Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Содержание и уровни насыщения поглощающего комплекса дерново-подзолистых легкосуглинистых почв обменными катионами и их связь с урожайностью сельскохозяйственных культур (озимой ржи, ячменя и льна-долгунца)

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Содержание и уровни насыщения поглощающего комплекса дерново-подзолистых легкосуглинистых почв обменными катионами и их связь с урожайностью сельскохозяйственных культур (озимой ржи, ячменя и льна-долгунца)"

»ТВ

, /рои АКАДЕМИЯ АГРАРНЫХ НАУК РЕСПУБЛИК*. БЕЛАРУСЬ

1 ■ БЕЛОРУССКИЙ НАУЧНО-ИОСДЦДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

ПОЧВОВЕДЕНИЯ И АГРОХИМИИ

УДК «31.4114.03

КОМАРОВ МИХАИЛ МИХАЙЛОВИЧ

СОДЕРЖАНИЕ И УРОВНИ НАСЫЩЕНИЯ ПОГЛОЩАЮЩЕГО КОМПЛЕКСА ДЕРНСВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ЛЕГКОСУГЛИНИСТЫХ ПОЧВ ОБМЕННЫМИ КАТИОНАМИ И ИХ СВЯЗЬ С УРОЖАЙНОСТЬЮ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР (озимой ржи, ячменя и льна-долгунца) '

Специальность 06.01.03 - в'рогс^овадокив и агрофизика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наух

Минск - 1И5

Диссертационная забота выполи сна на кафедре почвоведения Белорусской сельскохозяйственной академии в 1987-1990 гг.

Научный руководитель • доктор сельскохозяйственных наук,

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук

Оппонирующая организация - Б ГУ, кафедра почвоведения и геологии

Защита диссертации состоится "26' ПпремЯ. 1995 г.

в_часов на заседании совета по защите диссертаций Д .05.02.01

при Белорусском научно-исследовательском институте почвоведения и агрохимии по адресу: 220108 г.Минск, ул. Казинца, 62, зал заседаний.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института ( г.Минск, ул. Казинца, 62 )

Автореферат разослан " • ¿ЬИ^^О- 1995 г.

Ученый секретарь

профессор Горбылем А.И.

Жалко В.В.

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Проюнюмч ВЛ.

совета по защите диссертаций кандидат сельскохозяйственных наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из основных факторов, определяющих уровень плодородия дерново-подзолистых и других почв и величину урожаев, является состояние почвенного поглощающего комплекса. Без учета свойств ППК не могут быть успешно решены задачи по регулированию баланса питательных веществ в земледелии и рациональному использованию укорительных средств. В свою очередь, увеличение антропогенной нагрузки на почву монет привести к неблагоприятным изменениям в составе ППК,что неизбежно отразится на ее плодородии. В то »е время, исследования по изучению количественных и качественных изменений в составе ППК и установлению благоприятных уровней насыщения его катионами малочисленны. Кроме того, оптимизация как. энного состава ППК имеет особую экологическую значимость для Республики Беларусь с целью уменьшения накопления радионуклидов в сельскохозяйственной продукции.

Связь работы с научными пр01 раммами. Исследования входят в ыан научно-исследовательской работы БСХА и являются составной частью программы Республики Беларусь " Плодородие

цель и задачи исследований. Целью работы являлось установление уровней насыщений ППК дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы катионами кальция, магния и калия с точки зрения оптимизации условий питания растений.

В задачи исследований входило:

1. Установить изменения емкости катионного обмена в связи с применением удобрений и гумусированно-гью почвы.

2. Определить содержание, соотношения и степень насыщенности

ППК катионами при применении различных систем удобрения и способов их внесения на разногумусных почвах.

3. Изучить характер распределения обменных катионов кальция, магния и калия по почвенному профилю в зависисмости от способов применения удобрений.

4. Определить характер влияния возрастающих доз минеральных удобрений на катионный состав ППК разногумусных почв и выразить установленные зависимости в форме математических моделей.

5. Изучить влияние системы удобрения и уровня гумусированности на термодинамические показатели дерново-подзолистой почвы.

6. Установить изменения показателей кис; тного состояния почвы под влиянием уровня гумусированности и удобрений.

7. Определить взаимосвязь продуктивности озимой рки, ячменя и льна с уровнем насыщения ППК катионами кальция, магния и калия.

, Научная новизна. Впервые получены данные, которые дают возмож-

ность создания концепции оптимизации состояния ППК дерново-подзолистых легкосуглинистых почв с точки зрения долевого участия катионов в составе емкости катионного обмена. Выдвинуто предположение о предельных уровнях насыщения ППК катионами, обусловленными невысоким содержанием гумуса и минералогическим составом дерново-подзолистых легкосуглинис-тих почв. Для озимой ржи. ячменя и льна предложены в качестве оптимальных критериев диапазоны уровней насыщения ППК катионами кальция, магния и калия. v

Практическое значение. Результаты исследований будут способствовать созданию более целостного представления об изменении ряда показателей, характеризующих состояние ППК дерниво-подзолистых легкосуглинистых почв, что необходимо для рационального и наиболее эффективного применения удобрительных средств. Оптимальные уровни насыщения ППК катионами для различных сельскохозяйственных культур могут быть использованы в качестве негативной основы при моделировании условий питания растений. :

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Влияние удобрений и уровней гумусированности почвы на емкость катионного обмена,состав,соотношения и степень насыщенности ППК катионами, термодинамические показатели и структуру почвенной кислотности.

2. Оптимальные диапазоны уровня насыщения ППК катионами кальция, магния, и калия для получения наибольшей продуктивности озимой рки, ячменя и льна-долгунца.

Личный вклад соискателя. Соискатель участвовал в проведении двух длительных опытов. Самостоятельно заложено и проведено два вегетацион-но-полевых опыта, отобрано и проанализировано более 2,5 тыс. почвенных образцов, заложено и описано И почвенных разрезов, полученные результаты обработаны на ЭВМ.

Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены на 10-ти научных конференциях и совещаниях: профессорско-преподавательского состава БСХА, Горки, 1989, 1990. 1991, 1993 гг.:на XXIII научной конференции в ГСХИ. Гродно, 1989 г.; на конференции "Интенсификация земледелия и ее влияние на экологию", Жодино. 1989 г.; на научно-практической конференции молодых у»"ных и специалистов. Горки, 1990 г.; на Всесоюзном совещании "Перспектива создания экологически чистых технологий возделывания сельскохозяйственных культур",Ленинград. 1990 г.; на Республиканской научно-производственной конференции "Основные направления получения экологически чистой продукции растениеводства",Горки, 1992 г.; на конференции международной ассоциации агрохимиков и агроэ-

кояогов "Агроэколас" "Актуальные проблемы плодородия почвы, биологиза-ции земледелия и получения экологически высококачественной продукции", Москва, 1994 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 193 страницах мащинописного текста, содержит 53 таблицы, 12 рисунков и состог^ из введения, общей характеристики работы, 6 глав, выводов, предложений производству, списка литературы из 253 наименований (из них 68 иностранных авторов) и приложения (19 табли^.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводили в 1987-90 гг. в трех длительных и двух ве-гетационно-полевых опытах на опытных полях "Иваново" и "Тушково" БСХА.

На опытном поле "Иваново" изучались минеральная, навозно-мине-ральная и навозная с добавлением азота, фосфора и калия системы при одинарной и двойной насыщенности удобрениями, в которых нормы на 1 га при опинарной насыщенности соответственно составляли: NS0P50[t.5; 6 т навоза + N26P34K45; 12 т навоза + N30; 12 т навоза + Р25; 12 т навоза + Кзо- До 1980 г. известкование проводилось доломитовой мукой один раз в две ротации из расчета 2/3 Нг, в дальнейшем - по 1 Нг.

Исследования проводили на полях с озимой рожью в 1987 и 1988 гг., т.е. в начале 8-й ротации опытного севооборота (опыт заложен в 1950 г).

Моделированный мелкоделяночный опыт на этом же поле заложен в 1970 г. и имеет три уровня гумусированности почвы: 1,5-1,8; 3,5 -4,0 и 12,0 - 14,0 %. В нем изучается эффективность минеральной и на-возно-минеральной систем удобрения со среднегодовой насыщенностьв соответственно: Hi24P9oK128 и 12 т навоза + N^PgeKçe (зернопропашной севооборот); N88P90K128 и 12 т навоза + N60P66Ke2 (льняной севооборот). Известкование проводится один раз в пять лет по 1 Нг.

В зернопропашном севообороте исследования проводили на делянках с ячменем ( 1987 и 1988 гг.), в льняном - с ячменем с подсевом клевера ( 1987 г.) и льном-долгунцом ( 1989 г.).

В стационарном опыте на опытном поле "Тушково" в севообороте озимая рожь - клевер - лен - картофель - ячмень исследования проподили на полях с озимой рожью, ячменем и льном-долгунцом по схеме: 1) Контроль (фон - 60 т/га навоза под картофель, известь 1 Нг под ячмень); 2) NPK

ежегодно вразброс: 3) NPK еиегодно локально; 4) N лшсально, PIC ежегодно' вразброс; 7) N вразброс. РК взалас на 2 и 3 года. На делянках второго (стандартного) варианта ежегодно вносят: под озимую рожь -NiooP5ol{too: под бобовые - РзоКбо: под лен - H30P6oKioo:картофель

- NgoPyoKao: П°Д ячмень - N9oP7sKgo, в том числе Р10 в рядки при посеве льна-долгунца, озимой ржи и ячменя, Н70 - в подкормку под озимую рожь.

В стационарных севооборотах урожайность учитывали на пробных площадках, в; моделированном - сплопным методом. Образцы почвы во всех опытах отбирали сразу после уборки.

Вегетационно-полевые опыты закрывали в сосудах Ыитчерлиха, которые вкапывали на одном уровне с поверхностью почвы. Схема опыта, заложенного в 1988 г., представляет собой 1/9 часть полной факториальной схемы 6x6x6 и содержит 24 варианта различных доз и сочетаний азота, фосфора и калия на фоне четырех уровней гумусированности (1,0; 1,5; 2,0 и 3,5 %). Единичная доза удобрений - 0,05 г W, Р205 и ^О на 1 кг почвы, которые вносили в виде химически чистых солей NH4N03 и КС1 (растворы) и двойного суперфосфата.

Второй вегетационно-полевой опыт был заложен в 1989 г. по схеме: 1) Контроль (без удобрений); 2) HP - фон; 3) СабО; 4) СабО Mgl5; 5) СабО Mgl5 КЗ; 6) СабО Hg 15 Кб; 7) СабО Mg30 Кб; 8) Са80; 9) Са80 Mgl5; 10) Са80 Mgl5 КЗ; 11) СаЗО Mg3û КЗ; 12) Са80 Mg30 Кб. Цифры после буквенного обозначения элемента в схеме опыта означают полученный путем расчета предполагаемый уровень насыщения емкости катионного обмена (ЕКО) этим элементом в %. Кальций и магний вносили в виде их углекислых солей, калий - в виде раствора КС1. 4 Во второй год исследований в этом опыте изучали последействие Са, Hg. и К на фоне азота и фосфора. В вегетационно-полевых опытах выращивали яровой ячмень сорта Роланд.

Анализы почвы и растений проведены по общепринятым методикам. Обработку полученных результатов проводили методами корреляционного и дисперсионного анализа в вычислительном центре БСХА на ЭВМ типа ЕС -1030 и на персональном компьютере типа IBM.

Почва опытных участков - ..эрново-среднеподзолистая, развивающаяся на легком лессовидном суглинке, подстилаемом моренным суглинком с . лу-бины около 1м.

Пахотный горизонт контрольных вариантов стационарных опытов "Иваново" и "Туиково" характеризовался показателями: рНКС1 - 6,15 и 6,34; Нг - 0,94 и 0.87; S-7.90 и 9,63 мзкв/100 г; гумус - 1,06 и 1.00%; Р205

- 11.7 и 10,4; KgO - 5.6 и 6,6 иг/100 г лочвы соответственно. В почве.

щелнрозшшого мелкоделяночного опыта на тре.. уровнях гумусированнос-( они были следующими: рНкс1 - 5,85, 6,83 и 5,83: Нг - 1,28, 0,57 и 32; Б - 6,43, 24,65 и 35,43 мэкв/100 г; гумус - 1,33, 3,35 и 9,26 X; 05 - 10,6, 21,8 и 16,5, Кг0 - 2.3, 3.5 и 4,3 мг/100 г почвы соот-зтственно.

Почвы сегетациокно-полевого опыта 1988 г.. соответствующие 1, 2. 3 4-ому уровня.1 гумусированности, имели характеристику: рН в КС1 -28. 5,93, 5,94 и"5,81: Нг - 0,87, 1.31. 1,35 и 5.65; 8-8,25, 5,10. 14,05 И 6,95 мзкв/100 Г.- гумус - 1,08, 1,63, 1.98 и 3.45 %; ,05 - 15.4, 17.1. 13.7 и 15.0; КгО - 10,8, 12,8, 11,5 И 12,5 иг/100 г зчвы.

Почва вегетационно-полевого опыта 1989 г.. имела следующие пока-атели: рНкс1 - 6,25; Нг - 1,56; Б - 7.23 мэкв/100 г; гумус - 1,41 56; >05 - 9,63; КгО - 14,20 мг /100 г почвы,

ЕМКОСТЬ КАТИОННОГО ОБМЕНА (ЕКО), СОДЕРЖАНИЕ И СООТНОШЕНИЯ ОБМЕННЫХ КАЛЬЦИЯ, МАГНИЯ И КАЛИЯ В СВЯЗИ С ПРИМЕНЕНИЕМ УДОБРЕНИЙ И ГУМУСИРОВАННОСТЫ) ПОЧВЫ

Емкость и содержание катионов в зависимости от системы удобрения

Исследованиями установлено, что применение минеральной системы добрения не оказало существенного влияния на величину ЕКО и содеряса-ие обменного кальция. Длительное применение навозно-минеральной и на-озной систем способствовало увеличению ЕКО и обогащения пахотного го-изонта обменным кальцием. Влияние систем удобрения на содержание об-енного магния не имеет ярко выраженной закономерности.

Применение минеральных и органических удобрений способствовало гавьиенив ■ доли участи калия в составе катионов ППК. Удвоение норм добрений повыпало содержание обменного калия в 1.4 - 1.7 раза.

Соотношения меяду катионами в ППК при разных вариантах системы удобрения

Вариации значений отновения Са : Мб незначительны и находились в штервалах 4.3 - 6,4 в 1987 и 5.0 - 7,0 в 1988 г.

Наиболее широкие отношения Са : К отмечены на контроле. Примене-)ие удобрений, особенно двойными дозами, способствовало сужению и

приближению его величины к оптимальным значениям, /лалогичше тенденции влияния удобрения проявились и на соотношении : К.

Наиболее благоприятные величины катионной активности почвы с точки зрения оптимизации калийного питания отмечены при двойной насыщенности удобрениями в системах с участием калия, где, по сравнению с одинарной, отношение К : (Са + К^) увеличилось в 1,4 - 1;7 в 1987 ив 1.6 - 2,0 раза в 1988 г. и достигло значений, равных соответственно 0,055 - 0,061 и 0,061 - 0,068.

Величина и качественный состав ЕК0 на разногумусных почвах

Данные моделированного опыта свидетельствуют о прямой зависимости величины ЕКО от гумусного состояния почвы (табл. 1). Такая же тенденция прослеживается в с держании обменного кальция.

Минеральная система удобрения на всех уровнях гумусированности не привела к увеличению ЕКО и содержания двухвалентных катионов, а навоз-но-минеральная - способствовала повышению этих показателей на первом и втором уровнях гумусированности.

Содержание обменного калия в большей степени обусловлено применением удобрений, чем уровнем гумусированности почвы.

Повышение гумусированности привело к расширению соотношений Са : Мб и Са ; К и вызвало снижение показателя катионной активности почвы. Длительное внесение удобрений оказало положительное влияние на соотношения между двухвалентными катионами и калием, особенно на малогумус-ной почве. • ' ,. ;

Степень насыщенности ППК Са, На и К в зависимости от удобрений й Гумусированности поч.л

Установлено, что с ¡/¿еШёййей ^гумусированности почвы степень насыщенности ППК кальцием 'воз, 'но ¿мучительных разлйчий :меаду оред-не- и высокогумусированным фо'йой МЛёчёЙо йе бшю (табй.-2). 'Наяболыг э величины степени насыщенности иагнкёй 'и ■каййей <5аяй «рй 4,*5 - 1,8 % гумуса, которые снижались с повышение« гумусирйвалнос'гй.

Длительное применение удобрений увелйч По стегШь 'йасщенности ППК калием на всех уровнях гумусированности, кальцием - тийь ¡При применении навозно-минеральной системы на фоне 1.5 - 1,8 % 'гУ^уса.

Таблица 1

йсзэстъ катиошого оСмена, содержание и соотношения обменных катионов в севообороте со льном и клмером в почве под льном, 1989г.

Гумус,1 Варианты опыта ЕКО Са К Са:Мг Са:К Мг : К К: (Са+Мг)

ызкз на 100 г почвы

1,5-1,8 Контрою ЯРК Навоз+МРК 10,87 11,08 13,49 2,65 2,93 4,92 1,18 1,20 1,22 0,10 0,28 0,33 2,4 2,4 4,0» 28,5 10,5 13,7 11,8 4.3 3.4 0,025 0,068 0,059

3,5-4,0 Контроль ЛРК Навоз+НРК 27,68 27,12 30,91 11,87 11,13 13,15 0,97' 0,97 1,10 '0,14 0,33 0,38 12,2 11,5 12,0 84,8 33,7 34,6 6,9 2,9 2,9 0,011 0,027 0,027

12,0-14,0 Контроль ЙРК Навсэ+НРК 51,25 51,86 47,19 21.48 20,67 17,98 3,92 3,40 3,20 0.13 0,30 0,48 5.5 6,1 6.6 165,2 68,9 37,5 30.2 11.3 6,7 0,005 0,012 0,023

,КСРо5 : А В АВ 1.41 1.41 2,44 0,65 0,65 1,13 0,42 0,42 0,73 0,08 0,08 0,13

Таблица 2

Степень насыщенности ППК обменными кальцием, магнием и калием в зависимости от системы удобрения и гумусированности почвы р севообороте со льном и клевером, % от,ЕК0

Гумус. % Варианты опыта 1987 1989

Ca Mg К Ca Mg К

1.5-1.8 Контроль NPK Навоз+NPK 26,9 27,2 36,0 12.0 11.0 10.1 0.8 2.5 3.3 26.2 26.4 36.5 10,9 10,8 9,0 0,9 2,5 2,7

3.5-4,0 Контроль HPK Навоз+NPK 41.5 43.6 42.7 2.9 2.4 3.8 0.4 1.3 1.9 42.9 41.0 42,5 3.5 3.6 3,6 0,5 1,2 1.2

12,0-14,0 Контроль NPK Навоз+NPK 41,4 40,0 41.4 6,9 6,0 6,1 0.3 0.7 1.3 41.9 39,9 38,1 7.7 .6,6 6.8 0,3 0,6 1,0

Влияние возрастающих доз минеральных удобрений на изменение катионного состава поглощающего комплекса почв разной степени гумусированности

1

В вегетационно-полевом опыте установлено, что наиболее сильное н устойчивое действие, снижающее обеспеченность почвы обменными кальцием и магнием, оказываеют азотные и калийные удобрения, оЬобенно при их высоких дозах. Относительные величины снижения содержания обменного магния были выше, чем кальция на всех вариантах опыта. Главной причиной, обусловливающей позыве, ие содержания калия в составе катионов ППК на всех уровнях гумусированности (от 1,0 до 3.5 %). явилось внесеь е высоких доз калийных удобрений (более 3-кратной дозы)..

Математические модели зависимости содержания обменных катионов от возрастающих доз минеральных удобрений на при ере данных 1989 г. показаны в табл. 3.

Таблица 3

Уравнения регрессии, отражающие закономерности действия удобрения на содержание обменных Са. Мз и К в почве вегетационно-полевого опыта

Пока- Уровень

зате- гумуси- Уравнения регрессии R

ли розан-

ности

Са I У-4. 97-0,2Ш*0.12Р-0,074К 0,893

и У-4,14-0,042N+0,047Р-0,056К 0,868

III У»3.57+0,21Н° '5 +0.14Р-0,12 ШР)° • 5-0,091 (РК)° •6 0,763

I Y У-3.50-0,9б№ '5 +0.3"Ч+0, 48Р° •5 -0.24(NP)0 •5 -

-0,21 (NK)1* '5 -И). 22(РК)° '5 0,939

Mg I У-0,49+0,27N0 •5 -0.11К-0,058К° •5 0,649

II У-1,75+0,30К° -0,17K 0,601

III У«1,88+0.34К°'5-0.17К 0,586

I Y У-1,76-0,24Н° '5 0.761

К I УО. 22^ 0.092К° •5 +0,76К-0,036 (Ш 0 '8 0,970

II У-0,16+0,092IC 0.978

III У»0,11+0,087IC 0.962

I Y У-0.13+0,11K-0.034(NK)°-5 0,974

Влияние способов внесения удобрений на распределение обменных катионов по почвенному профилю

Закономерного влияния ежегодного разбросного п локального внесения NPK и периодического PIC удобрений на содерзаше и распределение обменных 1сатионов не установлено. Их изменения в пахотном слое и по профилю подчинялись общей тенденции, обусловлен..оЯ протеканием основных почвообразовательных процессов и распределением илистой Фракции.

АКТИВНОСТЬ ИОНОВ КАЛЬЦИЯ И КАЛИЯ И ИХ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПОТЕНЦИАЛЫ ' В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ГУМУСНОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВЫ И ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ

Установлено, что активность ионов калия в пахотном слое низкая (0.01-0.02 ыыоль/л), но значительно возрастает при применении удобрений и находится в прямой зависимости от степени насыщенности ППК этим катионом (табл. 4).

Таблица 4

Показатели активности ионов кг ш и кальция и термодинамические потенциалы дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы

Гумус, % Варианты опыта . Ак+ Аса2+ рК - 0,5рСа рН - рК

ммоль/л

1,5-1,8 Контроль №К Навоз+НРК 0,02 0,026 0,10 0.23 ; 0.38 0.33 2,99 1,87 2,28 2.08 2,76 2,85

3,5-4,0 Контроль ИРК Навоз+ЫРК 0,02 0.15 0.12 0.47 0,62 0.67 3,01 2,21 2.34 2,82 3,39 3,30

12,0-14,0 ИРК Контроль Навоз+ЫРК. 0,01 0.06 0,09 1,13 1,05 0,76 3,43 2.72 2,50 1,79 2,16 2,40

НСР05 : А В АВ 0,03 0,03 0,05 . 0.16 0.16 0,28 0,13 0.13 0,22 0.19 0,19 0..34

Влияния гумуса на велич. лу активности калия не отмечено. Внесение удобрений на фоне 1,5 - 1,8 и 3,5 - 4,0 Ж гумуса повысило также VI значения активности ионов калыдея. Повышение гумусирооанности вызвало увеличение активности кальция и значений калийного потенциала (рК -0,5рСа). Применение удобрений на все/ уровнях удержания гумуса привело к изменению значений рК - О.брСа и рН - рК в благоприятную ст-рону.

Установлено наличие тесных корреляционных связей (0,72-0,91) между урожаем ячменя и изучаемыми термодинамическими показателями.

кислотное состояние дерково-подзолистой легкосуглинистой почвы в связи с применением удобрений и содержанием гумуса

В моделированной опыте установлено, что минеральная система приводит к заметному увеличения гидролитической кислотности на всех уровнях гумусированности, а на первом - и обменной (табл. 5). Совместное внесение навоза и минеральных удобрений на фоне 1,5-1,8% гумуса снижает величины этих показателей. Отмеченная тенденция на более высокогу-мусированных фонах проявляется в меньшей степени.

Повьшение содержания гумуса сопровождается увеличением обменной кислотности по всем вариантам опыта по сравнению с менее гумусирован-ной почвой. Значительное увеличение содержания обменного алюминия под влиянием минеральной системы удобрения произошло только на фоне 1,5-1,8 55 гумуса. Обменный водород занимает доминирующее положение в формировании обменной кислотности. При увеличении содержания гумуса долевое участие водорода значительно повышается, а алюминия - снижается. Обменная кислотность в составе гидролитической колеблется от 3,0-4,6 до 17,5-24,6 %. Влияния применяемых систем удобрения на этот показатель не установлено.

уровни насыщения попщаще/о комплекса дернови-подзолистой легкосуглинистой почвы обме'нньш катионами Са, ми И к и их влияние на урожайность сельскохозяйственных культур

Исследованиями установлена тесная связь между урожайностью сельскохозяйственных культур и уровнями насыщения ППК катионами:

Озимая рожь. Диапазон значений уровня насыщения ППК кальцием находился в пределах 25-45, магнием - 7-17, калием - 1-4 % от ЕКО. Наиболее высокие урожаи (53,1 - 53,8 ц/га) были получены при 40-45 % Са. 13-15 % Мд и 3-4 % К от ЕКО.

Таблица 5

.Показатели почвенной кислотности дерново-подзолистой легкосуглинистой почвц в зависимости от системы удобрения и содержания гумуса, 1939 г.

Гумус, % Система удобрения Обменная кислотность Обменный водород Обменный алюминий Гидролитическая кислотность Обменная кислотность, X от гидро-

мэкв на 100 г почвы литической

1,5-1,8 Контроль №К Навоз+НРК 0,126 0,215 0,131 0.100 0,107 0,095 0,026 0,108 0,036 1,55 2,46 1,55 8,1 8.7 8.5

3,5-4,0 Контроль №К Навоз+ИРК 0,135 0,154 0,154 0,110 0.112 ' 0,137 0,025 0,042 0,017 ), 85 0,97 0,88 15,9 15.9 17,5

12,014,0 Контроль «РК Навоз+МРК 0,161 0,161 0,161 0,161 0,161 0,161 0,000 0.000 0,000 3,52 5,28 4,38 4.6 3,0 3.7

НСР0Б : А В АВ 0,021 . 0,021 0,036 0.006 0.006 0,010 0,018 0,018 0,032 0,33 0,33 0,57

Ячмень. Уровень насыщения ППК кальцием колебался в пределах 25-50, магнием - 7-17 и калием 1-4 % от ЕКО. Наибольшие урожаи (56,1 -57,0 ц/га) были получены при 45-50 % Са, 13-15 % Ма и 3-4 % К от ЕКО.

Лен. Уровни насыщения ППК кальцием находились в пределах 25-30, магнием - 7-17, калием 1-5 % от ЕКО. Наиболее высокие урожаи льно-соломки (58,1 - 59,3 ц/га) соответствуют 35-40 ГСа, 13-17 % Мз и 4-5 % К от ЕКО.

В общем, зависимость урожайности ячменя и озимой ржи.от уровней насыщения ЕКО обменными Са и К описывалась функциями прямолинейного

вида, Мз - степенной Функцией типа; . У ■ ^ х-а^ х2. Для льно-соломки - прямолинейная функция для Мз и К, степенная для Са (табл. 6).

■ Таблица 6

Зависимость урожайности озимой ряи, ячменя и льна от уровня насыщения ЕКО обмегокми катионами Са, Щ и К (средние за 3 года)

Показатели, % от ЕКО Культура Уравнения регрессии Коэффициент корреляции

Са Ячмень Озимая рожь Лен(соломка) У-35,95 ♦ 0,43Х У-19.67 + 0.78Х У»21,84 + 2.01Х - 0.03Х2 0,62 0,63 0,64

№ Ячмень Озимая рожь Лен(соломка) У-25,74 + 4.04Х - 0.15Х2 . У-35,77 + 2.62Х - 0,096Х2 У-51.72 + 0.43Х 0,61 0,66 . 0,54

К Ячмень Озимая рояь Лен(соломка) У »45,66 + 3.12Х У »39,09 + 4.04Х У-52,12 + 1.77Х 0,69 0,68 0.66

Для установления зависимости продуктивности ячменя от уровней насыщенности ЕКО катионами при их более широких диапазонах был заложен вегетационно-полевой опыт. Степень насыщенности ППК катионами находилась в пределах: 38,1 - 51,8; 6.3 - 16,3; 2,6 - 5,4 в 1989 и 36,4 -53,6; 4.5 - 13.7; 2,1 - 4.6 % "от ЕКО б 1990 г. для Са. Мг и К соответственно. Следует отметить, что предполагаемых высоких уровней насыщения ППК катионами, особенно двухвалентными, достигнуто не было, что можно объяснить спецификой коллоидного комплекса дернозо-подзолистых легкосуглинистых почв. По-видимому, уровни насъщения кальцием 45 - 50, магнием 15 - 17 и калием 5 % от ЕКО являются верхними границами устойчивого предела насыщения этими катионами поглощающего комплекса данных почв.

Основные тенденции зависимости продуктивности растений от уровней насыщения ППК катионами, отмечечные в полевых условиях, проявились и в условиях вегетационно-полевого опыта.

ВЫВОДЫ

1. Количественный и качественный состав ППК дерново-подзолистой почвы, развивающейся на лессовидных суглинках, в минералогическом составе которого преобладает вермикулит-слюда-каолинитовая ассоциация тонкодисперсных минералов, в значительной степени зависит от содержания гумуса и колеблется под влиянием удо^оений,

2. Емкость катионного обмена находится в прямой зависимости от ' содержания гумуса: 10-12; 27-29; 51 мэкв/100 г почвы на фоне 1,5-1,8; 3,5-4.0 и 12,0-14,0 % гумуса соответственно. Она увеличивается на 2-3 мэкв/100 г при длительном применении навозной и навозно-минеральной систем удобрения и имеет тенденцию к снижению на фоне минеральной.

3. Длительное применение навозной и навозно-минеральной систем удобрения увеличивает, а азотные и калийные удобрения снижают содержание обменных катионов кальция и магния. Отмечено положительное влияние на содержание обменного кальция фосфорных удобрений. Изменения в содержании обменного калия обусловлены, в основном, применением калийных удобрений. •

Повышение содержания гумуса расширяло отношения Са : Ыв и, особенно, Са ; К. Это привело к уменьшению величины катионной активности ( К/Са+Мз ). показатели которой (0,05 - 0,0?) были наиболее благоприятны для растений при уровне гумусированности 1,5-1,8 %

4. Особенности коллоидного комплекса данных почв обусловливают предельные уровни устойчивого насыщения ППК обменными катионами, верхними границами которых являются: для Са - 45-50, Mg - 15-17, К - 5 % от емкости катионного обмена.

5. Способы внесения удобрений не оказывают закономерного влияния на изменение величины ЕКО и содержания обменных катионов в пахотном слое. Изменения в их содержании по профилю в большей степени обусловлены процессами почвообразования и связаны с распределением илистой фракции.

6. Внесение удобрений, особенно минеральных, значительно повышает величины активности калия и кальция на фоне 1,5-1,8 и 3,5- 4,0 56 ¡/му-са. Повышение гумусированности вызывает увеличение активности кальция и значений калийного потенциала (рК - 0,5рСа), причем, применение удобрений на всех уровнях гумусированности способствует изменению этого показателя в благоприятную сторону. Установлены тесные корреляционные связи между. урожайностью и термодинамическими показателями (г -0,72-0,91), что дает возможность использования их в качестве дополни-

тельных информационных источников при оптимизации условий питания растений.

7. Минеральная система удобрения приводит к заметному увеличению кислотности, а навозно-мннеральная сникает ее. Повышение гумусирован-ности сопровождается увеличением значений обменной кислотности. Обменная кислотность в составе гидролитической колеблется от 3,0-4,6 до 17,5-24,6 %. причем на всех уровнях гумускрсванности сна обусловлена, главным образом, обменным водородом.

8. Установлена тесная связь продуктивности озимой ржи, ячменя и льна-долгунца с уровнями насыщения ППК обменными катионами Са, Ме и К. Наиболее благоприятно отражающими условия минерального питания растений являются следующие уровни: Са - 40-50, Ня - 10-15, К - 4-5 % для озимой ран и ячменя; Са - 35-40, Мз - 13-17, К - 4-5 % от ЕКО для льна-долгунца. При ЕКО, равной 10-12 мэкв/100 г, это соответсвует 5,0-6,0, 1,0-1.8 и 0,4-0,6 мэкв/100 г Са, Мв и К для озимой ржи и ячменя и 3,5-4,8, 1,3-2,0 и 0,4-0,6 мэкв/100 г для льна-долгунца, т.е. отношение К : Ме : Са доглно иметь выражение как 1 : 2,5-3,0 : 9-10.

Для получения высокой продуктивности возделываемых культур и рационального использования удобрительных средств при агрохимическом обслуживании сельскохозяйственного производства необходимо учитызать степень насыщенности поглощающего гсомплекса обменными катионами кальция, магния и калия с целью обеспечения их содержания на уровнях, наиболее благоприятно влияющих на условия минерального питания растений и исключающих загрязнение окруиащей среда.

1. Горбылева А. И., Комаров ЛШ. 'Ооишзадия двойств почвенного поглощающего комплекса длительно удобряе;®« дервдэо-подзолистых легкосуглинистых почв //Интенсификация земледелия ¡и ,ее дивдние на экологию : Тез. докл. науч. -кок*.., ¡г. Жодино, 25 ¡мая 4909 ¡г. --Мр.. 1989.- С. «8-51.

2. Комаров М. М.. Влияние системы удобрен^ уровней гумусирован-ности на соотношения обменных катионов в поглсзздщэд¡комплексе дерно-

ПРЕДЛОШШ ПРОИЗВОДСТВУ

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ Ш "Ш ДИССЕРТАЦИИ