Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

УДОБРЕНИЯ И НЕТРАДИЦИОННОЕ АГРОХИМИЧЕСКОЕ СЫРЬЁ КАК ФАКТОРЫ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ АГРОЦЕНОЗОВ ЕВРОПЕЙСКОГО СЕВЕРО-ВОСТОКА

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "УДОБРЕНИЯ И НЕТРАДИЦИОННОЕ АГРОХИМИЧЕСКОЕ СЫРЬЁ КАК ФАКТОРЫ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ АГРОЦЕНОЗОВ ЕВРОПЕЙСКОГО СЕВЕРО-ВОСТОКА"



На правах рукописи (

ЧЕБОТАРЁВ Николай Тихонович

УДОБРЕНИЯ И НЕТРАДИЦИОННОЕ АГРОХИМИЧЕСКОЕ СЫРЬЁ КАК ФАКТОРЫ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ АГРОЦЕНОЗОВ ЕВРОПЕЙСКОГО СЕВЕРО-ВОСТОКА

Специальность 06.01.04 - «Агрохимия»

А етореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Москва 2007

Работа выполнена в ГНУ «Научно-исследовательский и проектно-технологическин институт АПК Республики Коми Россельхозакаде-мии», институте биологии Коми НЦ УРО РАН и Коми филиале ФГОУ ВПО «Вятская государственная сельскохозяйственная академия».

Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук

Лобода Борис Павлович

Официальные оппоненты: член-корреспондент РАСХН, доктор

сельскохозяйственных наук, профессор Завалнн Алексей Анатольевич

доктор сельскохозяйственных наук Коиончук Вадим Витальевич

доктор сельскохозяйственных наук Курганова Елена Васильевна

Ведущая организация: ГНУ ВНИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова

Защита диссертации состоится « 2007 г. в

-/у часов на заседании диссертационного совета Д 006,049.01 в Научно-исследовательском ннсппуте сельского хозяйства Центральных районов Нечернозёмной зоны.

Отзывы в двух экземплярах, заверенных печатью, направлять по адресу: 143026, Московская область, Одинцовский район, п. Немчи-новка-1, ул. Калинина, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИ СХ ЦРНЗ

Автореферат разослан «_»_2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат экономических наук

А.С. Мерзликии

О В ЩЛЯ ХАРАКТЕР! I СП! КЛ РЛКОТЫ

Актуальность проблемы. Повышение продуктивности агронсно-зов Европейского Северо-Востока требует неотложного решения вопросов сохранения и повышения плодородия почв, сокращения материальных к энер1стнческнх затрат на производство сельскохозяйственной продукции. Для этого региона характерны прохладное н короткое лето, поздние весенние и ранние осенние заморозки, что ослабляет рост растений н снижает потребление питательных веществ. Преобладающие здесь подзолистые и дер но во-подзол истые почвы характеризуются очень низким естественным плодородием и при резком сокращении объемов применения удобрений и мелиорантов подвергаются дегралашюнным процессам, которые сопровождаются снижением содержания тумуса, питательных веществ и ухудшением фтнко-хнмнческих свойств. Для широкого вое производства продуктивности «гроиенозов требуется разработка и освоение эффективных систем удобрении сел ьскохозяйстве иных культур, обес печи паю ших рациональное использование материальных ресурсов и возмещение в почву элементов шггания и органического вещества. Наряду с использованием дорогостоящих удобрений и мелиорантов важным резервом воспроизводства плодородия почв н источником элементов питаиия для растений является сравнительно дешевое местное агрохимическое сырьё — доломиты, фосфориты и цеолиты, запасы которых в этом регионе России весьма значительны, а изученность эффективности их применения в земледелии крайне недостаточная.

Вышеизложенное обусловливает актуальность исследований данной проблемы в условиях сильно выраженного дефицита баланса питательных пешеств и недостаточной изученности этого вопроса на Ce иеро-Востоке европейской части России,

Цель и задачи исследовании. Цель работы — изучение взаимодействия агрогенных и природ пых факторов, опенка значимости основных агрохимических параметров плодородия для развития более продуктивного и устойчивого земледелия с использованием удобрении, твести и местных агроруд.

Задачи исследований:

— оценить изменение агрохимических параметров плодородия ночв по результатам агрохимического обследования за период 19662004 гг. в условиях различного уровня иримене1;"п nrr,"',"ri""i'Ti" средств;

1 " iс л Тимирязева

- определить баланс элементов питания в пахотных почвах и выявит!. потребность в удобрениях и мелиорантах дли восполнения дефицита питательных веществ л почвах;

- установить степень зздрязнеиия почв тяжелыми металлами и радионуклидами;

— изучить влияние длительного применения удобрений, извести и агроруд на воспроизводство плодородия и продуктивности дерново-подзолистых почв;

— установить оптимальные агрохимические параметры плодородия дер ново-подзолистых почв и обосновать дозы удобрении, обеспечивающие формирование урожаев на уровне оно климат чес ко го потенциала региона;

— разработать приемы оптимизации гумусового состояния дерио-во-под золистых почв в условиях эколошзашпг земледелия и воспроизводства плодородия почв;

- дать энергетическую, экономическую и эколошческуга оценку применения агрохимических средств в агро ценозах.

Научная новизна работы. По материалам агрохимического обследования почв Республики Коми за 38-летний период дана комплексная опенка значимости основных показателен их плодородия для развития более продуктивного и устойчивого земледелия в регионе. Определены степень загрязнения почвенного покрова тяжелыми металлами и накопление их сельскохозяйственными культурами. На дерново-подзолистых почвах, относящихся к очень холодному подтипу сезон но-промерзающего типа Европейского Северо-Востока, в условиях короткого периода активных температур выявлены свойства дерн о во-под зол истых почв и режимы минерального питания растений в реальных условиях северного земледелия. Установлено влияние длительного применения удобрений, извести и местных агроруд на вое произведет по плодородия и продуктивность дер ко во-подзол истых почв. Рассчитан баланс гумуса в кормовом севообороте и при длительном внесении минеральных удобрении по различным фонам извести при возделывании многолетних трав. Дана энергетическая, экономическая и экологическая оценка применения удобрений, нзпестн и агроруд в агропенозах.

Установлены оптимальные параметры основных показателей агрохимических н агрофизических свойств почвы и определены экономически целесообразные способы их регулирования. Изучено влияние разных систем удобрений и местного минерального сырья на продуктивность агроценозов, их качество и экологическую безопас-

»осн. продукции. Установлено, что анал и шм содержащие минеральные НОрОЛЫ (ЛИ, иСОЛНТ) ЯВЛЯЮТСЯ Ite ТОЛЬКО ИСТОЧНИКОМ ЗОЛЬНЫХ элементов шпания растений, но н активным сорбентом бнофильных элементов. Органические и минеральные удобрения и местные агро-руды снижали реакцию почвенной среды, увеличивали содержание гумуса и элементов минерального шгтання, улучшали физические свойства и продуктивность пахотных почв.

Защищаемые положения:

- комплексное применение органических и мннералЕ>ных удобрений, известковых материалов н агроруд является непременным условием разни шя более продуктивного и устойчивого земледелия на бедных дер;юно-подзолистых почпах Севера;

- обоснование прогнозирования бездефицитного баланса гумуса в arpo ценозах н приёмов повышения эффективности удобрений и мелиорантов в регионе;

- длителЕ.иое применение органических и минеральных удобрений, извести н честного минерального сырья на слабо- и средне-окультуренных почвах в кормовом севообороте является наиболее эффективным приёмом повышения продуктивности дерново-нодзолистых иочв.

Пракгичсская значимость и реализация результатов iicc.iедина ни ií, На основании многолетних комплексных исследований на л ер и о и о-под jai ист i.IX и подзолистых почвах рекомендованы перспективные кормовые севообороты, оптимальные дозы удобрений, извес-111 и местных агроруд — доломшов, цеолитов, фосфоритов - для использования п сельскохозяйственном производстве, особенно па легких почвах с низкой емкостью поглощения. Разработаны агроэ ко логические подходы к оптимизации воспроизводства плодородия и продуктивности дер ново-подзол истых почв в регионе. Предложены эффективные дозы и сроки применения торфонавозного компоста и инвест с пепол [»зеванием минеральных удобрений ц дозах по выносу элементов шгтання планируемым урожаем. Вышеизложенное позволяет создать бездефицитный бхтапс органического вещества в пахотных дер ново-подзол истых почвах, повысить эффективность и экологическую безопасность применения агрохимических средств.

Анрпбанин работы. Основные результаты исследований доложены на Международных, Российских и Республика неких конференциях и совещаниях: «Проблемы антропогенного почвообразования» (Москва, 1907, 199S); «Растительные ресурсы и биотехнология в агропромышленном комплексе» (Владикавказ, 199ÍÍ, 1999); «Развитие

агропромышленного комплекса в зонах рискованного земледелия» (НошКузнецк', 1998, 1999); «Эколого-популятюнный анализ кормовых растений естественной флоры, интродукция и использование» (Сыктывкар, 1999); «Совершенствование методологии исследований фосфатного режима почв» (Москва, 1999); Ш съезде Докучаевского общества почвоведов (Москва, 2000); Всероссийском совещании Географической сети опытов с удобрениями (Москва, 2001), «Актуальные проблемы земледелия на современном этапе развития сельского хозяйства» (Пенза, 2004); «А гроз коло ги чес кие функции органического вещества почв и использование органических удобрений н биоресурсов в ландшафтном земледелии» (Владимир, 2004).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 42 работы, в том числе I учебное пособие (в соавторстве) и 14 научных статей а изданиях, рекомендуемых ВАК РФ.

Об кеч и структура работы. Диссертация сосго!гг из введения, 7глап, выводов н предложений производству, изложена па 295 страницах машинописного текста, содержит 96 таблиц, 6 рисунков и 14 приложений. Список литерату ры включает 479 источников, в том числе 42 на иностранных языках.

УСЛОВИЯ II МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Район исследований расположен в северо-восточной части Русской платформы в Онего-Двииской провинции среднетаежных дерново-подзолистых и подзолистых почв. Почвообразуюнше породы — покровные и моренные суглинки. Климат территории - умеренно-коктннеитальный, умеренно-холодный. По данным метеостанции г. Сыктывкара в крайне холодные или теплые годы среднегодовая температура воздуха может отклоняться от среднем нотлетней величины {-(),4вС), колеблясь от -2еС до +2,5°С.

Дер по во-п од зол истые почвы средней тайги по температурному режиму относятся к очень холодному подтипу сезонно-промерзающего типа и характеризуются коротким периодом активных температур, небольшими тепловыми ресурсами. Благоприятные для начала вегетации растений температурные условия в слое 0-20 см наступают во второй половине июня, иногда в начале июля и сохраняются в течение 3-4 месяцев. Сумма температур выше 10°С составляет 1454°, мощность зоны активных температур в редкие годы достигает 70-80 см, чаще всего варьирует в интервале 40-55 см. Поэтому

максимум мнкропассления и биологической активности приходтся на верхние почвенные горизонты. Пониженные температуры препятствуют также н глубокому проникновению в почву корней растений.

Валовой химический состав освоенных дерново-подзолистых поп о указывает на наличие иодзолообразовательного процесса. Обезыли-вапис верхней часгн профиля объясняется в ос но ином процессами разрушения и л и носа ила. Облегченная толща относительно обогащена БЮг и обеднена СаО, В то же время в кислых к ненасыщенных основаниями горизо1ггах отмечается слабое биогенное накопление -железа, кальция, магния, кшшя, фосфора, азота. Состав гумуса - фулышный, фракции, связанные с кальцием» отсутствуют, 1умус отличается высокой подвижностью. С подзолообразованием взаимодействуюгтакне свойства, как низкая емкость поглощения, нс-насышсшюсть поглощающего комплекса основаниями, обуслонлен-ност1. обменной кислотности алюминием.

Методика проведения полевых и лабораторных исследований. Исследования проводили на следующих стационарных опытах в ОПХ «Северное» ГНУ «НИПТИ АПК Республики Коми Россельхозакаде-мнн»:

О мм г по заданию 06.02.01. «Провести исследования по комплексному применению удобрений в кормовом севообороте и воспроизводству плодородия средненодзолисгых почв северной части Евро-Северо-Востока России». Ошлт п 2002 г. внесен в «Реестр аттестате длительных опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами РФ». Исследования ведутся с 1978 г. в шссгннолыюм кормовом севообороте со следующим чередованием культур: картофель; однолетние с подсевом многолетних злаковых трав; многолетние злаковые травы I г.н.; многолетние злаковые травы 2 т.п.; однолетние травы; картофель.

Исследования проводились в стационарном опыте в 1978-2004 гг. на дерново-подзол ист ой легкосуглинистой средне о культурен ной почве.

Перед закладкой опыта агрохимические показатели пахотного слоя почвы (0-20 см) были следующими; содержание гумуса - 2.1-2,5%, Нг — 3,1-4,2, Я - 10,3-15,5 мг-эквЛ 00 г почвы, рНкп - 4,8-5,5, V - 7580%, содержание подвижною фосфора (Р.О^) по Кирсанову - 184-227 и обменного калия (К20) — 146-190 мг/кг почвы. Схема опыта: без удобрений (контроль); МРК; ТНК 40 т/га; ТНК 40 т/га + ЬГРЬС; ТНК 80 т/га; "ГНК 80 т/га + ЫРК. Сорта возделываемых культур в кормовом севообороте: картофель «ПриекульскиЙ ранний», «Невский»; го-

pox «Казанский», «Уладовский»; овес «Горизонт», «Нарым»; тимофеевка луговая «Ссверодви некая 18», овсяница луговая «Цнлемская». Органические улоСрения вносили в форме торфонавозного компоста (ТНК), агрохимические показатели которого были следующими: рНко — 7,3-7,5; сухое вещество - 28-30%, зольность — 20-22%, содержание общего азота - 0,52-0,60 обшего фосфора - 0,50-0,56; общего калия - 0,42-0,48%. Для восполнения выноса элементов питания растений ежегодные дозы минеральных удобрений составили (кг/га Л.п.): под картофель — М^Р^К^в; горохоовсяную смесь - М^Р^Кц»; многолетние злаковые травы - Ni;P3:K.i;3- Для расчета доз минеральных удобрений по культурам сенооборота применяли общепринятые коэффициенты использования питательных веществ из удобрений (в %): азог — 50, фосфор — 20, калий — 60; из почвы: азот —20, фосфор - 5, калий - 20,

Планируемая урожайность зеленой массы горохоовсяной смеси — 200, многолетних зрая — 150, картофеля - 150 ц/га. Площадь опытной делянки - 200 м2, иовторность опыта 4-кратная. Учет урожая — сплошной, поделяночный.

Опыт по заданию 09.01.01. «Провести исследования по изучению шшяния извести и минеральных удобрений на ночвенно-раститсльиую систему». Этот длительный опыт проводится с 1983 г. на дерново-подзолистой среднесуглинистой слабоокультуреннои почве, в 2006 г, он внесен в «Реестр аттестатов длительных опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами РФ». Перед за-клаакон опыта агрохимические показатели почвы были следующими: гумус - 1,3-1,8%; рНка-3,9-4,4; Нг - 5,0-7,1; S - 6,3-7,1 мг-эквЛОО г почвы; P-Os - 48-81 и КгО - 66-100 мг/кг почвы.

Схема опыта: без удобрений (контроль); известь 1,0 т.к.; известь 2,0 г.к.; NPK; известь 1,0 г.к. + NPK; известь 2,0 г.к. + NPK.

В опыте возделывалась бобово-злаковая травосмесь (клевер луговой «Трио», тимофеевка луговая «Северодвинская», ежа сборная «Хльшопскзя»}. Учет урожая — сшющной, поделяночный. Плоишь делянки - 50 мг, иовторность опыт 4-кратная. Известь в опыте вносили в 1983 году, в последующие годы изучали се последействие. Минеральные удобрения применяли ежегодно в дозах но выносу NPK на планируемый урожай зеленой массы (150 ц/га). Доза удобрений составляла nvj'jjktj.

В качестве объектов изучения были местные агроруды 'Гнманского месторождения: аналышмсодержащая порода (ЛП, неолит), доломиты и |{юс|}юрить!. Агроруды не обогащались. Перед внесением в почву их

измельчали на механической мельнице (доломты, фосфортгты) и гид-paraiiiiOHiiijM способом (АП). В результате получали доломитовую и фоа^юрнтиую муку, OI вечающую требованиям ГОСТа, Глыбистую анал ы щ чсодсржап[ую породу измельчали в крошку, представленную на 80% агрономически ценными фракциями. Содержание анальиима в измельченной пороле достигало 30%. Химический состав валового элементною состава изучаемых агроруд показал, что доломитовая мука содержиг 52% Са и Mg или 99% в форме карбонатов кальция и магния, чго существенно превышает нижнюю границу их содержания по ГОС Ту (85%, сорт 2). Лгроруды но содержанию тяжелых металлов и радионуклидов безопасны. Фосфоритная мука из местного сырья содержит более 26% PiO^ что также превышает нижнюю границу содержания подвижного фосфора но ГОСТу. При этом часть «(юсфора, растворимая «0,211 [1С!, достигает 31% ог валового количест на (табл. I).

Для вминленнн эффективности местных агроруд на полевые кулыуры в 1994-2000 гг, в совхозе «Пригородный» Сыктывдинскою района Республики Коми проведено 5 нолевых опытов:

1, «Изучить эффективность доломитовой муки на плодородие и продуктивность дерново-подзол и стой среднесу глинистой новоосво-енной почвы». Перед закладкой опыта агрохимические показатели были следующими: гумус - 2,06%, рНксг - 4,0, P2Oj - 30,0, KjO — 79,0 мг/кг почвы, СаО - 4,1, MgO - 1,04 мг-эквУЮО г почвы. Схема опыта: без удобрении (контроль); ДМ 2,5 т/ra; ДМ 5 т/га;

ДМ 2,5 т/га + Мс&РбоК«; ДМ 5 т/га + ЫбсРсоК«,. Площадь опытной делянки - 50 м2, повторность опыта 4-кратная.

2. «Определить влияние анальцнмсодержащей породы (ЛИ — пео-лиг) на свойства дерново-подзолистой суглинистой новоосвоенной почвы н сё продуктивность». Агрохимические показатели почвы были следующими: гумус -2,12%, pi feci -4,3, P*Os -28,2, К:0 -110,2 мг/кг почвы, СаО -1,1 н MgO -1,47 мг-эквЛОО г почвы. Схема опыта: без удобрений (контроль); ЛИ 5 т/га; АП 10 т/га; N«>; ЛИ 5 г/га + NV; ЛИ 10 т/m t NV Площадь опытной делянки - 50 м2, повюрность опыта 4-кратная.

В этих опытах агроруды н минеральные удобрения вносили в 1994 г., а с 1995 г. изучали их последействие — без удобрений и с ежегодным »несением NPK: в опыте с доломитовой мукой - NV>PbcK</,; с ЛП (цеолитом) — N«>.

Тайлииа I

Валовое содержание основных элементов питания и токсикантов в местных агрорудах Республики Коми

Элементы Доломитовая мука (ДМ) Фосфоритная мука (Рф) А нал мшм содержащая порода (АП, неолит) пдк в почве

Макроэлементы, % на абсолютно сух\то массу

— 28.9 62,9 —

А1,0, — 5.3 19,7 —

Ре-О, 0,2 3.1 3,9 —

СаО 30,4 27,8 0,7 —

МрО 21,7 1.0 1 *> 1 к, —

К,О 0.3 1.6 2,4 —

N3.0 0.1 4,2 3.9 —

РгО< 0,0 26,6 0,2 1 —

Микроэлементы и тяжелые металлы, мг/кг вешества

РЬ 1.2 ! 6,3 58,0 32,0

01 0,2 0,1 0,1 3,0

7-п 13,1 1 53,4 32.0 100,0

Мл 53,5 1450,0 1174,0 1500,0

Со 2,7 | 4,3 зл 15,0

N1 4,8 1 31,3 18,6 85.0

Си 4,3 | 2.1 2.2 55,0

Сг 3,6 I З.б 4,2 6,0

Радионуклиды, б к/кг

137 28,4 < 12,0 <4,5 451*

К 40 102.6 <1,4 <519,6 751*

ТЬ 232 21Л <9,5 28.4 54*

К а 226 74,3 150,0 9,3 148* |

* Кларк в земной коре.

3. Полевой модельный опыт: «Провести исследования но изучению влияния фосфоритной муки на п о чвен но-растительную систему». Опыт проводился на дерново-подзолистой среднесуглннисгой слабоокультурснной почве, которая характеризовалась следующими агрохимическими показателями: гумус - 2,0%, рНКа - 5,2, Рг05 -35,6, КаО - 82,2 мг/кг почвы, СаО - 2,8 и МдО - 1,4 мг-эквЛОО г почвы. Схема опыта: без удобрений (контроль); фосмука 266 кг/га д.в. Площадь опытной делянки — 10 м% повторность опыта 4-кратная.

4, Полевой .молельный опит «Определить эффективность аиаль-анмсолержашей породы (ЛП, цеолит) на плодородие и продуктивное п. подзолистой песчаной новоосвоенной почвы». Перед закладкой опыта агрохимические показатели были следующими: гумус - 1,25%, рНкп - 5,36, - 36,2, К;0 - 49,2 мг/кг почвы, СаО - 2,3 и -3,2 мг-экв,ЛОО г почвы. Схема опыта: без удобрений (контроль); ЛП 20 т/га; КлРмК^; ЛП 20 т/га * К^Р^К«»- Площадь опытной делянки - 10 м% повтор: юсть опыта 4-кратиая.

5. Полевые модельные опыты но изучению перемещения шгга-тельиых веществ в почве из очага удобрений размещали на делянках длиной 10 м и шириной 1 м. Очаг из агроруд в виде сплошной деты шириной 1 см помещали на глубину пахотногогоризонта. На различном удалении ог очага удобрений исследовали изменение агрохимических свойств почвы, ни гроге позную активность, дыхание почвы. Опыты проводили на дер ново-подзол истой среди есугл инистой почве в различных условиях микрорельефа, окультуренности и пироморфизма.

Дерново-подзолистая среднесу глинистая слабой культ у ренная почва полевого модельного опыта:

а) микроповьштение: гумус - 1,85%, рНка-4,9, Рг05 - 140,0, КгО -130,0 мг/кг почв 1.1, СаО — 5,4, \tgO - 3,2 мг-эквУЮО г почвы;

б) микроповышение: тумус - 1,28? о, рНКа -4,18, Р-05 - 92,0, К20 -22,0 мг/кг почвы, СаО - 2 А М^О - 1,5 мг-экв./100 г почвы;

в) временно переувлажненная почва: гумус - 1,21%, рНка - 4,3, Р;05- 15. К20 - 52,0 мг/кг почвы, СаО -0,8, N^0-0,4 мг-эквУЮО г почвы.

Во всех опытах с местными агрорудами возделывали горохоовеяную смесь (горох «Уладовский», овёс «Горизонт-»). Скашивали зеленую массу в фазе молочно-восковой спелости овса. Учёт урожая — сплошной, ноделяночный. Минеральные удобрения п опытах вносили в форме аммиачной селитры, двойного суперфосфата и хлористого калия.

В работе использовали следующие методы анализов:

* >' чочпе: гумус - ГОСТ 26213-91, общий азот - ГОСТ 26107-84, гидролитическая кислотность - ГОСТ 26212-91, сумма поглощенных оснований - ГОСТ 27821-88, рН в солевой вытяжке - ГОСТ 26483-85, подвижный фосфор и обменный калий - ГОСТ 26207-91, валовой анализ биофильпых элементов в почве и удобрениях — абсорбционным и ренгенофлюоресцснтным (УКА-ЗЗ) методами, содержание тяжелых металлов в почве и с.-х. продукции - атомно-абсорционным

методом, калЫ1 nil и мапшй — комплекснометрнческн, лабильные формы гумуса — по схеме Пономаревой-Плотниковой (1982), гранулометрический состав почвы — но Качинскому (1986), объемная и удельная масса почны — по методике кафедры земледелия ТСХА (С.А. Воробьев м др., 197Î ), наименьшая ал агоем кость — методом заливки площадок, влажность устойчивого завяла! шя (ИЗ) — методом проростков по Долгову (1978), разложение клетчатки » почве — по методике U.C. Воетрова и Л.Н. Петровой (1969), индуцированное «дыхание» почвы — рсспирометрическим методом (Панников, Мнрчинк, 1985), потенциальная активность аз от фиксации почв — по методике З.И. Егорова (1984); актуальная в почвах и симбиотнчсская у растений гороха в сосудах фиксированной емкости;

* н растениях: азот общий — фогоколометрическим методом, сырая клетчатка - по Ген небе pry и Штоману (1969), сырая зола — сухим оголением и муфельной печи, фосфор — по Курмису (1974) ванадомо-либдатным методом, калий — на пламенном фотометре после сухого озоления, кальций — трилонометрическн, кормовые единицы, БЭВ, сырой протеин - расчетным методом, нитратный азот — ион ©селективным методом, азот л углерод — методом пповой хроматографии. Урожайные данные, результаты анализов почв и растений обработаны методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1985). Учет объемов пожнивно-корневых остатков растений и расчет их количества проводили по методике A.M. Лыкова (1982). Наблюдения и исследования в опытах проводили но методикам, изложенным в следующих работах: Агрохимические методы исследования почв. М.: Наука, 1985; Доспехов С.А. Методика полевого опыта. М., 1965; Методика опытов на сенокосах и пастбищах ВНИИ К. М., 1971.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ДИНАМИКА АГРОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛИ!

ПАХОТНЫХ ПОЧВ В РАЗЛИЧНЫЕ ПЕРИОДЫ ХИМИЗАЦИИ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ РЕСПУБЛИКИ КОМИ

Плошали дерново-подзолистых почв в пашне Республики Коми составляюг 90,7%. Остальные 9,3% пашни — почвы шдроморфные аллювиальные и болотные шпинкыс торфяные.

По уровню химизации растениеводства за 38 лет в регионе выделяется четыре периода: начало химизации (1966-1970 гг.), интенсивная

химизация (1971-1993 гг.), спад химизации (1994-1997 гг.), низкий уровень химизации (1998-2004 гг.). В начальный период химизации в респ> блике ежегодно известковалось около 9 тысяч га (табл. 2). В дальнейшем была достигнута определенная цикличность, от половинных доз известковых материалов перешли к внесению полных доз, и к 1990 г. ежегодные обьемы известкования достигли 20 тысяч га. В начале 70-х гг. стали проводтъея работы по фосфорнтованию почв. За период с 1971-1993 тт. в регионе было гтрофоефоритовано около 100 тыс. га, в последние годы объемы фосфоритовання упали до 2,5 тыс. га.

В начале периода химизации объемы внесения минеральных удобрении составляли 78 кг/га д.в., в период интенсивной химизации они возросли до 153 кг/га д.в., начиная с начала 90-х годов обьемы использования минеральных удобрений снижались, в 1994-1997 гг. их количество составило 46 кг/са д.в., а в настоящее время - лишь 21 кг/га д.в. Одновременно уменьшались обьемы использования органических удобрений, что привело к падению продуктивности пашни и урожайности сельскохозяйственных культур. Так, если среднегодовая урожайность картофеля в 1971-1993 гг. составляла 144 ц/га, то к началу 2000-х гг. она снизилась до 126 ц/га, продуктивность пашни затогже период—с 14,4 до 8,3 ц'газ.е.

Гумусоное состояние почв. Содержание гумуса в почвах пашни оцепи пади по результатам агрохимического обследования земель республики. Установлено, что преобладающая часть пахотных почв имеет низкое содержание органического вещества, что в условиях Севера определяет низкое содержание минерального азота в почвах.

В 1994 г, содержание гумуса в почвах пашни было преимущественно низким, доля таких почв составляла 89%. Площадь же с высоким содержанием гумуса составила менее одного процента (рис. 1). Последнее агрохимическое обследование почв пашни показало, что на 1.01.2004 г. плошали почв с низким содержанием |умуса в пахотных почвах увеличились (на 7%) вследствие снижения объемов внесения органических удобрений и поступления растительных остатков в почву.

Реакции почвенной среды. Данные агрохимического обследования пахотных земель в период начала химизации (1966-1970 гг.) сви-летельс1вуюг о том, что количество почв с кислой реакцией среды составляло 86%, близких к нейтральным и нейтральных - 14%, средневзвешенная величина рН^.а равнялась 4,8.

Таблица 2

Изменение показателен плодородия почв, применения удобрений и агромелморантов и продукт! юн ости пашни Республики Коми в различные периоды химизации земледелия за 38 лет

Показатель Начало химизации (19661970 гг.) Интенсивная химизация (19711993 гг.) Спад f Низкий хнмиза- 1 уровень un и I химиза-(1994- щги (19981997 гг.) I 20СМ гг.)

Реакция почвенной среди

Средне в» вешен пая величина PIW, 4,8 5.3 [ 5.0 4,3

Всмо кислых почв, % S6.0 76.6 1 71,5 75,5

в т.ч. сильно- и средт(скислых, % 51,6 32,9 25,9 29,0

Нейтральных и близких к центральным 14,0 23,4 28,5 24,5

Подвижный фосфор

Среднемвешенная величина PjOi, чг/кг почвы 135 138 166 ICI

11лошали с пониженным содержанием PjOj мг/кг почвы (до SÛ мг/кг), % 24,9 13,8 13,4 12,6

Со средним и высоким содержанием ïyDj мг/кг почвы (>50 мг/кг), % 75,1 86,2 86,6 87,4

Обменный калий

Средневзвешенная величина KiO. мг/кг почвы 158 169 156 143

Плошали с пониженным содержанием KiO (до 80 мг/кг), % 23,5 23,7 36,7 40,7

Со средннм и высоким содержанием К;0 (> 80 мг/кг). Va 76.1 76,3 63,3 59,3

Гумус

Средневзвешенное содержание rvMvca. % - - 2,10 1,87

Среднегодовое применение агрохимических среде™

И }нест кование почв. тыс. ia 9,1 I 18,9 1 3,6 2.3

Фосфор итование, тыс. га - 11.7 3.3 2.5

Внесение минеральных vaoCpeKMiS (NPK), кг/га д.в. 73 153 46 21

Внесение органических удобрений, т/га 11 16 S б

Среднегодовая продуктивность пашни

Урожайность картофеля, и/га 134 144 130 126

Продуктивность пашни, ц'га зерновых единиц 10,1 14,4 9,9 8,3

•1.0 г.1-ю з,1 «> 4.1-5.0 млн »6.»

Рис. 1. Распределение пахотных почв Республики Коми по содержанию гумуса, % ог обследованной площади

И период интенсивной химизации (1971-1993 гг.) средневзвешенный показатель рН составил 5,3; площади кислых почв снизились до 76,6%, доля нейтральных и близких к нейтральным почвам возросла до 23,4%. Снижение кислотности ночв произошло и связи с повышением объемов известкования (до 18,9 тыс. га ежегодно), фосфорнто-вания (11,7 тыс. га) и внесения повышенных доз органических удобрений (16 т/га). В последующие голы объемы применения средств химизации резко снижались, к 2004 г. количество кислых ночв стало увеличиваться (до 75,5%).

Такой режим почвенной к пел от и ост л можно было бы признать удоллетиорптелынлм, рассчитывая на приемлемый уровень плодородия и в дальнейшем полагаясь на последействие высоких доз извести, внесенных в течение 10 и более лет. Вместе с тем малые масштабы известкования в последние годы не дают основания для такого оптимизма, и реальная необходимость требует резкого повышения объемов известкования, фосфор иго вания н внесения органических удобрений.

Фосфатный режим пахотных почв. За период с 1966 по 2004 гг. средневзвешенное содержание подвижных форм фосфатов в почвах возросло ог 135 до 161 мг/кг, а доля пахотных земель с повышенной и высокой обеспеченностью этим элементом питания (более 50 мг/кг) увеличилась с 75 до 87%. В период начала химизации (1966-1970 гг.) низкообеспеченных фосфором ночв (< 50 мг/кг) было 25%, а высокообеспеченных — 75%. В период интенсивной химизации средневзвешенная величина подвижных фосфатов увеличилась от 132 до

188 мг/кг. Доля низкообеспеченных почв снизились до 14%, а почв с высоким содержанием фосфора стало больше на 11% (86,2%). В последующие периоды (1993-2004 гг.) содержание подвижных фосфатов в почве стабилизировалось, средневзвешенная величина P2Oj была в пределах 160-166 мг/кг. Доля почв с низким содержанием фосфора- 13-14% и с высоким содержанием — 86-87%, что объясняется длительным последействием ранее внесенных фосфорных удобрений.

Дннамнка калийного состояния почв. За период с \966 по 2004 гг. средневзвешенный показатель обменного калия заметно снизился со 158 до 143 мг/кг. За период с 1966 по 1993 гг. почв с пониженным содержанием калия было около 24%, а с высоким его содержанием - 76%. В последующие годы (1994-2004) в связи с резким снижением объемов внесения катимых удобрений (8-15 кг/га д.в.) доля почв с пониженным содержанием калия увеличивалась, к 2004 г. их площади составили 40,7%, что практически в два раза больше, чем за период 1966-1993 гг. Это указывает на сильное снижение содержания казня а почвах за последние 10 лет.

Микроэлементы и тяжелые металлы в пахотных почвах. Обеспеченность почв микроэлементами в знач!гтельной мере зависит ог степени их о культурен и ости, в частности от содержания гумуса и реакции почвенной среды. Так, с увеличением содержания органического вещества на кислых почвах содержание бора и меди возрастает, а на известкованных и ней] ральных — снижается.

По данным агрохимического обследования по состоянию на 1.01.2004 г. следует, что почвы пашни достаточно высоко обеспечены медью (89%), средне обеспечены бором (43%), марганцем (43,8%), слабо обеспечены серой (86,4%) и шгаюм (36,1%). В целом для повышения урожайности сельскохозяйственных культур на почвах республики необходимо вносить борные, ме.ть- и щшксодержашие удобрения. Тяжёлыми металлами и радионуклидами почвы республики не загрязнены.

В последние годы в почвах пашни наблюдается отрицательный баланс основных элементов питания: азога — 1,7 кг/га, ({юсфора — 4,7 и калия - 29,2 кг/га. Расчеты показали, что для восполнения выноса питательных веществ н повышения содержания органического нсшества почв пашни ежегодно необходимо вносить в почву 15 тыс. т д.в. минеральных удобрений, в т.ч. N - 6, P^Oj - 4 и К20 - 5 тыс. т., и увеличить объемы применения органических удобрений до 10-15 т/га пашни.

ВОСПРОИЗВОДСТВО ПЛОДОРОДИЯ И 11РОДУКТ11ВИОСТП ПАХОТНЫХ ПОЧВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ УДОБРЕНИЙ

Изменение физико-химических споцав почв «г применении удобрении к мелиорантов

Важнейшее значение в воспроизводстве почвенного плодородия принадлежит органическим удобрениям, которые в сочетании с минеральными и другими агрохимическими средствами оказывают многостороннее положительное действие на все важнейшие агрономические показатели и функции почв.

Ддшельное применение (27 лет) органических и минеральных удобрений в кормовом севообороте (табл. 3) оказало достоверное влияние на изменение основных агрохимических свойств дерново-подзолистон почвы. Наиболее значительным было увеличение содержания гумуса при использовании одних органических удобрений (на 0,1-0,6%) и совместного внесения органических и минеральных удобрений (на 0,7-0,8%) в сравнении с исходным его содержанием. При внесении одних минеральных удобрений содержанке гумуса и почве за период исследований не изменит ось, его количество осталось на прежнем уровне (2,5%). Это указывает на то, что источником накопления углерода в почве при внесении ^К являются только корневые и пожнивные остагки возделываемых культур, которых явно недостаточно для расширенного воспроизводства органического вещества

1ЮЧВЫ.

Однако важным результатом наших исследований является то, что в вариаше без применения удобрений в течение практически 30 лет удалось сохранить исходное содержание гумуса (2,1%) и достаточно высокую среднегодовую продуктивность (2,6 т/га сухого вещества) кормовых культур за счег поступления в почву растительных остатков (2,5 т/га сухого вещества), в первую очередь многолетних трав, их минерализации и гумификации под действием микроорганизмов.

Удобрения оказывали значительное влияние на обменную кислотность почв. В-вариантах с минеральными удобрениями и без них отмечено подкисленис почвы (на 0,6-0,7 рНка) вследствие использования физиологически кислых удобрений, выноса и вымывания кальция и магния из почвы и замещение их нонами водорода

Таблица 3

Влияние XI нтель но го применен«я удобрений в кормовом севообороте на агрохимические свойства

дерново-подзол ист он почвы (0-20 см)

Вариант Гум)сЛо Г'Нш Нг I 5 1'30, 1 К;0

мг-зкв. на 100 г. почин мг/кг почвы

1978 г. 2004 г. 1978 г. 2004 г. 1978 г. 2004 г. 1978 г. 2004 г. 1978 г. 2004 г. 1978 г. 2004 г.

1>ез >добрс1шГ1 (контроль) 2,1 2,1 5.5 4.8 3,1 3,9 юз 11,1 223 205 116 87

ЫРК 2.5 2.5 5,4 4,8 3,4 4,0 14,8 10,0 201 584 156 215 163

ТНК 40 тг'га 2.5 2.6 5.2 5.1 3,7 4.0 15,3 11.0 211 486 148

ТИК 40 т/га + 2,1 2,9 4.8 5,3 4.2 4,3 13.3 10,0 184 541 181 216

ТИК 80 т/га 2,-» 3.0 5.3 5.5 3.8 3,6 15,5 10.4 201 418 170 190

1Ж80т/га + ЫРК 2.3 3.0 5,3 5,7 3,6 3,5 13.2 10,1 227 385 190 232

Таблица А

Изменение свойств де рн ово-н 0.110.1 ист он почвы под ал »и ни ей минеральных удобрений и ювссти

(0-20 см)

Г>м)с,% Нг К ЬО, К,О

Вариант нгокв. на 100 г. почвы мг/кг почвы

1983 г. 2004 г. 1983 г. 2004 г. 1983 г. 2004 г. 1983 г. 2004 г. 191(3 г. 20(34 г. 1983 г. 2004 г.

Ье1удобрений (контроль! 1.8 1,7 3,9 4,3 5,0 3,6 6,3 6,0 63 57 78 65

И шесть 1 г.к. 1.6 1.8 4.0 5.0 6.6 2.7 7.1 7.5 48 75 66 51

И1вестъ2г.к. 1.5 Ц9 4.1 5,6 6.2 1,7 6,4 8.1 52 116 85 68

1.8 .1,6 4,2 4.0 5,9 4,6 6.« 8.0 77 415 75 111

Издепь 1 г.к. + ЫРК 1.4 1,8 4.4 4,6 7,1 3,5 6,5 7,9 81 436 90 148

Известь 2 г.к. + ЫРК и 2,0 4,3 5.0 5,9 1.8 7,0 8,2 59 489 100 179

Применение органических удобрений и их совместное и с пользование с минеральными способствовало снижению обменной кислотности (на 0,1-0,5 сл. pli) за счет внесения значительного количества катионов кальция и мапшя с торфонавозным компостом и их действием наПИК. Установлено значительное повышение содержания подвижных форм фосфора и калия от вносимых удобрений. Наиболее высокое содержание этих элементов обнаружены в почве, на которой ежегодно вносились минеральные удобрения (повышение на 388 и 59 мг/кг почвы). В вариантах с органическими удобрениями количество фосфора и калия увеличилось на 220-270 и 15-20 мг/кг почвы со-отвекгтвенно. Существенное повышение содержание бнофнльных элементов отмечено при совместном использовании ТНК и NPK (PiOj на 160-360 и К20 на 35-40 мг/кг) за счег минералнзашнт ТНК и растительных остатков сельскохозяйственных культур. Минерализация органического вещества проходила более интенсивно, так как минеральный азот является питательной средой для различных групп микроорганизмов, что позволило ускорить переход элсмс!ттов питания в доступную для растений форму.

Длительное использование (22 года) минеральных удобрений, рассчитанных по выносу элементов минерального литания урожаем многолетних трав, по двум фонам извести (1,0 и 2,0 г.к.) оказало эффективное воздействие на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы (табл. 4).

Известь, внесенная в почву, способствовала переводу трудиоус-вояемых форм элементов питания растений в легкодоступные, снижала кислотность почвы за счег поступления в ППК катионов кальция и магния, замене ими ионов водорода н алюминия, тем самым создавала оптимальные условия для питания растений. Повышение урожайности культур привело к росту объемов растительных остатков, их гумификации и минерализации, повышению содержания органического вещества и элементов питания растений о почве.

Наиболее существенным было увеличение содержания гумуса в вариантах с известью (на 0,2-0,4%) и с минеральными удобрениями, внесенными по фону извести (на 0,4-0,7%). В вариантах с одними минеральными удобрениями и без удобрений отмечено некоторое снижение содержания гумуса (0,1-0,2%), что объясняется подкисленисм почвы этих вариантов (0,4-0,8 ел. рН) за счет внесения физиологически кислых минеральных удобрений и, видимо, некоторому замедлению процессов гумификации растительных остатков.

Без применения удобрений (контроль) в почвах отмечалось значительное снижение содержания элементов питания. Наиболее существенное повышение содержания подвижных фосфатов и обменного калия бьыо в вариантах с минеральными удобрениями (Р^О; — 338, К^О — 36 мг/кг) и применения их на фоне извести (РгО$ — 405-430, К^О — 58-79 мг/кг).

Исследования в кормовом севообороте показали, что удобрения активизируют микробиологические процессы в почве. Так, за два месяца разложение целлюлозы под однолетними травами в вариантах совместного внесения МРК. и ТНК составило 30-42%, под многолетними травами — 24-28%, картофелем — 32-45%, тогда как в контроле эти показатели составляли 23, 18 и 21% соответственно. Применение ЫРК по фону извести усиливало микробиологические процессы в почве и повышало интенсивность разрушения целлюлозы на 45-58% при 25% на контроле. ТНК и его совместное внесение с КРК снижали объемную массу на 0,1-0,4 и удельную массу па 0,2-0,5 г/см3 соответственно. В вариантах с и без удобрений физические свойства почвы практически ие изменялись. Подобные явления в меньшей степени наблюдались в опыте с известкованием.

Содержание, фракционный состав и баланс органического вещества в дерново-подзолнетых почвах

Содержание гумуса в пахотном слое дерново-подзолистых почв составляет от 30 до 60 т/га. В исследованиях в кормовом севообороте установлено, что количество растительных остатков при совместном внесении удобрений составило в среднем за одну ротацию севооборота (б лет) 18,3-19,5 т/га, в варианте с минеральными удобрениями — 17,4 т/га, без удобрений — 15 т/га сухого вещества. Химический состав растительных остатков однолетних трав был следующим: N — 0,450,55%; Р205 - 0,30-0,40%; К20 - 1,10-1,44%; С - 18,45-23,0%; многолетних трав: N - 0,6-1,4%; Р205 - 0,35-0,8356; К20 - 2,28-2,80%; С - 11,64-26,0%; картофеля: N - 1,80-2,30%; - 0,80-0,85%; КгО - 1,12-1,88%; С - 20,9-25,74%. Отношение углерода к азоту (С : N1 в растительных остатках было: в однолетних травах - 40 : 1; многолетних травах - 17 : I и картофеле - 10: 1.

В опыте с применением минеральных удобрений по двум фонам извести на слабоокулыуренной дсриово-подзолистой почве увеличение содержания гумуса и элементов питания в почве происходило за

счет распггельных остаткои многолетних трав. Их поступление в среднем за год составило: в контроле - 2,1 т/га, в известкованных почвах-2,9-3,5 т/га, при применении минеральных удобрений но фону швести — 4,4-4,6 т/га за год. Химический состав раеттггельных остатков был следующим: N - 1,46-1,61%; 1МЭ5 - 0,56-0,75%; К,0 - 1,53-2,15%; С - 32,8-35,9%. Отношение углерода к азоту (С : N) - 22: 1.

Многолетнее применение органических и минеральных удобрений различно сказалось на групповом и фракционном составе гумуса. Применение ТИК и совместное внесение ТНК и NPK способствовало повышению содержания в составе гумуса фракций гуминовых кислот и снижению фракций фуль во кислот. Существенно повысилась наиболее ценная фракция тумнновых кислот — ГК-2 (с 2,8 до 9,3%), связанная с кальцием и магнием в пхчотном горизонте. Незначительно увеличилась фракция ГК-1, связанная с не с или катни ми формами полуторных окислов, не способная удерживать кальций и имеющая, по мнению Пономаревой и Плотниковой (19S0), кислую среду и ограниченное б11осiимулируюшее влияние на рост.растений. Практически без изменений осталась фракция ГК-3, которая связана с изменением механического состава ночв. Значительно снизилась (с 3,6 до 1,2%) наиболее агрессивная фракция ФК-1а, соотношение углерода тумнновых и фульвокислот расширилось до 1,1-1,4, тогда как в контроле и минеральном фоне оно было 0,9-1,0. Произошел сдвиг п гуматную сторону, что указывает на повышение качества гумуса. В соответствии с классификацией Д.С. Орлоиа (1985) гумус из тумагно-фульватного (до 1,0) перешел в фульватно-гуматный тип (1-2).

Использование NPK но фону извести показало незначительное изменение фракционного состава гумуса. Отмечено небольшое повышение фракций ГК-2 и ГК-3 и снижение наиболее агрессивной фракции ФК-1а. Применение извести и совместное применение мелиоранта совместно с NPK способствовало переходу гумуса из фульватнотх) (соотношение С,к: CiB - до 0,5) в гуматно-фульвагнын тин (0,5-1,0). В вариантах без удобрений и минеральном фоне тип гумуса остался прежним — фульпатным.

Но качеству гумус при внесении органических удобрений и совместном внесении ТНК н NPK был значительно выше, чем в опыте с известкованием, что определялось недостаточными объемами внесения в почву органического вещества (навоз, торф, помет и др.) и его трансформации.

В результате длительных исследований установлено, «по перед закладкой опыта (кормовой севооборот, 1978 г.) в дерново-подзолистой легкосуглинистой почве содержание гумуса составило 2,1-2,5%, запасы гумуса - 54,6-65,0 т/га (табл. 5). Через 27 лет (2004 г.) содержание органического вешества повысилось до 2,5-3,0% (65,0-78 т/га). При ежегодной минерализации гумуса (0,95 т/га) его накопление 1п растительных остатков и ТНК в вариантах с ТНК (40 и 80 т/га) составило 1,05-1,55 т/га, в вариантах совместного применения КРК и органических удобрений оно возросло прежде всего за счет увеличения объемов и гумификации растительных остатков до 1,65-1,75 т/га. Наибольший положительный баланс гумуса получен при внесении ЫРК по фону ТНК (10,7 0-0,80 т/га), органическому фону - 0,12-0,60 т/га. На контроле и минеральном фоне накопление в почве органического вещества не происходило (табл. 5).

Таблица 5

Баланс гумуса в д ерново-подзолистой почве при длительном применении удобрений в кормовом севообороте, в среднем за п>д, т/га

Вариант 1978 г. 2004 г. Накопление са из растительных остатков И ТНК Ежегодный баланс гумуса

% т/га % т/га годная мине* ралта-Ш1Я гумуса

Без удобрений (контроль) 2.1 54,6 2,1 54,6 0,95 0.95 0,0

ИРК 2,5 65"}0 2.5 65,0 0,95 0,95 0,0

ТГ1К 40 т/га 2,5 65,0 2,6 67.6 0,95 1,05 +0.12

ТНК 40 т/га + 2,1 54,6 2,9 75,4 0,95 1,75 -Н),80

ТНК КОт/га 2.4 62,4 3,0 78.0 0,95 1,55 -»0.60

ТНК БО т/га + 2,3 59,8 3,0 73,0 0,95 1,65 НО.70

Применение ИРК на известкованной почве при возделывании многолетних травосмесей повысило содержание гумуса в дерново-подзолистой суглинистой почве с 1,3-1,8 (1983 г.) до 1,7-2,0% (2004 г.), или 33,8-46,8 и 44,2-52,0 т/га соответственно. Ежегодная

минерализация гумуса составляла 0,65 т/га, а накопление гумуса из растительных остатков — 0,53-1,48 т/га (табл. 6).

Наибольшее увеличение содержания гумуса отмечалось в вариантах применения КРК. по фону извести - 0,89-1,48 т/га и при известковании - 0,24-0,47 т/га. Ежегодный положительный баланс гумуса получен в вариантах совместного использования ЫРК и извести (+0,240,83 т/га) и внесения мелнора(гга (-+0,24-0,47), В вариантах с и без удобрений баланс гумуса был отрицательным (-0,12-0,24 т/га), что говорит о недостаточных объемах поступления органического вещества в почву. При этом минерализация гумуса превышала его накопление из растительных остатков многолетних трав.

Таблица 6

Баланс гумуса в дерново-подзолистой почпе при известковании и длительном применении минеральных удобрений, в среднем за год, т/га

1983 г. 2004 г. Накопление гумуса ит раСТН- Ежегод-

Ежегод-

Вариант % т/га % т/га ная минерализация гумуса ный баланс гумуса

ТеЛЬНЫХ остатков

Без удобрений (контроль) 1,8 46,8 1,7 44,2 0,65 0,53 -0,12

Известь 1 г.к. 1.6 41,6 1,8 46,3 0,65 0.89 40Д4

Известь 2 г.к. 39.0 1,9 49,4 0.65 1,12 40.47

МРК 1,8 46.8 1,6 41,6 0,65 0,41 -0,24

Известь 1 г.к. + 1,4 36.4 1,3 46,8 0,65 0,39 +0,24

Известь 2 г.к. + МРК. и 33,3 2,0 52,0 0,65 1,48 +0.83

Результаты исследований позволяют утверждать, что повышение содержания гумуса в почвах кормового севооборота происходит прежде всего за счет увеличения количества растительных остатков. Наиболее оптимальной системой удобрений было совместное применение органических и минеральных удобрений. При этом повышается содержание гумуса в почве и улучшается его качественный состав.

Эффективность длительного применении удобрений и баланс элементов минерального питания в почве

Длительные исследования, проведенные на среднее культуре и ной и сл абоокул ьту ре мной дерново-подзолистых почвах в кормовом севообороте и многолетних травах показали высокую эффективность средств химизации (табл. 7) В длительном опыте в кормовом севообороте установлено, что наибольшие прибавки урожая сухого вещества получены при совместном применении органических и минеральных удобрений и составили 1,8-2,0 т/га. Наибольший энергетический коэффициент (Кээ) получен в варианте с минеральным фоном и составил 4,0 ед., тогда как по другим вариантам опыта он был равен 1,6-2,6. О плат а удобрений урожаем наиболее значительная была в варианте ТНК 40 т/га (9,0 кг продукции на 1 кг д,в. удобрений), по остальным вариантам - около 7,0 кг.

Результаты исследований показывают, что без применения удобрений в почве создается отрицательный баланс азота, фосфора и калия (-11, -7, -35 кг/га). По всем остальным вариантам опыта отмечен положительный баланс элементов питания растений. По азоту он был равен 19-75, по фосфору — 17-64 и калию — 20-90 кг/га, что повышало плодородие почвы и продуктивность сельскохозяйственных культур. Интенсивность баланса была высокой и составляла по азоту 132188%, фосфору - 181-294 и калию 123-187%.

Исследования, проведенные на фойе известкования, позволили получить высокие прибавки урожая многолетних трав (1,9-3,5 т/га), а при применении одних минеральных удобрений — 2,2 тЛа. От известкования прибавки урожая составляли 0,6-0,7 т/га. Самые ш.;сокие энергетические коэффициенты отмечены на фонах ювссткования -4,4-1,8 и при внесении МРК по фону извести — 3,7-3,9. Наибольшая оплата удобрении урожаем трав получена при внесении >}?К но известкованным почвам — 10,5-11,0 кг (табл. 7).

Результаты исследований показали, что в варианте без применения удобрений в почвах региона установлен отрицательный баланс элементов шпания растений (азота -10; фосфора -2,5 и калия -8 кг/га). Отрицательный баланс азота и калия определялся также при известковании без внесения минеральных удобрений (азота — 22 и калия — 15-16 кг/га). По фосфору баланс был положительный.

Высокая интенсивность баланса отмечалась в вариантах совместного использования МРК на фоне извести: по азоту - 103-105$», фосфору- 194-277% и калию — 123-131%,

-с ^ 7\ а Г" я "О »т> V я о г м ;-» X £ п е" 71 я "Л т: 1! Ц т ^ в Б яг © 3 К Я о X эс в ЯН -в — Ос о » + £ ол О ^ У. -1 — ~ ЭТ У, л* о в +■ г: о 1-1 и = ^ 3 а » 1 С: §

V» О К) ы 1 £ р ос « ^ о да ^ <—* я а н -1 ^

ъ р 1 1 с- 1г| 1 Я4 1л и» и с я ]

-и '■и ЛЛг Ьв И *5С ы и "в - е-ё-г г Й 3 У г -3

\о о 00 о Ъ и» чС Ъ № ¿С га К} 5 с* о м ре и» и» ъС ее ^ о о ПОСГ}11ЛСН]1С 2 Р! Й £ ?! 0 (л 1 1

о оо Я4 и» и» Ъ V» »а Ь ь ? га 1 р и« н Чо £ г-а « £ и —] к -ь. о расход

о г-а ^ '-П О и» ое -и ъ * о £ О £ £ (в О © о 7? баланс, ±

е 8 и» чС СА о Га ^ Га ОС {« ? ил -1 4- И НТО 1СИВКОСТЬ,

О 'Л То Р и» К» Ъ 5 1А и № ё Я £ ЧО ■и. о^ <1 О и» ре и> о о 3 о поступление

1л к) V ьа V» и> и о у> ю и о ьа С ^ о расход

ъ С1-оо че N ч и» с- га ■ Ъ* о ■и л. о р К» ф баланс. *

О --4 4-ь та с л*. Й О". ю ^ га 4» ^ ГО О 09 «в и* -о шггеиснБНость, %

¡и «л ы И м ^ и» Ь К» •! ОС £ в « м О4 о »■а о поступление Г. 'с

К.1 VI и О* ^ (л «и га га 1м. См» ^ •и а ы с* « и « ъ о £ расход

и> 1 У 1 и* О 1 м а ^ £ ъ (л К» »а о « Ь 1л ъ баланс, +

и> -о о - » л*. ку\ » •и Га •и со интенсивность, %

Влияние известкования и удобрений на продуктивность н качество сельскохозяйственных культур

Внесение органических и минеральных удобрений в кормовом севообороте способствовали значтггельному увеличению урожайности сельскохозяйственных культур (табл. 8). Так, сбор сухой массы клубней картофеля в среднем за одну ротацию севооборота составил 4,85,8 т/га и превышал контроль на 0,7-1,7 т/га,или 17-42%. Наибольшая продуктивность по сухому веществу получена при совместном внесении органических и минеральных удобрений (5,4-5,8 т/га), тесно коррелировала с дозами удобрений (г = 0,99), что превышало вариант без удобрений пл 1,3-1,7 т/га, или 32-42%, и варианте NPK на 17%. Органические удобрения в дозах 40 и 80 т/га повышали урожай картофеля менее значительно, чем их совместное внесение с минеральными удобрениями. Продуктивность клубней составляла 4,6-4,9 т/га сухого вещества, что превышало контроль на 0,5-0,8 т/га, иди 12-20%, и тесно коррелировала с дозами удобрений (г = 0,85).

Урожайность однолетних трав возрастала при повышении доз ТНК с 40 до S0 т/га и составила 6,9-7,6 т/га, т.е. на 19-31% выше контроля (г « 0,85). Весьма эффективным было совместное использование ТИК и полного минерального удобрения. При этом получена наибольшая урожайность однолетних трав (8,5-8,7 т/га) (г — 0,63), что превышало контроль ira 2,7-2,9 т/га (47-50%). '

Применение органических удобрений под многолетние злаковые травосмеси позволило получить урожайность 7,4-8,3 т/га (г -- 0,99), что выше контроля па 1,5-2,4 т/га, или 25-41%. Совместное использование ТНК и NT К повышало сбор сухого вещества до 12,5-13,3 т/га (гг0,99), что на 112-125% выше контроля и на 9-16% больше варианта с NPK.

С повышением количества вносимых удобрений содержание сухого вещества в клубнях картофеля снижалось на 1-2%. Содержание азота, протеина н фосфора в клубнях картофеля по вариантам опьгга изменялись незначительно. Отмечена тенденция к повышению содержания калия и кальция с увеличением доз удобрений (табл. 8). Содержание крахмала составило 12-13% и приближалось к его оптимальному содержанию. Содержание нитратов низкое — 40-80 мг/кг при ПДК 250 мг/кг.

Таблица $

В л шише удобрений на продуктивность кормовою севооборота и химический состав сельскохозяйственных культур (в среднем за одну ротацию)

Вариант 2 С Е е Л 2 5 у 2а8| = «I а ^ ас 5Й о Н « & я * ё % на сухое вешсство £ = = а * * II о

о и Й сщ Л. 1ш й * и 2. с Фосфор к 1 К * 5 £

Кзрто< |ель

Вез удобрений 1 ^ . (контроль! ( ' 19,4 1,4 8,8 0,75 3,1 0,08 13,1 39

МРК ) 0,7 18,1 1,4 8,8 0,73 3,4 0,12 12,8 75

ТНК 40 т/га 0,5 18,2 1,4 8,8 0,75 3,5 0,11 13,0 50

ТНК 40 т/га + , , ИРК 17,3 1,5 9,4 0,75 3,7 0,11 12,5 78

ТНК 80 т/га | 0,8 17,5 1,4 8,8 0,78 3,6 0,10 12.6 65

ТНК 80 т/га +1 7 отк 17,1 1,5 9,4 0,80 3.7 0,1 12,3 80

НСР^т/га I 0,48

Однолетние травы

Без удобрений (контроль) 5,8 20,6 № 11,9 0,62 2,4 0,52 -

ИРК 2,0 19,0 14,4 0,73 3,3 0,59 - 1 78

ТНК 40 т/ги 1.1 19,4 2,1 13.1 0,69 2,9 0,52 - 45

ТИК 40 г/га + NPK 2,9 18,2 2,3 14,4 0,73 3,2 0,58 - 82

ТИК 80 т/га 1,3 20.2 2,1 13,1 0,75 3,2 0,57 - 49

ТНК 80 т/га + | МРК 1 18,4 2,3 14,4 0,71 3,4 0,58 - 98

НСР« т/га 1 0,72 -

Многолетние травы

Вез удобрений (контроль) 5,9 26,5 1.3 3,1 0,59 2,3 0,62 - 79

1МРК 5.Й 26,2 1,6 10,0 0,6^ 2,5 0.67 - 1 97

ТНК 40 т/га 1.5 26,4 М 8.8 0,62 2,3 0,68 - 1 58

ТНК 40 т/га+ МРК 6,6 25,9 1,6 10,0 0,66 2,5 0,67 - 108

ТНК 80 т/га 2,4 27,1 1,6 10.0 0.64 2,4 0,70 - 96

ТНК 80 т/га ■+■ ЫРК 7,4 26,0 1,7 10,6 0,69 2,7 0,69 - 127

НСР«т/га 0,88 -

Содержание сухого вещества в однолетних травах составляло 1820, фосфора — 0,62-0,75, кальция - 0,52-0,58% н практически не отличалось от количества этих элементов в травах, выращен них без применения удобрений. С повышением доз удобрений содержание азота, протеина и калия в однолетних травах увеличивалось и наиболее зпа-шггельно лри совместном использовании ТНК к МРК (табл. 8). Так, содержание азота было 2,3. протеина — 14,4 и калия — 3,2-3,4%, тогда как эти показатели в травах контроля равнялись 1,9; 11,9 и 2,4% соответственно, Количество нитратов в однолетних травах составляло 40100 мг/кг, что значительно ниже ПДК.

В многолетних злаковых травах содержание сухого вещества, фосфора и кальция но вариантам опыта изменялось незначительно и было в пределах ошибки аналитических определений. Количество азота, протеина и калия в травах повышалось с увеличением доз удобрений. Содержание элементов значительно возросло при совместном внесении удобрений: азота на 0,3-0,4; протеина — на 2,0-2,5; калия - на 0,2-0,4%. Количество нитратов было в пределах ПДК.

Применение минеральных удобрений на известкованных почвах (1 п 2 г.к.) повышало урожайность многолетних травосмесей на 2,82,9 т/га (табл. 9). Установлено, тто известь в течение длительного периода (22 года) продолжала эффективно влиять на почву и урожайность многолетних трав. В вариантах с двумя дозами извести получена урожайность 3,4-3,6 т/га (г 0,95), что превышало контроль на 0,8-1,0 тЛа, или 31-38%. На минеральном фоне продуктивность многолетних трав составила 4,3 т/га, что на 65% выше контроля. Максимальная урожайность получена в вариантах с минеральными удобрениями, внесенными по фону извести, — 5,4-5,5 т/га (г - 0,91), что на 107-111®о превышало контроль и на 28% вариант с минеральными удобрениями.

Химический анализ многолетних трав показал, что внесение ХРК снижало содержание сухого вещества в продукции на 1,5-2,0%. Количество фосфора и калия повышаюсь, особенно в вариантах применения удобрений по фону извести, и равнялось 0,91-0,93 и 2,80-2,94% соответственно, чго на 16-18 и 8-10% превышаю показатели контроля, По другим элементам питания существенных рапичий не отмечено. Содержание нитратов в сырой массе многолетних трав было значительно и!гже ПДК (86-145 мг/кг, при ПДК 1000 мг/кг).

Таблица 9

Влшшне минеральных удобрений и извести па урожайность и химический состав многолетних трав (в среднем за I од)

3 % на сухое вещество

Вариант Й '2 1 & о" ч ^ у я с ii 2 | 3 в » а § 5 3 ° <1 о * ес а и л | а ё М О 1 о о. & •3" <э е 1 1С с -а я и ^ 3 Ь. и 2 ° . 3 3«

Без удобрений (контроль) 2.6 23,5 1,76 11,01 0,78 2,06 0,66 $6

Известь 1 г, к. 0,8 22,4 1,32 11,41 0,74 2,09 0,70 88

Щьссп»2 г. к. 1,0 21,1 1,78 11,0 0,73 1,96 0.72 94

КРК 1.7 20,7 1,96 12,25 0,90 2,75 0,69 145

Известь I г, к. +-ырк 2,8 22,4 2,21 13,66 0,91 2,94 0,71 118

Известь 2 г.к, + МРК 2,9 22,0 1,98 12,18 0,93 2,80 0,72 134

НСРмтЛа 0,43

влияние: местных доломитов на плодородие почв и продуктивность кормовых культур

Результаты полевых опытов свидетельствуют, что ДМ улучшала агрохимические свойства дер но во-подзол и сто и почвы. За период исследований снизились вес формы кислотности, увеличилось содержание гумуса и элементов питания и почве. Это говорит о положительном влиянии ДМ на почвенный поглощающий комплекс, насыщении его кальинем и магнием, мобилизации труднодоступных форм био-фильных элементов и легкоусвояемые для растений, что благоприятно сказалось на их продуктивности и активизации полезных микроорганизмов, а также улучшении физических свойств почвы (табл. 10).

Таблица 10

Действие доломитовой муки на агрохимические свойства дерново-лолюлнстоП срелиесуглшшстоП почвы (ср. 1994-1000 гг.)

Гумус, % К,0 СаО мео

Взриаэт рИса» мг/кг почвы мюкп./ЮОг. почны

Исходная почпа 2,06 4,00 30,0 79,0 4.1 1,04

Без удобрений (контроль) 2.10 4,09 29,3 80,0 4,82 1,13

ДМ 2.5 т/1 а 2,76 4,30 36,6 100.9 5,37 1.30

ДМ 5,0 т/га 2.87 4,32 37,2 118.6 5,43 1,34

2,80 4.42 32.9 139.2 6,10 1,05

2.75 4.41 32,0 137,8 7,92 1,47

ДМ 5,0 т/га ! К„РоК« 2.84 4,49 33.2 125.2 7,67 1.65

Исследованиями установлено, что ДМ усиливает дыхание пахотного слоя почвы в 1,6-1,9 раза в год внесения и в 1,4 раза в годы последействия по сравнению с контролем. При внесении ДМ в ночве отмечено усиление азотфнксации дерново-подзолистой почвы в 2-2,5 раза в сравнении с контролем. Установлено, что чем богаче аг-рофон и аэрация, тем выше азотфиксация почвы.

Исследования показали, что ДМ существенно повышала урожайность горохоовсяной смеси и обладала длительным последействием. Однако наибольшие прибавки урожая получены от использования минеральных удобрений по фону ДМ при дополнительном внесении фоном МьоР^Км (табл. 11).

Доломитовая мука, особенно при совместном внесении с МРК, оказывала положительное действие на урожайность трав: в сочетании с ОТК повышала урожайность однолетних трав на 66-80% по сравнению с контролем. Повышение дозы ДМ с 2,5 до 5,0 т/га урожайность горохоовсяной смеси повышало незначительно (на 13%). В последействии положительный эффект от ДМ отмечен лишь в вариантах, где ее вносили совместно с ЫРК.

Внесение в 1995-2000 гг. дополнительного фона КосР«Кбо значительно повысило урожайность фитомассы, особенно в варианте «ДМ 5,0 т/га + КРК». Прибавка урожая в среднем за 7 лет составила 174 ц/га (г^0,94) зеленой массы,' или 59% к контролю.

Таблица 11

Влияние доломитовой муки п удобрений на урожайность однолетни* трав на дерн о во-подзол истой почве (ср. 1994-2000 гг.)

Урожайность зеленой часа.!

Вариант без фона прибав- на фоне прибавка о г фона

НРК. ка, % "^»РкКбо ц/га %

Вез удобрений (контроль"! 72,7 - 109,3 36,6 50,3

ДМ 2,5 т/га 84,4 16,1 129,4 45.0 53,3

ДМ 5.0 т/га 93,9 29,1 142.5 18,6 51,7

106,5 46,5 141,7 35,2 33,0

ДМ 2,5 т/га Х^с-К,^ 121,0 66,4 157.1 36,1 29.8

ДМ 5.0 т/га + КЛОСял 130,7 79,8 173,9 43,2 33,0

НСР„< и/га 10.4 - 15,0

Применение фоном показало, что даже на енльнокнелых

и бедных почвах урожайность горохоовелной смеси от внесения средних доз полного минерального удобрения повышалась на 30-50%. Ранее внесенные удобрения (4, 5, б варианты) существенно пе влиял» на увеличение урожайности зеленой массы однолетних трав, в том числе и на известкованных доломитовой мукой почвах.

Отмечалось, что ДМ и минеральные удобрения улучшали питательную ценность горохоовеяной смеси. Содержание азота в вариантах с минеральными удобрениями и внесением ДМ было 1,87-2,1%, в вариантах с ДМ - 1,76-1,96%, при содержании в контроле - 1,72%. Количество сухого вещества снижалось при внесении минеральных удобрении па 1,5-2,0%. Содержание нитратов было в пределах ПДК (600-900 мг/кг), кормовых единиц-0,61 -0,68 кг.

При использовании ДМ наибольший энергетический коэффициент получен на минеральном фоне (1,8), в других вариантах ои был 1,41,6. Самая высокая окупаемость агромелиоранта достигнута при внесении ДМ с МРК (34-36 ц/га на 1 т мелиоранта), но другим вариантам - 20-25 ц/|-а на 1 т.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ФОСФОРИТНОЙ МУКИ МЕСТНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ В АГРОЦЕНОЗАХ

В результате исследований установлено, что Рф, изготовленная из местных фосфоритов, содержала 26,6% Р^О; и положительно влияла на свойства дерново-подзолистой почвы. Повышалось содержание

гумуса на 0,3?!, снижались все виды кислотности: рПкп — на 0,5 единицы, Нг — 1,4 мг-экв./100 г почвы; повышалось содержание кальция и магния на 2,6 и 0,8 мг-эквУ100 г почвы. Количество подвижных форм фосфора н калия увеличивалось на 53,3 и 12,1 мг/кг почвы соответственно.

Увеличение дыхания дерново-подзол и стой почвы от применения Рф в определенной мере объясняется химическим составом фосмуки. В её состав входят соединения Саз(Р04)2 и СаСО). При внесении ей в почву происходит увеличение содержания в почве растворимого кальция в 1,7 раза в сравнении с контролем и снижение кислотности с 5,2 до 5,7 ед. рН, 'по, как правило, вызывает усиление дыхания почвы и благоприятно влияет на функционирование почвенных микроорганизмов.

Установлено, что внесение 266 кг/га д.в. фосфоритной муки оказывает положтельное действие на активность азотфиксаторов. Актуальная аго!фиксация увеличивалась с 0,3 до 65 г N/1x1 в сутки, потенциальная азотфиксаиия почвы — на 19-53% в сравнении с контролем. В пересчете на один гектар это составило 0,13-0,23 кг в сутки.

Таблица /2

Влияние фосфоритной муки на агрохимические показатели пичк, урожайность и качество однолетних трав (ср. 1994-2000 гг.)

11оказа1елн Варианты Прибавка к контролю, %

без удобрений (контроль) Рф 266

Почва; гумус. % 2,0 2,3 11,5

рнка ....... 5Л 5.7 10,0

Нг 4,3 2.9 -18.2

Р;0<. МГ/КГ 35,6 88,9 149.7

К ¡О. мг/кг 32.2 94.3 14,7

СаО. мг/лсвЛОО г 2.8 5.4 <>2.8

МлО. мг/л;в./100 г 1,4 2.2 57,1

■Урожайность зеленой массы однолетних тра». ц/га 68.0 81,0 18,0

ХнчичсскнН сослан однолетних трав, % паевое вещество: Лэог 1,5 ' ; 1.9 1 5/,

Фосфор 0,78 0.82 5.1

Калий 1 7 , 2,9 7,4

Кальций 0.56 о/.з 12.5

Нитраты, мг/кг сырой массы 44 92 109,]

Действие и последействие фосмуки положительно сказалось на урожайности однолетних трав. Продуктивность зеленой массы в среднем за один гол составляла 81 ц/га (г "* 0,84), что нрепышало контроль на 18% (табл. 12). В год внесения Рф оказывала незначительное влияние на урожайность горохоовсяной смеси. Наибольшая эффективность отмечалась в последующие годы после внесения. На третий год наблюдалось небольшое снижение эффективности агроруды, на четвертый и последующие годы эффективность Рф снова возрастала.

В наших исследованиях установлено положительное влияние фосмуки на химический состав растений. Содержание азота, фосфора, калия, кальция и магния повышалось при внесении Рф, количество сухого вещества изменялось незначительно.

Содержание кормовых единиц достигало 0,67, тогда как в контрольном варианте - 0,57 кг к.е. в одном килограмме трав (на 17,5% выше контроля). Применение Рф повышало энергетический коэффициент до 1,4 ед., окупаемость урожаем трав — 13 и/га на 1 т мелиоранта.

ВЛИЯННК МЕСТНЫХ АНЛЛЬЦИМСОДЕРЖАЩИХ ПОРОД НА ПЛОДОРОДИЕ НОЧВ И УРОЖАЙНОСТЬ ОДНОЛЕТНИХ ТРАВ

Исследованиями было установлено весьма сущсст венное влияние анальцнмеолержаших пород Тиманского месторождения (ЛИ) па агрохимические свойства дерново-подзолистых суглинистых почв.

Применение двух доз неолита 5 и 10 т/га повышало содержание гумуса на 0,56-0,76? о на дерново-подзолистой почве н уменьшало все формы кислотности. Наиболее существенное повышение содержания элементов шгтания отмечено при использовании минеральных азотных удобрений и цеолита. Так, количество гумуса увеличиваюсь на 0,64-0,75% за счет повышения количества растительных остатков, снижались все формы кислотности, повышалось содержание подшпк-ных форм фосфора на 4,3 мг/кг, калия - на 4-9 мг/кг, кальция - на 2-2,5, маг ния — на 0,4-0,8 мг-экпУЮО г почвы (табл. 13).

От применена неолита на подзолистой песчаной почве отмечено повышение содержания гумуса на 0,7-1,0%, снижение актуальной и гидролитической кислотности вследствие резкого повышения содержания в почве щелочно-земельных элементов (качыши на 3,09-4,13 и магния на 2,26-2,61 мг-оквЛОО г почвы), которые улучшают катион-ный состав ППК и оптимизируют реакцию почвенной среды (табл. 14).

Таблица ¡3

Влияние Тима некого цеолита (ЛП) на агрохимические свойства дер ново-пол зол нет о и срелиесу пиши стой почвы (1994-2000 гг.)

Вариант Гумус, % piw рНш к,о СаО ! МрО

мг/кг почвы мг-жп./ПЮ г. почпи

Бея удобрений (контроль) 2,12 5,47 ^ 4,31' 23,2 110,2 j 4,10 1.47

ЛИ 5 т/га 2,63 5,53 4.36 26,1 83,2 5.02 1,40

АН Ют/га 2,88 5.58 4,38 37,2 114,8 1 5.23 1,30

N0 2.65 5,47 4.18 29,3 119.5 i 5,46 1,73

АП 5 г/га + Nw 1 2,76 5.55 4,32 30,0 109.4 6.П 1 1,66

АП IOT/O + Nm | 2.37 5,81 4,63 32,S 96,7 5,88 i 2.25

Тао.шци ¡4

Действие знллышмеолержашпк порол па агрохимические свойства подзолистой песчаной почвы (1994-2000 гг.)

Вариант Гумус, % рН^ J рНкст Si9Ü_K)°. Mt/кг почвы СаО | MsO мюкн./ЮО г 11ПЧДН

Без улобрс ¡ih¡H контроль) 1,25 5,98 1 5,36 36,2 49,2 2,23 3,16

ЛП 20 т/га 1.87 6,70 | 5,83 1 75,4 87,8 5,37 5.77

1,90 6,45 I 5,65 112,8 87,5 6.83 6.06

ЛП 20 т/га+Tw,tvKv> 2.10 6,71 | 5,86 128.0 85,3 6,41 5,42

При использовании АП дыхание дерново-подзолистой почвы усиливалось в 1,2-1,7 раза. На подзолистой слабоокультуреппой почве наблюдалось повышение интенсивности дыхания при внесении 20 т/га АП почти в 1,5 раза, что значительно усиливало функционирование микроорганизмов почвы.

АП оказывает положительное действие на азотфиксанию почвы и симбиотичсскую азотфиксаиию растений гороха, хотя и в меньшей степени, чем доломитовая муха. Цеолиты в дозах 5 и 10 т/га оказали такое же воздействие на почвенные азотфиксаторы, увеличив их потенциальную азогфнксацню в 1,4-2,3 раза соответственно. Совместное применение МРК с цеолитом снизило способность бактерий к азотфиксации в 0,5-2,0 раза На подзолистой слабоокультуреппой почве АП и совместное ее внесение с 1ЯРК заметно повышало азот-фиксацию (на 7-32% выше контроля).

Применение цеолита в дозах 5 и 10 т/га совместно с азотными удобрениями показало, что на дерново-подзолистой ночве в год внесения АП частично сорбирует элементы литания растений, особенно аммиачный азот. Поэтому внесение АП 5 т/га, дополненное применением азота, повысило урожайность зеленой массы трав на 68,0 а'га (г - 0.99) (табл. 15).

Таблица 15

Влияние цеолита на продуктивность ropoхоовсякой смеси на дерново-подзол истон почве, ц/га зеленой массы (в среднем за 1994-2000 гг.)

Вариант Без фона IsVi Прибавка, % На фокс НриСздка от Фона

и/га %

Без удобрений (контроль) 92,8 - 165,7 72.9 78,5

ЛП 5 т/га 108,9 17,3 180,0 71,1 65.2

АП Ют/ta 118,4 27,6 37.5 204,6 86,2 72.3

N(,0 127,6 242,3 114,7 89,9

АП 5 t/i а + 163,7 76,4 260.0 96,3 58.8

АП 10 i/ra + Кю 147,5 39,0 253,1 105,6 71,6

НСРс5 ч/га 16,4 - 18,8 - -

В последующие годы АП десорбнровала элементы питания в почву, повышала при этом урожайность однолетних трав в среднем за 7 лет до 110-120 ц'га, что составляет 17-27% к контролю. Наибольшая масса трав получена при использовании 5 т/га цеолита >1 (260 ц/га, что на 59% выше контроля).

Дополнительное фоновое внесение М6о под культивацию показало, что даже на спльнокислых низкоплодородных почвах азотные удобрения повышали урожайность горохоовсяной смеси на 78-90%. Применение только АП на подзолистой супесчаной почве способствовало повышению урожайности трав на 17-27%. Наиболее существенные прибавки урожая трав получены в варианте АП 20 т/га + КыР^Кед. В среднем за период исследований они составили 147 ц/га (г - 0,95), что па 56% выше конзроля.

Результаты исследований на дерново-подзолистой почве показали, что применение цеолитсодержаших пород значительно увеличивало содержание азота, фосфора, калия и кальция в растениях. Дополнительное внесение азота фоном (М6(>) повышало содержание зольных элементов и азота в кормах. Содержание кормовых единиц в 1 кг

корма без внесения азотных удобрении составляло 0,54-0,62 кг, а на фоне N«-0,58-0,72 кг.

Эффективность применения цеолита и окупаемость урожаем трав следующие: коэффициент энергетической эффективности — 1,6-2,5 ед., окупаемость цеолита урожаем однолетних трав - до 14,6 ц/га трав на 1 т цеолита. Наибольшая окупаемость (21,4 ц на 1 т неолита) получена при внесении 5 т/га анадышм содержащей породы и азотных удобрений в дозе К«,».

ВЫВОДЫ

1. Пахотные почвы Республики Коми характеризуются преимущественно низким естественным плодородием, дефнцнюм органического вещества к доступных растениям элементов ингания. Ресурсы органических удобрений не позволяют обеспечить воспроизводство оптимальною гумусового состояния почв, чго требует освоения адаптивных систем земледелия, в которых воспроизводство гумуса происходило бы вследствие расширения посевов многолегких трав и кормовых культур.

2. Значительные площади (53%) преобладающих и пашне дерново-нодзолистых ночп нмеюг средне- и силыюкислую реакцию почвенной среды (рН^, < 5,0) и нуждаются в первоочередном проведении известкования. Кроме этого 22% пахотных почв — слабокислую реакцию почвенной среды, которым требуется периодическое проведение поддерживающего известкования.

3. Колее 12% пахотных почв характеризуется низким и очень низким содержанием в почве подвижных фосфатов. Они нуждаются в периодическом внесении фосфоритной муки по 1,5-2,0 т/га через каждые 5-6 лет. Четверть пахотных земель имеют среднее содержание фосфатов и нуждаются в фосфорных удобрениях или периодическом проведении фосфорнтования дозой 1,0 т/га фосфоритной муки.

4. Около половины (40%) пахотных почв имеют низкое н очень низкое содержание обменного калия и нуждаются в обязательном применении калийных удобрений. Кроме этого 28% пахошых почв характеризуются средним его содержанием и требуюг внесения соответствующих доз калийных удобрений для поддержания положительного баланса доступного калия в агроценозах.

Дефицитными элементами в почвах региона являются сера, нинк к бор, чго указывает на необходимость применения мнкроудобрепнй.

Пахотные земли и растительная продукция в регионе не загрязнены тяжелыми металлами и радионуклидами.

5. Длительное применение удобрении (27 лет) в кормовом севообороте улучшало плодородие дерново-подзолистых почп. Наиболее существенное повышение содержания гу муса (на 0,6-0,7%), снижение кислотности (на 0,4-0,6 ед. рН), увеличение доступных соединений фосфора и калия отмечалось при совместном использовании органических удобрений н полного минерального удобрения в дозах по выносу из запланированный урожай. Применение минеральных удобрений за 22 года на ||юне двух доз извести тоже оказало положительное влияние на агрохимические показатели слабоокультуренной дерново-подзолистой почвы. Наиболее значимым было повышение содержания гумуса (на 0,4-0,7%), снижение кислотности (на 0,2-0,7 ед. рН) и значительное увеличение содержания подвижных форм фосфора и калия.

6. При система гическом применении удобрений в кормовом севообороте уровень ежегодного накопления гумуса в почве составил нри внесении ТНК + КРК. 1,65-1,75 т/га, а на органическом фоне —только 1,05-1,55 т/га. Совместное применение полного минерального удобрения и извести под многолетние травы позволило создать положительный баланс гумуса в почве (+0,24-0,83 т/га), на известкованных почвах — 0,24-0,47 т/га. Кез применения органических удобрений баланс гумуса был отрицательным (-0,12 и -0,24 т/га), что говорит о недостаточных обьемах поступления в почву органического вещества в виде растительных остатков. В гумусе пахотного горизонта в результате применения тор<|>о навозного компоста и извести происходило снижение доли фульвокислог и повышалось содержание гумниовых кислот, что свидетельствует об улучшении качества органического вещества дерново-подзолистых почв при окультуривании.

7. Длительное применение удобрений в кормовом севообороте позволило получить наибольшие прибавки урожая при совместном внесении органических н минеральных удобрений (1,8-2,0 т/га к.е.). Оплата удобрений урожаем составила 7-9 кг к.е. па 1 кг удобрений. Применение минеральных удобрений на извес!кованных почвах обеспечивало их высокую эффективность. Прибавка урожая сухого вещества составила 1,9-3,5 т/га, оплата удобрений урожаем — 11,0 кг к.е. на 1 кг питательных вешеств, энергетический коэффициент достигал 4,0-4,5. При этом в почве создавался положительный баланс основных тттатсльных вешеств.

8. Оптимальные параметры агрохимических показателей плодородия дерново-подзолистых почв, обеспечивающие формирование максимальных урожаев культур на уровне би о климатического потенциала региона: содержание гумуса 2,8-3,0%, рНка - 5,5-5,7, Нг - 3,6-3,8, Б - 10-12 мг-экв. /100 г. почвы, подвижных форм Р^О* - 250-400 и К^О - 200-250 мг/кг почвы. •

9. Доломитовая мука при внесении в дозах 2,5 н 5,0 т/га способствовала накоплению в почвах органического вещества, подвижных форм калия, улучшала дыхание почвы и содержание поглощенных оснований Са и Му. Это привело к увеличению доли гумнносых кислот в составе органического вещества, повышению микробиологической активности пахотных почв и улучшению их водно-физических свойств.

10. Применение фосфоритной муки из местных фосфоритов в дозе 1 т/га (266 кг/га д.в.) на 10-20% снижало реакцию почвенной среды, почти в 2 раза повышало содержание в почве подвижного фосфора и на 10-15% — обменного калия. При этом содержание поглощенных оснований Са и Мц в почве увеличивалось соответственно на 93 и 57%. Потенциальная азотфиксация почвы повысилась на 19-53%. Урожайность горохоовсяной смеси в среднем за 7 лет увеличивалась на 18%. Питательная ценность корма возрастала ни 10-15%.

П. Местные аналъш!мсодержащие породы цеолитов Тнманского месторождения обладают сорбнионнымн и катионообменными свон-егвами. В первый год действия они активно сорбировали биофшп.ные элементы, что приводило к некоторому сшгжсншо урожайности трав. В последующие 6 лег происходила десорбция элементов питания в почву, что способствовало повышению урожайности на 17-27%. Дополнительное внесение азота (Мзд) увеличивало продуктивность однолетних трав на 53-57%. Это косвенно указывает, что и качестве азотого удобрения пролонгирующего действия можно применять цеолиты, используемые при очистке аммопийсодержлшнх промышленных и животноводческих стоков.

12. Установлено положительное влияние местных а!роруд иа химический состав растений, энергетическую ценность и оку паем осп. их урожаем трав. Содержание кормовых единиц п 1 кг кормов ог применения доломитовой, фосфоритной муки и пеолитовой крошки повышалось на 15-17%. Коэффициенты энергетической эффективности при использовании указанных агроруд под кормовые культуры составляли 1,3-1,8 ед., что указывает на целесообразность их применения в качестве почвоулучшителен и источников питательных ве-

шеств. Они снижают потери азота и калия из почвы, улучшают фщн-ко-химическис свойства и обогашаюг почву многими биофильнымн элементами.

предложения производству

1. Для повышения плодородия пахотных почв и получения более высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур на слабо- и среднеокультурснных дер и о во-подзол истых почвах Европейского Северо-Востока рекомендуется применять в кормовых севооборотах короткой ротации периодическое внесение органических удобрений под картофель или овощи (2 раза за ротаипю по 40 т/га) с ежегодным использованием минеральных удобрений в дозах, рассчитанных но выносу элементов минерального питания на запланированный урожай.

2. На дерново-подзолистых средне- и сильнокислых слабоокульту-реиных почвах необходимо проводить известкование известняковой или доломитовой мукой местных месторождений I раз в 8-10 лет дозой по 1,0 г.к. и применять полное мпнерхчьное удобрение. На слабокислых почвах для поддержания оптимальной реакции почвенной среды целесообразно периодически проводить поддерживающее известкование. Для обеспечения этих работ необходимо организовать на местных месторождениях добычу и переработку около 150 тыс. г доломитовых пород.

3. Для оптимизации фосфатного режима пахотных почв в республике на базе местных месторождений целесообразно организовать добычу, переработку и внесение фосфоритной муки с ежегодными объемами применения 25-30 тыс. т под кормовые культуры.

4.-В районах добычи дешевого местного неолигсодержашсго минерального сырья (Тим л некая провинция) эти породы после соответствующей переработки целесообразно применять под кормовые культуры в первую очередь на почвах легкого гранулометрического состава в качестве ночвоулучшителя в дозе 5 т/га.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ НО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Учебное пособие

1. Наумкип H.H., Лопачев H.A., Саран ми Е.К„ Мельник А.Ф., Наумки-на JI.A., Чеботарев II.T. и др. // Биологические основы земледелия. Орел: ОГАУ,2001.225с.

Статьи в научной печати

2. Мннеев В.Г., Обухов А.И., Чеботарев Н.Т. и др. // Временные рекомендации но использованию пахотных земель, загрязненных тяжелыми мегаллами / ВАСХНИЛ, МГУ. М., 1990. 62 с.

3. Макаренко С.В., Чеботарев ■ Н.Т., Хохлова Л.Л., Кор нес в IO.U. Влияние opiaintuecKHx удобрений на урожай и качсстго проекции // Химизация сельскою хозяйства. М., 1991. №4, С. 39-42.

4. Макаренко С.В., Чеботарев П.Т., Кор нее в Ю.И. Влияние различных видов органических удобрении па почву//Химизация сельского хозяйства. М„ 1991. j\?6. С. 12-15.

5. Хмелшши H.H.,.Чеботарев Н.Т., Романов Г.Г. Перспективы использования местных агроруд и вторичных ресурсов для увеличения плодородия почв // Вопросы прикладной экологии: Сб. научных трудов В1ШИОЗ. Киров, 1997. С. 49-50.

6. Романов Г.Г., Хмелинин H.H., ЧеСогарсв Н.Т. Влияние неолита ш ТиманскоЙ пеолитоносной провинции на азотфнксир>юн[ую активность подзолистых ночи подзоны средней тайги // Экология таежных почв Севера. Сыктывкар, 1997. С. 137-150 (Труды Коми НИ УРО РАН, №155).

7. Швецова U.M., Хмелинин И.П., Чеботарев Н.Т., Романов ГЛ ., Спи-цына Т.П. Влияние аналышмеодержащей породы на продуктивность растений в условиях слаборазвитого поглошаюшего комплекса почвы // Экология таежных почв Севера, Сыктывкар, 1997. С. 151-163 (Труды Коми НЦ УРО РАН, №155).

8. Чеботарев Н.Т., Хмелинин H.H., Швспова В.М., Романов Г.Г., Спн-цына Т.П. Использование цеолита ТиманскоЙ цсолитоиий провинции на удобрение // Химизация сельского хозяйства. М., 1997. Мб. С. 15-16.

9. Хмелинин H.H., Чеботарев Н.Т., Швецова В.М., Романов Г.Г. Проблемы диагностики нарушений почвообразования // Пермский аграрный вестник. Пермь, 1998. Вып. 2. С. 46-47.

10. Романов Г.Г., Хмелинин И.Н., Чеботарев Н.Т. Влияние долом и ти-зирсваиного известняка на азотфнксирующую активность лерпово-подзолистой суглинистой почвы // Пермский аграрный исспшк. Пермь, 1998. Вып. 2. С. 10-12.

П. Чеботарев Н.Т., Хмелинин И.Н., Швецова U.M. Опыт использования местных агроруд на удобрение // Пермский аграрный вссгпнк. Пермь, 1998. Вып. 2. С. 21-30.

12. Чеботарев Н.Т., Хмелинин И.П., Романов Г.Г. Влияние местных лоли мигов на плодородие дерново-подзолист oft почвы // Развитие агропромышленного комплекса в зонах рискованного земледелия. Новокузнецк, 1998. С. 29-30,

13. Хмелинин И.Н., Чеботарев Н.Т., Романов Г.Г. Перспективы использования местных агроруд и вторичных ресурсов для увеличения плодородия почв // Растительные ресурсы и биотехнология в а1ропрочитленном комплексе. Влхщ кавказ, 1998. С. 191-192.

14. Чобтарсп Н.Т., Хмелинин 11.Н„ Швецова В.М., Романов Г.Г. Влияние местных доломитов на качество дерново-подзолистой почвы и ее продуктивность // А1гтропогенная деградация почвенного покрова и меры ее предупреждения: Сб. научных трудов Почвенного института им. В.В. Докучаева. М., 1993. Выи. 44. С. 321-323.

15. Хмелинин H.H., Чеботарев И.Т., Швецова В.М., Романов Г.Г. Научные принципы opiammiHHi земледелия на Севере // Рыночные отношения в агропромышленном комплексе Республики Коми: современное состояние!! перспективы. Сыктывкар, 1998. С. 142-144.

16. Чеботарей Н.Т., Хмелинин H.H., Романов Г.Г. Использование местных доломитов//Агрохимический вестннк. М., 1998. С. 32-33.

17. Чеботарев Н.Т., Хмелинин H.H., Швецова В.М., Романов IM". Роль цеолита в повышении эффективности минеральных удобрении // Развитие aipoпромышленного комплекса в зонах рискованного земледелия. Новокузнецк, 1999. С. 12-15.

18. Чеботарев И.Т. Хмелнннн И.П., Швенова В.М. Повышение продуктивности подзолистой почвы иод влиянием удобрении И Биологические основы изучения и охраны животного и растительного мира ночвен-HOIO покрова. IlctpojanojCK, 1999. С. 14-15.

19. Хмелинин H.H., Швецова В.М., Чеботарев И .Т., Романов Г. Г., Спицина Т.Е. Использование агроруд Тим а некого месторождения на удобрения // Агрохимия. М., 1999. №3. С. 34-39.

20. Швенова В.М., Хмелинин H.H., Чеботарев Н.Т., Маршненко В.Л. Влияние торфонавозпого компоста на состав и состояние агро немого в // Эколого-популяинонный анализ кормовых растений естественной флоры, интродукция и использование. Сыктывкар, 1999. С. 254-256.

21. Хмелинин H.H., Чеботарев И/Г., Романов Г.Г, Использование фосфоритов Тнмана на удобрения И Совершенствование методологии исследований фосфатного режима почв, оптимизации фосфатного питания растений и баланс фосфора в ш роз коси сте мах: Сб. научных трудов ВНИИ-ТИХИМ. М., 1999. С. 142-146.

22. Хмелинин H.H., Романов Г.Г., Чеботарев Н.Т„ Швецова В.М., Спицина Т.Е. Влияние удобрений из местных агроруд на повышение эффективности минеральных удобрений // Совершенствование методологии

исследований фосфатного режима...: CÖ. научных трудов ВНИПТИХИМ. М., 1999. С. 147-155.

23. Хмелннин И.Н., Чеботарев Н.Т. Использование местных а1роруд на удобрение // Агробиологические ресурсы Республики Коми и их рациональное использование. Сыктывкар, 1999. С. 41-44.

24. Хчелииин И.Н., Чеботарев Н.Т., Швеиова В.М., Романов Г.Г. Динамика агроненозов Севера под влиянием удобрений // Материалы локла-доз Ш съезда Докучаевского обшества почвоведов (11-15 июля 2000 г., г. Суздаль). М., 2000. С. 199-200.

25. Чеботарев Н.Т., Хмелннин H.H., Швеиова В.М. Повышение эффективности минеральных удобрений под влиянием доломитовой муки // Аграрная наука. М., 2000. №3. С. 14-15.

26. Чебогарен II.Т., Хмелннин H.H., Швеиова В.М. Повышение эффективности минеральных удобрений иод действием цеолитов // А фар пая наука. М., 2000. №8. С. 11-12.

27. Чеботарев II.Т., Хмелннин H.H., Шее нова В.М. Использование торфонароиюго компоста для удобрения дерново-иол зол и стой почём при выращивании многолетних трав //Агрохимия. М., 2001. Kt 3. С, 14-18.

28. Хмелишш И.Н., Швецова В.М., Чеботарев Н.Т., Спиши и Т.Е., Романов Г.Г. Исполыование местных агроруд на удобрения // Структур ио-функцкональнзя организация почв и почвенного покрова Европейского Севсро-Восток д. СПб.: Наука, 2001. С. 196-206.

29. 'Icfioiapee И.Т., Хмелннин H.H., Швецова В.М. А гроз к о логическая оценка местных агроруд в качестве удобрений в условиях Республики Коми // Материалы совсщ. по географической сети опытов с удобрениями: Сб. трудов ВИУА. М„ 2001. С. 23-25.

30. Чеботарев Н.Т., Ермолина В.И., Лаптева Е.М. Влияние удобрений на содержание лабильных форм гумуса в пахотных подзолистых почвах Европейского Северо-Востока // Сборник материалов научно-практической конференции. Сыктывкар, 2002. С. 1S3-1SS.

31. Чеботарей Н.Т. Опыт использования местных доломитов из Севере // Сборник материалов Географической сети опытов с удобрениями (бюллетень Ш1УА Ki 117). М., 2002; С. 341-345.

32. Чеботарев Н.Т.Прнменепис местных агроруд в земледелии Рссп)б~ лики Коми // Земледелие. М., 2003. №6. С. 7-8.

33. Чеботарев н.Т. Использование местных доломитов в земледелии Республики Коми // Достижения науки и техники АПК. М., 2001. Si2. С. 41-42.

34. Чсбогар«в Н.Т., Ермолина В.И., Кормановская В.М, Влияние удобрений на воспроизводство плодородия подзолистой почвы и повышение продуктивности агроценозов Республики Коми // Сборник материалов Международной научно-практической конференции, посвященной 50-

летню кафедры общего земледелия, 17-18 февраля 2004 г. Пенза, 2004. С. 49-50.

35. Чеботарев Н.Т., Ермолина В.И., Кормановская В.М. Оптимизация гумусового состояния подзолистых почв Республики Коми // Сборник докладов Международной научно-практической конференции 1-5 июля 2004 г. Владимир, 2004. С. 160-163.

36. Чеботарев Н.Т., Ермолина В.И., Кормановская В.М. Удобрение и накопление органического вещества в подзолистой почве // Земледелие. М,, 2005, №1. С. 10-11.

37. Чеботарев Н.Т., Ермолина В.И., Кормановская В.М. Влияние длительного внесения удобрений на плодородие подзолистой почвы и продуктивность культур в кормовом севообороте // Агрохимия. М., 2005. №4. С. 5-9.

38. Ермолина В.И., Чеботарев Н.Т. Питательный режим подзолистой почвы иод влиянием длительного применения удобрений // Земледелие. М„2005.№2. С. 15-16.

39. Чеботарев Н.Т. Влияние удобрений на содержание органического вещества подзолистой почвы Европейского Северо-Востока России // Международный сельскохозяйственный журнал. М„ 2005. -Ns2. С. 59-61.

40. Чеботарев Н.Т. Роль севооборота и удобрений в воспроизводстве плодородия подзолистых почв Республики Коми // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. Киров, 2005. №7. С. 35-38.

41. Макаровский П.А., Чеботарев Н.Т. Мотггоринг загрязнения почвы Республики Коми// Агрохимический вестник. М-, 2006. Хэ5. С. 12-13.

42. Чеботарев Н.Т. Изменения плодородия и продуктивности дерново-подзолистой почвы под влиянием длительного внесения удобрений в кормовом севообороте // Состояние и перспективы развития научного обеспечения сельскохозяйственного производства на Севере. Сыктывкар, 2007, С. 286-291.

РИО СыхтГУ. Усл.-печл. 2,8. Тираж 100 ж. Зжаз К-317.