Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

РЕЖИМ ГУМУСА И УРОЖАЙ В УСЛОВИЯХ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ В СЕВООБОРОТЕ И ПОД БЕССМЕННОЙ КУЛЬТУРОЙ

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "РЕЖИМ ГУМУСА И УРОЖАЙ В УСЛОВИЯХ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ В СЕВООБОРОТЕ И ПОД БЕССМЕННОЙ КУЛЬТУРОЙ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

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

На правах рукописи Людмила Михайловна ЗИМИНА

Л

РЕЖИМ ГУМУСА И УРОЖАЙ В УСЛОВИЯХ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ В СЕВООБОРОТЕ И ПОД БЕССМЕННОЙ КУЛЬТУРОЙ

Специальность № 06.01.01 —общее земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА -

1974

£е-с-"е" С

' ::-пплЛппС. £1>і*£<?]2. г

Диссертационная работа выполнена на кафедрг земледелия и методики опытного дела Московской ордена Ленина л ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии им. К. Л. Тимирязева в течение 1971—1973 гг.

Научные руководителя: доктор сельскохозяйственных наук профессор В. Е. Егоров и кандидат сельскохозяйственных наук доцент А. М. Лыков.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук профессор С. Н. Алешин, кандидат сельскохозяйственных наук старший научный сотрудник Л. К. Шевцова.

Ведущее предприятие — Научно-исследовательский институт сельского хозяйства центральных районов нечерноземной

Автореферат разослан « О. » . кЛиОл^г . 1974 г.

.защита состоится « г. на заседа-

нии Ученого совета агрономического факультета ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА (корпус 10).

Просим Вас принять личное участие в работе указанного Совета или прислать письменный отзыв по данному автореферату по адресу: 125008, Москва А-8, Тимирязевская ул., 49, Ученый совет ТСХА.

Отзывы, заверенные печатью, просьба направлять в двух экземплярах.

Ученый секретарь Совета У \ хлЛ"лл'

академии доцент • л Ф. А. Девочкин.

Генеральной линией нашей партии в области сельского хозяйства является всесторонняя интенсификация сельскохозяйственного производства и получение (на этой основе всевозрастающего количества сельскохозяйственной продукции при. ' одновременном снижении ее себестоимости/Укрепление материально-технической "базы. сельского хозяйства, широкое -использование химизации и мелиорации в сочетании с ком-. ♦ -плексной механизацией земледелия позволило в третьем году' девятой пятилетки обеспечить' самый высокий за- все годы советской власти сбор зерна'(222,5 млн.'т).' • •

Интенсификация'земледелия неотделима от;, повышения плодородия почвы. Особое значение этой проблемы для лесолуговой зоны подчеркнуто в Постановлении ЦК КПСС и Сове- -. та Министров СССР «О мерахпо дальнейшему развитию сельского хозяйства нечерноземной зоны РСФСР» («Правда».от 3 апреля 1974 г.)Г ' . ; . ;\ .•'•-'.' ':.-л

, На кафедре земледелия и методики опытного дела ТСХЛ под руководством; профессора В. Е. Егорова в-течение длительного времени* проводятся экспериментальные исследова- , ния роли органического - вещества в плодородии ..интенсивно используемых дерново-подзолистых почв./ : ,:.;.;.. 1, ./.\ • В рамках общей проблемы в нашей работе изучались следующие вопросы: - *, - " '•'• .;'•' . - '••'••• • , 1. Влияние органического вещества на.использование растениями высоких доз минеральных удобрений, внесенных

2. Выяснение участия', органического вещества почвы в обеспечении растений азотом. ; .—V.;".-.',;'

3. Влияние органического вещества на биологические свойства пахотной дерново-подзолистой почвы. ; - ' \

4.у Характеристика качественного состава почвенного гумуса в условиях интенсивного" земледелия, выявление степени возможного изменения состава гумуса за десятилетний период длительного опыта ТСХЛ с-применением метода';М:-М. Кононовой— Н. П. Бельчиковой. , *

5. Выяснение связи между количеством и качеством. органического вещества дерново-подзолистой почвы и урожаями; культур и длительных опытах. '•'"*'..'"". ;л . ...\''

л,'",'.лифш>имНзу1аааЕибавожи-},-;- •'•>•' ,, 1

;.йс»асзэа орд. Ле^аСеялось Г

. ж$шт

• "''Объектом наших исследований послужили наиболее дли- -.тельные и методически совершенные \ полевые стационары ¥ ТОХЛ и Долгопрудной агрохимической' опытной -станции

>';(ДЛОС): •' • •' V-' ■.::... " ' .

-."-'Помимо длительных опытов, для выяснения частных вопросов в наших исследованиях широко использовались вегета- •' >• цнонные-й вегетационно-нолевые опыты, в частности опыты с ' внесением азотных удобрений, меченых но .К15.' , . г

" . \ Исследования проведены в 197]—1973 гг. под'руководств'

вом профессора доктора сельскохозяйственных наук В.-Е. Его- 1>~ : . "рова и доцента кандидата сельскохозяйственных наук Л. М. , Лыкова.

1.'Объекты и методы исследований

7 ; Длительный опыт ТСХА заложен на дерново-среднеонод- -•". золенном несчанисто-пылеватом суглинке, залегающем на не-л; \ сортированной валунной морене. Этот почвенный тип являет -. ся характерным для легкосуглинпстых почв дерново-подзоли- ;,

стой зоны. Методика проведения длительного опытам ТСХА. ,' '••' подробно описана в работах В. Е. Егорова, Б, А. Доспёхова.; \

и других исследователей. ..... •.•>•-.',-•

. Длительный опыт Долгопрудной агрохимической .'-опытной'-.;..' станции заложен в 1931 году на дерново-подзолистой тяжело-; V суглинистой средненодзолистой почве со слаборазвитым гу- " - мусовым горизонтом. / \ •

'I,,'.. Схема опыта при его основании включала следующие,ва;А; рианты удобрений: 1) без удобрений; 2) зеленое удобрение;

3). навоз (36 т/га за ротацию 4-нольного севооборота); .

4) КРКСа (эквивалентно содержанию в 36 т навоза), 5) зе-;;/

, леное удобрение+КРКСа (эквивалентно содёржанию 36 т на-„ ,. воза);.6) навоз (18 т/га за ротацию сёвооборота)Ч-ЫРКСа •- (эквивалентно содержанию в 18 т навоза). Схема'удобрений"' наложена на 4-польный севооборот: 1) лар (в 1931—Л1951 гг. . занятый, с 1952 г.—чистый); 2); озимая рожь; 3) картофель" (на половине делянки— кормовая свекла); 4) овес. "' "

Опыт ведется на четырех стационарных нолях:. 201, 202, , 203,,204: В каждом поле делянки расположены.в два яруса, • повторность опыта — четырехкратная. Площадь опытных делянок 145 м2, размер учетных делянок—100 м2. Ч.' - ч.".-

Исследования почвенных свойств, а также динамики углерода и азота, качественного состава органического вещества Г в опыте ТСХА проводились в полях бессменного пара, бес-/ ; сменной ржи и на 132-м поле севооборота. Почвенные пробы б"' систематически отбирали с делянок: контроль, КРК, навоз (на-..

* • .воз+КРК для 'севооборотногоЛ поля) лЛналогичны'е йсследо— • вания в: опыте ДАОС "проводились в .двух полях! 201 и 202 по вариантам: контроль, КРКОа, навоз, 1/2 навоз4-1/2' КРКСа: ' . ' Образцы почвы" отбирали два-:раза в год11в"нервойудекаде • мая -и .после уборки культур.' Смешанный образец, почвы гото- ; -вили из'25—30 отдельных проб, взятых ,'буро'м 1 на глубину 0—20 и 20—10 см.. В подготовленных соответствующим обра--♦ -зом пробах определяли луглерод по " И. В.- Тюрину, общий азот— методом! микрокьельдаля. Изучение'« • качественного со.' става гумуса проводили по методике М. М. Кононовой и Н. П. ♦Бсльчиковой. Дополнительно определяли*гуминовые кислоты, находящиеся в свободном состоянии "или .связанные с - под-оижными формами; полутораокисей . (обработка недекалыщ-рованной почвы 0,1 п КаОИ). О подвижности азота почвы судили по количеству, его, переходящему в 2% ;ный раствор борной КИЭТОЫ (ПО КорнфИЛДу). _-•'• '•"•' " Л ""•';"' "V •

Биологические свойства почвы определяли как по продуци--, рованию почвой СО]"и поглощению 02 с использованием аппарата Варбурга, так'и изучением потенциальной микрофлоры 'путем посева почвенных суспензий напитательные среды. \ ' При учете потенциальной микрофлоры пользовались сте-, рильными образцами почвы (из слоя 0—20 см). При анализе. учитывали следующие физиологические-группы микроорга-- ниЗмов: гнилостные бактерии на мясо-пептонном агаре, спо-. ровые бактерии — на смеси МПА и сусло-агара, - актиномице-ты — на крахмало-аммиачной агаризованной . среде (КАЛ) „ грибы — на подкисленном сусло-агаре. Для манометрирования использовали как образцы сухой почвы, так и свежевзятои с , полевой влажностью. 'V ' . ,\

Влияние органического вещества почвы на эффективность использования расте15ниями высоких доз минеральных удобре-". ний, меченых по. К15, при разном содержании в почве органического вещества не могли быть выяснены в длительных опы-(, тах. Поэтому мы, провели серию краткосрочных вегётацион-¥ ных и вегетацйонно-полевых опытов. .; V .- • • . •

Вегетацнонж>полевые опыты проводили в закопанных в почву цинковых сосудах без дна на 8—10( кг почвы. Сосуды заполняли дерново-подзолист ой . почвой разной гумусирован-.- ности. .-' '.""Д'-;"'," '.•""".• - ;• - . •;>' • •::•:':'•:',. •':.

Вегетационные опыты проводили ; по общепринятой методике в сосудах Гедройца вместимостью около 2 кг сухой почвы.

В качестве меченого..,азотного" удобрения использовали (К15И4)2Б04, которое вносили, по фону РК и РК-Г СаСОз. Опытные растения—: овес, ловторность.З—4-кратная. В расте-. пиях определяли, общее содержание азота; в почве — общин азот,;а также,обогащение азота почвы и растений,изотопом К15 (па масс спектрометре ЛШ-1305). ' л '.

V.- ' П. Влияние органического вещества на плодородие i • дерново-подзолистой интенсивно используемой почвы '

1. Использование минерального азота при разном ; ' -1 '. обеспечении почвы органическим веществом ' '' , .

\ Органическое вещество почвы, прежде всего специфические гумусовые соединения, по нашим данным," оказывают большое влияние на использование почвой и растениями вне-сенных-в почву минеральных удобрении, особенно,, если-но-;следиие вносятся но высокой дозе. - , -

,л'"-.? ;'."•'"..• •' " " " Таблица!

'; Использование азога удобрений и почвы овсом в вегетационном'опыте - • ,, Г:' .'''•• '' на почве бессменного овса, 1972 г. - - - .

Делянки бес-/ сменного овса -:и варианты • удобрений j 2 ¿,1? В - Содержание азота в " урожае, мг/сосуд Вынесено азота : урожаем, мг/сосуд , , Использование N удобрения, %', га 5- С гл о =

изудоб-" рений"' из почвы е « *0-

Ч:-:\ М1!РК : 2,7 6,0 ' 37,1 ' 171,9 ; 86,7' 37.1 85.2 30,5 100 -229 •

Навоз;РКру • 4,1 6,1 ,3,9 8,7, . 77,0 -210,1 63,8: 271,6 126,0. 164,8 77.0 84.1 63,8 106,8 44,4 08,0 - 100 . - 109 100 ' 107-

- •• -8х = 0,27 I'-- НСРоз~1.18 г

Как следует из данных, таблицы I, полное минеральное удобрение обеспечило наибольшее повышение урожая,овса в сосудах с почвой унавоженной делянки. Урожаи на почве не-. удобренной или удобряемой в течение, длительного времени МРК были одинаковыми. Процент использования азота удоб-7рений для неудобренной делянки бессменного овса равен 30,5, для делянки МРК—44,4, а для унавоженной делянки уже 58,0.'

Одновременно необходимо отметить и то, что полное мине-ральное;удобрение способствует значительной мобилизации. п участию в урожае собственно почвенного азота. '

Аналогичные данные получены нами в других опытах с, использованием.стабильного изотопа азота. Экспериментальные данные свидетельствуют о большом значении органического вещества почвы в эффективном использовании минерального, азота. Коэффициенты использования азота удобре:

нни повышались' с окультуриванием 'почвы, лучшим; обеспечением ее органическим веществом. Одновременно потери-азота из почвы на этих вариантах были минимальными; а закрепление.— значительным. ' " -, ♦ » " , У

,г ," 2. Биологические свойства почвы в зависимости -,

от режима органического вещества •' ' - >

- Уровень содержания органического вещества в дерново-подзолистых почвах длительных опытов ТСХЛ и ДЛОС в зна-

♦ чительноп степени определяет активность.биологических' про-

• дессов'в них. ' -;;-;:;--'--"'-л"-гА:л"-;.-;-- '.•'->• "--'- ^д-^'Л^С;.;.:::-':../;,'.' ."' Количественное выражение дыхания :почвы,5 бессменного 'пара и 132-го севооборотного поля вчопыте ТСХЛ:зиачитель-;> -но различается. Наибольшему содержаниккорганического; ве- V -щества в 132-м поле севооборота соответствует и/ более интенсивное продуцирование почвой С02 и поглощение ,0г.~

, _>»..", ' ' ... - ' Таблица 2

; * Интенсивность дыхания почвы длительных опытов ТСХЛ и ДЛОС , , \ (средние величины из трех определений для слоя 0—20 см) ' >

Варианты опытов*-

иг? »

И ГшС

"отаНИе Погасще-почвой

СОг

ние почвой Оа

мкл/г час.

5Э

Бі- о 43 Б

Длительный опыт ТСХЛ

132-е поле севооборота: контроль ....'.

ОТК......

иавоН-ОТК.....

0,85 0,97 1,02

1,86 ■

2,95

3,33

1,23 2,32 2,31

1,77 1,31 1,55

Длительный опыт ДЛОС

Контроль . . ОТКСа . . 1/2 навоз+1/2 Р1авоз .

ОТКСа

0,60 0.71

0.81 0,89

2,89 3,37 3,57 4,18

1,93 3,03 3,03 3,46

1,49 1.П 1,19 1,21

Агротехнические приемы, прежде всего удобрение почвы, оказывая влияние на запасы органического вещества,' обусловливают тем самым .и'заметное изменение интенсивности дыхания почвы..На всех,полях унавоженные делянки характеризуются наивысшим продуцированием /почвой? углекислоты.' большему выделению, почвой ООл соответствует; как;правило,: большое поглощение почвой кислорода.* :Наш11. данные., отражают также положительное влияние систематического приме-.

та

О

нения минеральных удобрений на дыхание почвы бессменного пара и.севооборотного 132-го поля." К;(. -УЧ. !•'.';•", <: ' ч .

.Сравнение данных' по дыханию почвы длительного опытам. ' -ТСХЛ и опыта ДЛОС (табл. 2) дает основания говорить 6 нё-.;. 'которой связи интенсивности дыхания с механическим соста-•':>:' ' . вом почвы. Почва длительного опыта ДАОС более тяжелая < по механическому составу, „ чем почва длительного .опытаУ ТСХЛ. При меньшем содержании в почве опыта ДАОС орга-; нического вещества последняя тем не менее характеризуется : -более высокой биологической активностью. Что же касается , '.изменений в дыхании почвы в зависимости от характера удоб- л рения тючвы, они имеют то же направление, что и'""в.-дли-*.-'-тельном опыте ТСХЛ. ; :....;' л ,'

Помимо определения биологической активности почвы.по8 количеству продуцированной ею СОг и поглощенного,Ог, мыУ 'пользовались и методом количественного учета почвенных .микроорганизмов. " . ." . / ' ;

Наши данные о численности почвенной микрофлоры однозначно показывают большую роль окультуренности почвы, содержания в ней органического вещества в изменении состава и численности почвенных микроорганизмов. . "

III. Динамика органического вещества • ••, дерново-подзолистой пахотной почвы .?

1. Роль полевых культур в количественных Y/ превращениях органического вещества почвы

Возделывание однолетних растений бессменно или в севообороте без применения удобрений на дерново-подзолистой , почве разного механического состава, по нашймданным, привело к постепенному снижению в ней содержания органиче- , - ского вещества. Проведенные нами расчеты (табл. 3) показы- ! вают, что потери гумуса почвы в сильной степени зависят от ; характера возделываемой культуры. v . , •

"■■';''' При умеренном потреблении элементов питания и невысокой интенсивности обработки бессменная озимая, рожь в дли-тельном'опыте ТСХЛ обусловила ежегодную убыль .органи- . . • ческого вещества, равную 0,4% от валового запаса. J . , • ' ~

; Потери органического вещества из почвы под'картофелем .возросли в 2 раза. Плодосменный, севооборот без применения удобрении не обеспечивает поддержания гумусированности, 'почвы на исходном уровне. В длительном, опыте ДАОС на Чтяжелосуглинистой почве повышенные потери.гумуса в сево-' лоборотном поле, вероятно, связаны с отсутствием в севообо- ! '-.; роте многолетней бобовой культуры и наличием чистого пара (введен с 1952 года); . ч ' . *> , .->•■-(-■

• V' / ~ ' Таблица 3

Влияние полевых культур на содержание углерода в почве . ,

Культура

Почвенная разность

" Потери углерода за период опыта, т/га

Ежегодная убыль углерода ' :. '

60-лстний опыт ТСХА (слой 0—20 см)

Рожь бессменно / . .- , Картофель бессменно < Плодосменный . севооборот . ..--,.,-: . . .

Легкий суглинок 7,5 1.1 0,4

'11,8; 2,0- 0,7

11,8 0,7

2,0

•Ю-ляний опыт ДАОС (слой 0—10 см)

Севооборот: пар, озимая пшеница,; картофель овес . ,,.:.....

Тяжелый суглинок 12,5

3,1

1.1

Потери органического вещества в почве севооборотных де-_ чЛянок относительно выше, чем под бессменной зерновой культурой, что объясняется повышенным эффективным плодородием почвы при севооборотном использовании..

2. Влияние систематического применения органических и минеральных удобрений на гумусированность почвы

Систематическое применение органических - и-\минераль-ных удобрений является решающим средством регулирования режима и баланса. органического вещества интенсивно используемой дерново-подзолистой почвы; - х,.

Как следует из таблицы 4, длительное \возделывание" °ржй, , бессменно без применения удобрений за 60 лет опыта обусло-, вило потерю органического вещества из почвы в количестве. 23,3%. от исходного состояния. Применение ¡КРК оказало незначительное влияние на уровень гумусированности почвы. Длительное унавоживание обеспечило не только сохранение органического вещества почвы, но и значительное накопление его сверх исходного уровня (особенно заметно это влияние , навоза при учете содержания углерода й азота в слое 0—40 см). Таким образом, под бессменной рожью только при "ежегодном внесении в почву- (в.среднем за 60.лет опыта ежегодно, 15,7 т/га навоза) создаются Условия, положительного", баланса органического вещества почвы.

'. -".. _ " , Т а б л и ц а 4

Влияние длительного применения минеральных и органических .удобрений

Варианты опита

Запасы в т/га '

С % N % с ~ углерода азота

•

0,92 0,91 1,28 0,100 0,109 0,118 '9,2 8,6 10,8 23,0 23,5 32,0 2,50 2,72 2,95

0,85 0,97, 1,02 0,093 0,096 0,100 9,1 10,1 10,2 21,8 21,2. 25,5 2,32 2,40 2,50

7о углерода неисходному содер-жаншо'

Бессменная рожь:

О .......

ОТК.....

132-е поле севооборота:

О......

ОТК ,...'-... Навоз + ОТК' . . .

76,7 78,3

106,7 ' <

70,880,8 85,0

/

-Примечание. Вес слоя 0—20 см принят, за 2,5-млн. кг/га. •"ч,-

."':','В плодосменном севообороте по сравнению с бессменными

♦ культурами длительное применение минеральных удобрении '. было более эффективным и сохранении органического; вещёст-.

>ва почвы," но тем не менее оно не обеспечивало';бездёфнцйт-, ного баланса гумуса. 'Без учета: слоя 20—10 см внесёние.Ляа-'•'• воза, хотя и повысилопо сравненшо'С'вариантами; «контроль»* "и «КРК» содержание углерода в почве, однако оно было ниже' ./••исходного уровня. . ". ч' 1 "•_•:..•." t '-у '-Ь:/'. :'..:',у- й'лЛ";'.,1Г-г

Содержание в почве азота находится в' функциональной. ' связи с содержанием углерода. Как. и углерода, азота больше в почве вариантов,4 где систематически применялись, минеральные и-органические удобрения. Отношение О.: '№,несколь: • - ко -меньше было на: контрольных и КРК вариантах. Унаво-'• живание способствует расширению ;соотношения:углерода й . азотавлпочЪе. • ." _.-• \ ;. . .'. '''"*';'-/:";:.-'^Су."-\.

. '••' Применение вдлительном опыте ДАОС эквивалентных доз навоза и минеральных удобрений, а также наличие варианта* несовместным внесением по половинной дозе навоза -1с№К да—

* ет возможность методически более правильно сравнить дейст-1

' вне тех и других удобрений на динамику органического вещёст-;; - ва почвы:Как следует из таблицы 5,применение минеральных удобрений,обусловило значительно более.высокую гумусиро-ванность почвы по сравнению с почвой контрольного вариан-~ та. Одна ко >действие навоза на запасы гумуса, было значитель-;.

но более сильным. Вариант с внесением навоза й мииераль-'- ных- удобрений по половинной дозе занимал среднее положение. .♦'.. . V "' .... ♦..-.♦'. ' . \ '

\

%

Т а б л нца о.-; (

Содержание органического вещества в почве длительного опыта ДЛОС

. '-Л

Варианты удобрении С % в слое- Абсолютные запасы- • углерода т/га в слое >

0—20 сч • \ 20—40 сч 0—20 см 20—40 сч 0—40 см

Контроль ...... Навоз *.,..,.. ОТКСа 7 .'•',..... 1/2 навоз+1/2 ОТКСа - ' 0,60 . 0,86 .0,71 ; 0,84 1 0,33 0,42 0,45 0,38 , 15,6 ' 21,8 18,5' 21,8 9,6 • 12,2 13,1. ,11,0 25,2 - 34,031,6 32,8. "

г',— - IV. Изменение качественного состава гумуса дерново-подзолистой почвы под влиянием систематического применения удобрений и культуры растений

Наши исследования состава гумуса, были направлены, прежде всего, на установление возможных изменений состава ! гумуса.за «последние* 10 лет опыта. Представлялось интерес: ным- в;этойс связи .выяснить, достаточен ли десятилетний период Интенсивного, воздействия на,почву для обнаружения в соста-ве%муса с помощью метода М; М. Кононовой и Н. П. Бель-йчиковой возможных изменений. ,-_.'..

<л?-Каклследует,из данных таблицы 6, культура растений, свят -занная :с: определенной системой обработки почвы, оказывает ..сильное-влияние не только на запасы органического вещества *в почве; но и на состав гумусовых веществ. Интенсивная паровая1 обработка, проведенная в течение 60 лет, обусловила Гвесьма;нежелательный в агрономическом отношении состав ^.гумуса'". Румииовых кислот в составе гумуса почвы неудобрен- к ного пара только 12,5% от*общего содержания углерода; а >(рульвокислот в три раза больше. (37,5%). Вследствие этого ♦ .'отношение; Сгк: Сфк равно 0,35,4 что характеризует сильную '..'рпбдзоленность" почвы, • отрицательные кислотно-поглотитель-; ные "'свойства почвы, низкую > биологическую" активность и в шелом:, крайне; нежелательный, тип процессов гумусообразо-•вания:Л'/-.;\ .*-".. -¿\ ,':':'/у.г - »• • '

*; ".Возделывание полевых культур бессменно (рожь) или в ? плодосменном севообороте с клевером и чистым паром обусло-'вило более благоприятный состав, гумуса но сравнению с поч-лвой' бессменного пара. Следует отметить, что под бессменной ;-рожью состав гумуса значителыю:лучше,.чем,в почве севооборотного поля. Если'содержание фракции гуминовых и фульво-Лкислот- в севообороте:было 13,6- и 35,8%, то под бессменной

' ' і' , "». . • ' Т а б ли ца.С

ч . , • t f

Влияние длительного применения культуры растении и удобрении

-• на качественн ~ Варианты опытов ый состав Гумино- вые кислоты гумуса пах Фульво-кислоты отного сло Гумипы я почвы 1 ' Сгк Сфк , % о і 1 о "

' * % к общему углероду лочвы О вШ

* Длительный опыт ТСХА

Рожь бессменная:

контроль . . . .' 17,1 28,9 54,0 0,59 5,3

. . . .- . : 17,0, 27,0 56,0 0,63 6,2

навоз...... 20,4 22.6 57,0 0,90 4,9

Севооборот, 132-е поле:

контроль..... .13.6 • 35,8. 50,6 0,38 5,0

ОТК ...... 15,9 29,5' 54,6 0,53 5,7

навоз+ОТК . '. . 15,9 • 28,2 55,9 0,58 5,7

Длительный опыт ДАОС'

Контроль..........11,0 31.4 57,6 0,35' 4,7

ОТКСа............«11,7 , 32,8 53,5 0,35 5.3

Навоз.............16,6 29, Г 54,3 0,57 ' 6.0

1/2 МРКСа+1/2 навбз 15,2 - 30,6 54,2 0,49 6,6

рожью 17,1 и 28,9% соответственно. В результате под бессмен-нон рожью значительно уже соотношение гумнновых и фуль1' вокислот. Если иметь" в виду .содержание в составе гумуса гуминов, то почва севооборотного.участка отличается более высокой подвижностью гумуса. '; -' „ ,* ' . •

Длительное систематическое применение органических. и; минеральных удобрений в длительном опыте ТСХА обусловило изменение состава гумуса. * * , ' ' .'-%' Минеральные удобрения влияли на состав гумуса "под бессменной рожью незначительно.' Более заметно влияние КРК • в севооборотномЛполе, где на этом; варианте отмечено замет--ное.еннжение содержания группы фульвокислот и повышение ♦ дол« гуминов. В целом;по данным/таблицы 6, минеральные удобрения'при длительном.применении, как 'это отмечено и . рядом других.', исследователей, не оказывают существенного влияния на состав.почвенного гумуса. -

Унавоживание;почвы бессменной ржи обусловило увеличение долйгуминовых кислот в составе гумуса до 20,4% против ' 17,0% на делянке «КРК>.ЛСодержание фульвокислот уменьшилось до 22,6% против 27,0% соответственно. Как итог этих изменений, отношение Сгк: Сфк составило величину 0,90, 10 '

Отмечена также тенденция к увеличению содержания гуминоп в составе гумуса. '-."♦, '•'. ! :,.-.у_'-\ • _•:.. :>\.'\:

В севооборотном, поле внесение навоза на варианте. «на-воз+КРК» начато лишь с 1939 года. Возможно этим, а также. более интенсивной обработкой почвы в севооборотном поле следует объяснять незначительное изменение состава гумуса в 132-м поле на делянке навозД + КРК. < ' .

В длительном опыте ДЛОС на тяжелом суглинке действие разных.систем удобрения в севообороте в целом имеет тот же характер, что и для легкосуглинистой почвы длительного опыта ТСХЛ.

В своих исследованиях мы не ограничивались изучением слоя почвы 0—20 см, а стремились по возможности коснуться и особенностей состава гумуса подпахотного слоя (20—10 см). Известно, что увеличение объема плодородной почвы при неизменной площади пахотного слоя рассматривается в настоящее время как важное условие интенсификации земледелия и создания благоприятных условий для эффективного использования высоких доз минеральных удобрений.

' , - Т а бл и ца 7

Влияние длительного применения культуры растений и удобрений , ;•'• качественный состав гумуса подпахотного (20—40 см) слоя почвы

Варианты опытов

Гумино- вые кислоты Фульво-кислоты Гумины

% к общему углероду почвы

Длительный опыт ТСХЛ

Рожь бессменная:

, контроль . . ." . 13,1 37,9 49,0 0,35

, ОТК........ 15,8 34,2 50,0 0,46

навоз ....... 21,5 53,0 0,83

Севооборот, 132-е поле:

контроль ..... , 13,2 36,0 50,8 0,36

ЫРК . . '. .'•'. . 13,6 36,4 > 50,0 0,37

•-; навоз+МРК . . . 16,7 28,0 55,3 0,59

Длительный опыт ДЛОС

Контроль . ... ОТКСа ;. . . •. ,• Навоз.....'. . ,1/2 МРКСа+Т/2 навоз 7,0 10,8 14,1 10,5 41,8 41,6 28,3 37,3 51,2 47,6 57,6 52,2 0,16 0,34 0,60 0,28

л . При сравнении состава гумуса контрольных делянок с гумусом «КРК» — делянок и удобренных навозом или навозом совместно с минеральными удобрениями — можно видеть, что

-- ч

.11

. в лодпахотном;сл6ехмёжду этими вариантами различия столь • же очевидны.'ка'к'и для слоя 0—20 см. Под.бессменной рожью , ( длитё.тьное; пр.имёнен1Йё;*:ЫРК, повысило' содержание в л'очвё . гуминовых" кислот,-отношение Сгк: Сфк-заметно шире, чем.в почве неудобренной делянки. \ . - . ' ,. . \ / ¥ ' ' '

Однако,особенно сильным действием на состав гумуса,под- • пахотного слоя почвы.отличается навоз. По навозу под'бес- , ' сменнонрожью доля туминовых кислот в составе гумуса выше, чем"долятуминовых кислот на вариантах, «контроль» и «КРК» • ', в слое 0—20.см;;По;сравнению • с, вариантами «контроль» и , «ЫРК»\в'.'унав'оженнЬй"-почве меньше соответственно и фуль-' -вокислот,,шире'соотношение гуминовых и фульвокнслот: ♦ : .Заканчивая' рассмотрение экспериментальных данных,- * характеризующих Лизменения группового состава гумуса под',' влиянием" удобрений, культуры растенийхн обработки иочгш, мы подтверждаем установленные..ранее в длительном опыте ТСХА'Основныезакбномерпости этих процессов. Проведенные ''*' , дополнительно исследования *( .состава гумуса,, подпахотного . ' слоя дают новый материал?для-характеристики;изменений со- • , ставагумуса по профилюпбчвы.'Эти'данныё'СВИдет'ельствуют , / ' о заметном влутнииагротехш1четеих5мероприятт\;на состав - , гу.муса подпахотного Ълоягп6чвы;УРазмеры7этог6"влияния несколько меньше; чем -дляслоя 0Л—20 ^сй ,лл-уллНг ,?:♦ , •

Нами установлено, что период полевого опыта пр'одолжи- . тельностью 10 лет нельзя.считать достаточным для выяв1ления изменений в составе почвенного гумуса с применением1 существующих методов , фракционирования гумусовых веществ почвы."- - - ' * • • • "- •

*

4 ' . -V. Зависимость урожаев озимой ржи и картофеля, от содержания в почве органического вещества

Анализ урожаев'ржи за.60-летний период опыта показывает, что на неудобряемои делянке сборы зерна постепенно снижались.. Как нами было .отмечено выше, аналогично происходило и, снижение, содержанияУорганического вещества в почве контрольной дёлянкй. Применение низких доз "мйнераль-ч' (-\ ных'.-удобрений:в~первыт период"опыта не способствовало ро- '

» " V л

сту ;урожаев по. сравнению,-с:«урожаями первого шестилетия, кривая урожаев имела-тоже направление, что*1г на контроль- -ной-делянке: С навозом;:в''первь1й;; период копыта* вносил ось

-'зна_чительно"большее;-количеств6.'минеральных: элементов пи---

;Тания,"чёмЛ с минеральными "л удобрениями;,' Поэтому ; урожаи. ржи"на унавоженной, делянке 'были значительно выше. В даль- ч нейшем'дозы минеральных:-удобрений',, и; навозаЛ становятся' примерно эквивалентными посодержанйю КРК,,однако по на-' возу.урожаи вплоть до двух последннх-.шестилетий были пыше,

В настоящее время-качество применяемого5навоза.резко ухуд-~ шилось,« в результате урожай на;делянкё, удобряемой ЙРК, стали выше, чем урожаи на унавоживаемой делянке.

Наряду.с абсолютной величиной урожаев, очень важна стабильность урожаев по:годам, меньшая зависимость их от но-♦ годных-условий.'. На ; • делянке, систематически удобряемой навозом, показатели плодородия, почвы,, прежде'всего содержание органического вещества, значительно выше. Это обуслови-,: ло и более устойчивый ход урожаев в течение 60 лет опыта."-Статистический анализ вариационных рядов, составленных из урожаев ржи .но годам опыта, показал, что вариабельность-урожаев на делянках «КРК» и «контроль» составила 45,8 и 46,6%, тогда как на унавоживаемой делянке\.вариабельность.:

>авна з о

I

\

- ' *•" '..:' -.' .. - ' • .' ч' "• " - . Та блица 8 Продуктивность бессменных озимой ржи и картофеля

' при длительном внесении и авоза и минеральных удобрений

Показатели продуктивности культур Озимая рожь Картофель

по-. ОТК • по навозу по ОТК по навозу

Средний урожай за 60 лег опыта, Вариабельность урожаев (коэффициент вариации V %) * • .-'• • Окупаемость -единицы удобрений, • -в.кг урожая: . 1913—19и гг........ - 1912—1971гг......'.' . 13.3 45,8 4,4 3.8 15,4 30,8 29,3 : 60,2 146.2 не опр. . 18,2 7.5 159.0 не опр. 90,0 91.8

Этот показатель производительности почвы в интенсивном , земледелии приобретает, как известно, особое значение. >„ 4... Более резкое снижение урожаев картофеля на контрольной делянке за период опыта хорошо согласуется с большими /требованиями культуры к плодородию почвы. Почва под бессменным картофелем потеряла за время опыта значительно больше органического вещества, чем почва бессменной ржи. В среднем за 60 лет опыта урожаи картофеля на вариантах -«КРК» и «навоз» достоверно не различаются (табл. 8). - "V", Большой интерес представляет влияние органического ве-> щества почвы на урожаи полевых культур в экстремальные по лпогодным условиям годы. В таких случаях сильно проявляется косвенное влияние органического вещества, которое :при относительно благоприятных для роста и развития расте-. нйй погодных условиях как бы отходит на второй-план: При любезной,помощи профессора;Ю. И. Чиркова мы сопоставили

-'-"/'>-'," : : ' '- •;-'':•'' "-"г- ' ' ':' ".: / 13

' урожай картофеля за пятилетие, 1968—1072 гг. с количеством// , тепла и осадков и июле-августе каждого года. В период 1968— 1972.гг. первый и последний годьыю 'условиям''влажности и -температуры резко отличались ог средних многолетних показателей. ' • '•,,.. '

В 1968 году урожай картофеля на унавоживаемой делянке * ' превышал урожай на КРК-делинке на 25,1 ц/га, а в 1972 го-♦ Ду —'на 12,9 и/га. В-1969—1971.гг. урожаи на КРК-делянке, „ наоборот, превышали урожаи на варианте «навоз». 1 '. [

:' Окупаемость-единицы минеральных удобрений, внесенных под озимую рожь и картофель в'разные периоды опыта, с возрастанием доз заметно снижается. В первые 30 лет опыта 1 кг минеральных удобрений окупался прибавкой урожая в 4,4. кг- ... ,. зерна ржи и 18,2 кг клубней картофеля, тогда как за вторые / 30 лет-опыта окупаемость 1 кггминеральных удобрений соста-Л вила соответственно^,8 кг!зерна*и 7,8 кг клубней картофеля. • . , -Эффективность'навоза вэти же периоды опыта возросла с "29)3 кг,зёрна н.90,0 кг. картофеля, на-1 т навоза в первое трид- ' -' ' пятилетие до 60,2,кг зернаЫ 94,8 кг картофеля во втором тридцатилетии. Этот факт свидетельствует о большом кумулятнв-' ном действиинавоза на-плодородие почвы) когда вместе *с обо. " гашением почвы органическим веществом плодородие почвы приобретает качественноДювые,черты. . . . / -_. •

-' ' Не располагая','о севообороте вариантом с применением одного навоза; мы можем "только констатировать получение максимальных урожаев/на варианте «навоз+ КРК», где навоз и'КРК вносятся суммарно по полной дозе. -. ' , *

<

*

расчеты экономической эффективности урожаев . озимой . .ржи и картофеля показывают бесспорное преимущество возделывания, этих культур в" севообороте по сравнению с бессменной культурой.: При внесении навоза и навоза+КРК иод озимую рожь затраты трудаЛрастут быстрее, чем выход'валс-вой продукции;,В.; результате ^'производительность труда на [ этих вариантах-ниже,*"а: себестоимость продукции" выше,' чем-\ при применений-минеральных'. удобрений. Однако самый высокий чистый1доход для озимой ржи получен от совместного применения минеральных и органических удобрений. .

. Себестоимость Кц картофеля в севообороте на контрольном ^ 'КРК. вариантах равна 7,72 и 4,53 руб., при бессменном возделывании — 6,88'и 5,09 руб. соответственно. Чистый доход ~ и производительность труда самые высокие на варианте «на- ' ПОЗ+^РК»., --,*-- . • ;

• ВЫВОД Ы;'.л-'Л'~:У">.'>.ч . .'/",1', •: •} • у". :Г-

1.. В\вегетационных и вегегационно-иолевых опытах с внесением азотных, удобрений, меченных стабильным изотопом -К15, установлено, что на почвах,удобрявшихся в течение,60 лет исключительно минеральными удобрениями, использование внесенного азота значительно менее эффективно, чем из систс-; матически унавоживаемой почвы. Более тумусированные, поч- . вы длительного опыта ТСХЛ обеспечивали большее закрепле- . ние в почве минерального азота и меньшие его потери. - •

2. Разноокультуренные почвы длительного опыта ТСХЛ характеризуются неодинаковым участием в урожае культур почвенного азота. Абсолютное потребление азота почвенных запасов наибольшее на унавоживаемых делянках. Внесение ' минеральных азотных удобрений приводит-к заметному усилению потребления растениями почвенного азота (на 9—67%), причем мобилизация азота почвы наиболее выражена на почвах с высоким содержанием гумуса. ,. •' • • -

- 3. Интенсивность биологических процессов в пахотных дерново-подзолистых почвах находится в прямой связи с обеспечением их органическим веществом. ч

4. Возделывание однолетних полевых культур в плодосмен- 7 ном, севообороте или бессменно, без применения органических удобрений приводит к потере почвой органического вещества

и общего азота. Размеры потерь зависят от биологических у особенностей полевых культур и сопутствующей им системы • обработки почвы.

5. Применение исключительно минеральных "удобрений не в состоянии радикально сократить потери гумуса из пахотной почвы, хотя количественно темпы убыли органического вещества из почвы при систематическом применении минеральных удобрений заметно ниже, чем на контрольных (неудобренных) вариантах. - ' , ' - •

6. Длительное применение интенсивной Паровой обработки и отсутствие культуры растений привело к резкому исто- : щению запасов органического вещества в пахотном слое почвы. : 4 7. Длительное систематическое применение навоза является действенным приемом изменения типа гумусообразования дерново-подзолистой почвы. В составе гумуса унавоженной , почвы возрастает доля гуминовых кислот при одновременном снижении содержания фульвокислот, в результате расширяет- \ ся отношение Сгк : Сфк. Унавоживание приводит к повыше-

1 нию содержания наиболее прочно связанной с минеральной 1 частью почвы фракции—гуминов. -

, - 8. Длительное окультуривание дерново-подзолистой почвы ♦ путем систематического унавоживания приводит к изменению состава гумуса не только пахотного, но и подпахотного слоя.

1 5

9. Сравнение результатов определения качественного состава гумуса почв длительного опыта ТСХА в 1962 и 1972 годах свидетельствует об отсутствии заметных изменений в составе гумуса-за десятилетний .период, которые могли бы быть выявлены при определении его ,по схеме М. М. Кононовой—, Н. П. Бельчиковой.

10. Устойчивость урожаев по годам, повышение урожаев на вариантах с внесением органических удобрений -в экстремальные по погодным условиям годы, окупаемость единицы удобрений урожаем "в длительных опытах ТСХЛ и ДЛОС подтверждают высокую агрономическую ценность .органического вещества почвы. " ' - '. >

На основе проведенных исследований и полученных'выво-дов необходимо сформулировать рекомендации, представляющие практический интерес для сельскохозяйственного производства. ' ' ,-

1. Применение высоких доз минеральных удобрений на дерново-подзолистых почвах необходимо дополнять обогащением, почвы органическими веществами. Основным приемом повышения гумусированности дерново-подзолистой почвы является унавоживание. ' ' '

2. Высокие дозы минеральных удобрений применять-в первую очередь на хорошо окультуренных и заправленных орга-нич-ескими удобрениями почвах. На малоплодородных участках- минеральные удобрения первое время следует применять в умеренных дозах, обратив особое внимание на заправку этих участков органическими удобрениями и известью,'чтобы создать предпосылки для дальнейшего эффективного применения высоких доз минеральных удобрений. .

Список работ, опубликованных по материалам V диссертации

1. Эффективность минеральных удобрений при разном обеспечении; почвы органическим веществом (в соавторстве с Л. М. Лыковым). Доклады ТСХЛ, вып. 187/1972.

2. Некоторые данные о превращении органического вещества почвы в условиях длительного применения удобрений. Доклады ТСХЛ, вып. 192, 1973'г.

Объем 1 п. л.

Тираж 150

Заказ 705.

Типография Московской с.-х. академии им. К. А.лТимирязева 1250О8, Москва Л-8,,Тимирязевская ул., 44