобзаренко В И, Кобзаренко А М Изучение доступности растениям фосфора и калия подпахотных горизонтов дерново-подзолистых почв в условиях вегетационных опытов// В сб • Повышение плодородия почв Нечерноземной зоны Вып 6 Изд-воМГУ 1977 с 98-111.

24 Кобзаренко В И, Кобзаренко А М Потенциальные возможности дерново-позолнстых почв разного уровня окультуренности в снабжении растений фосфором// В сб' Мелиорация, использование и охрана почв Нечерноземной зоны М. Изд-воМГУ 1980 с 138-139

25 Кобзаренко В И, Кобзаренко А.М Продуктивность дерново-подзолистой почвы при различных уровнях баланса питательных элементов// В сб.:

Регулирование плодородия почв, круговорота и баланса питательных вешеств в земледелии СССР. Изд-во АН СССР. Пущино. 1981. с.47-52.

26.Кобзаренко В.И., Кобзаренко A.M. Эффективность различных доз фосфорных и калийных удобрений на дерново-подзолистой почве// Тезисы докладов на 6 съезде Всесоюзного общества почвоведов.' Тбилиси. 1981. с. 126.

27.Кобзаренко В.И., Кобзаренко A.M. Авторское свидетельство №934945 на. изобретение «Способ определения доступного количества фосфора и калия для растений в подпахотных горизонтах почвы»//1982. с. 1-4.

28.Кобзаренко В.И., Кобзаренко А.М. Способ определения количества доступного фосфора и калия для растений в подпахотных горизонтах почвII В сб.: Новые приборы, устройства, материалы и технологические процессы, разработанные учеными МГУ, предлагаемые для внедрения в народное хозяйство и науку. Изд-во МГУ. 1982. с.77.

29.Кобзаренко В.И., Кобзаренко A.M. Влияние возрастающих доз удобрений на урожай полевых культур и свойства дерново-подзолистой почвы// Тезисы докладов на Межфакультетской научно-практической конференции «МГУ» сельскому хозяйству». М. 1982, с.96. '

30.Кобзаренко В.И., Кобзаренко A.M. Влияние длительного применения удобрений на агрохимические свойства и - продуктивность дерново-подзолистой почвы// В сб.' : Экологические последствия применения агрохимикатов (удобрения). Тезисы докладов Всесоюзного рабочего совещания по Международной программе ЮНЕСКО «Человек и биосфера». Пущино. 1982. с.7-8.

31. Кобзаренко В.И., Кобзаренко A.M. Влияние многолетнего применения фосфорных и калийных удобрений на урожай культур и свойства дерново-;

. подзолистой- почвы// В сб.: Научные основы и практические приемы повышения плодородия почв Южного Урала и Поволжья. Уфа. 1982. с. 167.168.' . - ■

32. Кобзаренко В.И. Значение подпахотных горизонтов почв в снабжении, растений фосфором и калием // В кн.: Плодородие почв и пути его повышения. Москва. 1983. с.84-91.

33.Кобзаренко В.И. Влияние способов обработки дерново-подзолистой почвы, доз минеральных удобрений и торфа на урожай сельскохозяйственных культур// В сб.: Результаты исследований в длительных опытах с удобрениями в центральных районах РСФСР, Труды ВИУА. вып. 15 . М. 1984. с. 57-68. .

34. Кобзаренко В.И., Кобзаренко A.M. Окупаемость минеральных удобрений на дерново-подэолнсгой почве в условиях Московской области // Тезисы

докладов Всесоюзного совещания участников Географической сети опытов с удобрениями. Горький .1984 с 72-74

35 Кобзаренко В И Изучение доступности растениям фосфора и калия подпахотных горизонтов почв в условиях модельного микрополевого опыта/' В сб Научные труды ТСХА « Вопросы рационального использования удобрений» М 1985. с 52-57.

36 Кобзаренко В И, Белова Л Н Диагностика обеспеченности подвижными фосфатами различных горизонтов серых лесных почв// Тезисы докладов 7 съезда Всесоюзного общества почвоведов Ташкент 1985 с 39

37 Кобзаренко В И Использование полевыми культурами фосфора и калия из дерново-подзолистой почвы и удобрений // В сборнике Пути повышения эффективности удобрений и плодородия почв в Нечерноземной зоне Изд-во МГУ 1986 с 68-83

38 Кобзаренко В И, Белова Л Н Изменение плодородия и агрохимических свойств дерново-подзолистоых почв при различных уровнях баланса питательных веществ// Тезисы доклада на конференции «Земельно-оценочные проблемы Сибири и Дальнего Востока» Барнаул 1986 с 141142

39 Кобзаренко В И, Кобзаренко А М Изучение доступности растениям фосфора и калия подпахотных горизонтов почв в условиях модельного микрополевого опыта// В сб Пути повышения эффективности удобрений и плодородия почв в Нечерноземной зоне. Изд-во МГУ 1986 с 83-92.

40 Кобзаренко В И, Белова Л Н Влияние уровня обеспеченности фосфором дерново-подзолистой почвы на урожай растений и эффективность удобрений // Бюллетень Почвенного института им В В Докучаева вып 44. М 1987. С. 22-23

41 Кобзаренко В И, Белова Л Н Изменение плодородия и агрохимических свойств дерново-подзолистых почв при различном балансе питательных веществ// В сб: Эффективность удобрений в севооборотах Алтайского края Барнаул 1988 С 32-42

42. Кобзаренко В И О возможностях рационального снижения доз фосфорных удобрений на дерново-подюлистой почве //В сб * Эффективность фосфорных удобрений, фосфатный режим и урожайность с-х культур. Горький 1988. с 12-21

43 Кобзаренко В И, Белова Л Н К определению «оптимального» уровня обеспеченности дерново-подзолистых почв подвижным фосфором.// Тезисы доклада на II конференции почвоведов, агрохимиков и земледелов Южного Урала и Среднего Поволжья Уфа. 1988. с 63-64

44.Кобзаренко В.И. Оценка обеспеченности темно-серых 'лесных почв фосфатами с учетом их распределения в почвенном профиле// В сб.: Региональные модели плодородия почв как основа совершенствования зональных систем земледелия. М. 1988. с. 120-128.

45.Кобзаренко В.И., Белова Л.Н. О возможностях мобилизации фосфатов почв// Тезисы докладов на 8 съезде Всесоюзного общества почвоведов. Новосибирск. 1989. с.258.

46.Кобзаренко В.И., Белова Л.Н. Баланс калия и эффективность калийных" удобрений при разных уровнях их применения на дерново-подзолистой

" почве// Тезисы докладов Всесоюзного совещания «Система диагностики минерального питания с.-х. культур для моделирования и управления плодородием почв». М. 1989. с.22. ,

47. Кобз аре нко В.И., Белова Л.Н. Влияние длительного применения удобрений на агрохимические свойства и продуктивность дерново-подзолисгой почвы// Тезисы докладов Всесоюзного совещания «Принципы и методы экологического контроля за элементным составом растений и состоянием почвенного покрова». М 1991. с. 43.

48.Чижихова Н.П. Кобзаре нко В.И. Экологические последствия длительного применения минеральных удобрений на почвах легкого гранулометрического состава//В сб.: Антропогенное загрязнение природной среды и пути ее оптимизации. Вып.1. М. 1996. с. 77-85.

49.Кобзаренко В.И., Чижикова Н.П. . Минералогический состав легкосуглинистых дерново-подаолистых почв и его изменение при длительном применении различных доз минеральных удобрений// Тезисы докладов на 2 съезде Общества почвоведов России. Санкт-Петербург. 1996. с.367. _

50. Кобзаре нко В.И. Изучение доступности растениям фосфора и калия подпахотных горизонтов понв//Проблемная лекция. Изд-во МСХА. 1997. с. 1-45.

Объем J 0 п 1

Закл 428

ТнрчА ЮТ

Типогр 1фия И мате1ь_гва V\CXA 1275">0 VlotKBd Тимирязевская v i, 44