Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ВЛИЯНИЕ АГРОТЕХНИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ НА КИСЛОТНОСТЬ И СОСТАВ ОБМЕННЫХ ОСНОВАНИЙ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ СУГЛИНИСТЫХ ПОЧВ

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ АГРОТЕХНИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ НА КИСЛОТНОСТЬ И СОСТАВ ОБМЕННЫХ ОСНОВАНИЙ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ СУГЛИНИСТЫХ ПОЧВ"



На правах рукописи

ЛЕ ВАН ТХИЕН

ВЛИЯНИЕ АГРОТЕХНИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ НА КИСЛОТНОСТЬ И СОСТАВ ОБМЕННЫХ ОСНОВАНИЙ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ СУГЛИНИСТЫХ почв

Специальность 03.00.27 — почвоведение

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидагабиологических наук

Москва 2003

Работа выполнена на кафедрах почвоведения и земледелия и методики опытного дела Московской сельскохозяйственной академии им К А Тимирязева

Научные руководители

доктор биологических наук, профессор А.И. Карпухин; доктор сельскохозяйственных наук, профессор И.Г. Платонов.

Официальные оппоненты

доктор биологических наук Н.И. Аканова;

кандидат биологических наук Х.Х. Сюняев.

Ведущая организация Всероссийский научно- исследоватечьский институт сельского хозяйства Центрального района Нечерноземной зоны (ВНИИСХЦРНЗ)

Защита диссертации состоится ««іГ~ »-А^^уіЙОО^г в « /^"^часов на заседании диссертационного совета Д 220 043 02 при Московской сельскохозяйственной академии им К А Тимирязева

г 5 е її к с Л Тимирязевская ул , 49,

! .ться в ЦНБ МСХА 2003 г

В.В. Говорима

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. В системе мероприятий повышения плодородия дерново-подзолистых почв и продуктивности севооборотов определяющую роль играют известкование, применение органических и минеральных удобрений, а также рациональная их обработка. Из-за процессов выщелачивания обменных оснований действие известкования со временем ослабевает. Несмотря на большое количество научных работ по известкованию почв, до настоящего времени в литературе мало данных по влиянию сельскохозяйственных культур и севооборотов на кислотно-основные свойства дерново-подзолистых почв и состав обменных оснований. Остаются дискуссионными вопросы о действии минеральных удобрений на кислотность почвы. Актуальность исследований определяется необходимостью выяснения некоторых теоретических и практических вопросов, связанных с разной интенсивностью . подкисления почвы и изменением состава обменных оснований при возделывании сельскохозяйственных культур, ■ использовании химической мелиорации, удобрений и систем обработки, а также их сочетаний в адаптивно-ландшафтных системах земледелия. Работа выполнена в рамках проведения исследований по ФЦП "Повышение плодородия почв России", по ФЦП "Интеграция науки и высшего образования России" и УНЦ "Биоресурсы и экология".

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является изучение влияния периодического известкования, сельскохозяйственных культур, возделываемых бессменно и в севообороте, разных по интенсивности систем обработки и длительного применения удобрений на кислотность дерново-подзолистых суглинистых почв и состав обменных катионов.

Для решения этой цели были поставлены следующие задачи:

-определить влияние сельскохозяйственных культур, возделываемых бессменно и в севообороте на кислотность почвы и состав обменных оснований;

ЦНБМСХА

М

«туры

-изучить действие периодического известкования на динамику кислотности почвы и состав обменных оснований,

-исследовать влияние длительного применения удобрений и разной глубины обработки на состав обменных катионов и кислотность почвы,

-выяснить влияние сочетания периодического известкования, удобрений и обработки почвы на продуктивность севооборота и урожайность сельскохозяйственных культур

Научная новизна. Впервые в длительном (90 лет) полевом опыте установлено влияние сетьскохозяйственных культур, возделываемых бессменно и в севообороте в Нечерноземной зоне России на кислотность, состав обменных оснований и емкость катионного обмена дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы

Проведена комплексная оценка влияния полевых культур, возделываемых в севообороте, минеральных и органических удобрений, а также известкования на состав обменных оснований, емкость катионного обмена, степень насыщенности основаниями и кислотность дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы

В другом многолетнем (30 лет) полевом опыте изучено влияние сочетания известкования, удобрений и систем обработки почвы разной степени интенсивности на кислотность, состав обменных оснований, емкость катионного обмена и степень насыщенности основаниями дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы.

Установлено действие комплекса агротехнических приемов на продуктивность севооборота и урожайность сетьскохозяйственных культур

Практическая значимость. Определены закономерности влияния минеральных удобрений и известкования на динамику кислотности дерново-подзолистых почв разного гранулометрического состава, которые позволяют рекомендовать на легкосуглинистых почвах при определении норм извести и сроков известкования учитывать дозы применения минеральных удобрений

Данные о влиянии сельскохозяйственных культур на кислотность почвы и состав обменных оснований могут быть использованы при составлении кальций-сберегающих севооборотов.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на заседаниях кафедры почвоведения (1998, 1999, 2000 гг.), научных конференциях МСХА им. К.А. Тимирязева (2000, 2003 гг.). По теме диссертации опубликованы 2 научные работы.

Объем н структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и научно-практических рекомендаций. Работа изложена на 144 страницах машинописного текста, содержит 26 таблиц, 5 рисунков. Список использованной литературы включает 210 наименований, в т.ч. 32 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Объекты, методы и условия проведения исследований

Полевые исследования проведены в 1998-2002 гг. в 2-х стационарных длительных многофакторных полевых опытах кафедры земледелия и методики опытного дела МСХА им. К.А. Тимирязева.

Длительный полевой опыт.ТСХА, заложен в 1912 г. профессором А Т. Дояренко на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве на моренном суглинке. Подробное описание схемы опыта и программа исследований приведены в монографии «Длительному полевому опыту ТСХА 90 лет» (2002), а также в диссертационной работе.

Трехфакторный полевой стационарный опыт (опыт 7) заложен в 1969 г. профессором Б.А. Доспеховым на дерново-слабоподзолистой среднесуглини-стой почве на покровном суглинке в учхозе «Михайловское» Московской области. Подробная схема опыта приведена в диссертации и опубликованных работах А.И. Пупонина (1987) и И.Г. Платонова (2000). Известкование проводили общим фоном в 1969 г. и 1987 г. в дозе 7,0 и 6,0 т/га доломитовой муки соответственно.

В полевых опытах минеральные удобрения применяли в виде NEUNO*, KCl, Са(Н2Р04)2

Химические анализы выполнены по следующим методикам реакцию почвенной среды (рНка) определяли потенциометрическим методом (ОСТ 4649 - 76), обменные кальций и магний в вытяжке 1н KCl (при соотношении почвы с раствором 1 2,5, ГОСТ 26487 - 85) на атомно-абсорбционном спектрофотометре марки ASS, гидролитическую кислотность по Каппену в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26212 - 91), сумму поглощенных оснований - по Каппену-Гильковицу, степень насыщенности основаниями -расчетным методом, подвижный фосфор и обменный калий по Кирсанову в модификации ЦИНАО в вытяжке 0,2 н HCl (ГОСТ 26207 - 91), с последующим определением фосфора на фотоэлектроколориметре, калия - на пламенном фотометре, урожайность сельскохозяйственных культур учитывали методом сплошной уборки, зерна пересчитывали на 14 %-ую влажность, травы - 16 % влажность

Полученные экспериментальные данные обрабатывали методом дисперсионного анализа с использованием пакета прикладных программ «STRAZ»

Метеорологические условия в годы проведения исследований различались по температурному режиму и количеству осадков Вегетационные периоды 1998 г и 1999 г. характеризовались повышенным температурным режимом, особенно в начале вегетации кутьтур, а количество осадков только в августе превышало норму, что отрицательно отразилось на росте и развитии сельскохозяйственных культур Погодные устовия 2000 г. по температурному режиму и количеству осадков были благоприятными для роста и развития полевых культур В течение всего вегетационного периода (2002 г) и в середине и конце вегетации (2001 г) количество осадков было ниже среднемноголетнего значения

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ - - Влияние сельскохозяйственных культур, возделываемых бессменно и

в севообороте на кислотность дерново-подзолистых почв и состав обменных оснований

Исследования, проведенные в длительном полевом опыте ТСХА, показали, что сельскохозяйственные культуры, возделываемые в течение 86 лет бессменно и без удобрений, оказали влияние на кислотность дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы (табл.1).

Так, на полях, где бессменно с 1912 г. возделывается озимая рожь и овес (с 1973 г. ячмень) без известкования и удобрений реакция среды слабокислая, величина рНка 5,30 и 5,23 соответственно, а на делянках под бессменными

Таблица 1

Влияние сельскохозяйственных культур и удобрений на кислотность дерново_ подзолистой легкосуглииистой почвы_

Способы возделывания Варианты удобрений

Без удобрений ЬРК ОТК+навоз

рНка Нг РНка Нг" РНка Нг'

Бессменно: Пар 4,32 2,80 4,37 2,20 4,86 2,10

Озимая рожь 5,30 2,71 5,62 2,28 5,68 2,17

Ячмень 5,23 2,74 4,84 3,38 5,92 2,17

Клевер 4,43 3,94 4,38 4,18 5,00 3,19

Картофель 4,52 3,51 4,54 2,93 5,17 24)4

Севооборот: Пар 4,60 3,39 4,70 3,72 5,00 3,09

Клевер 4,40 3,94 4,50 3,78 5,18 2,68

Картофель 437 4,15 4,29 3,88 435 4,08

НСРо.5 рНка Нг Для культуры 0,11 0,11 Для удобрения 0,06 0,09

* мг-экв/100 г почвы

клевером и картофелем, величина рНка составила 4,43 и 4,52 соответственно. Наименьшая величина рНк.а отмечена на делянках с «вечным» паром. Однако в севообороте величина рНка под паром была на 0,20 и 0,23 единицы выше, чем под клевером и картофелем соответственно. -

•У многих ученых и практиков сложилось убеждение, что минеральные удобрения являются одной из причин подкисления почв. Экспериментальные

данные, приведенные в таблице 1, не показывают отрицательного действия минеральных удобрений (М.ооРгоК-12о) на реакцию среды почвы при бессменном возделывании озимой ржи, картофеля и клевера без известкования. Увеличение кислотности почвы от применения минеральных удобрений произошло только на делянках с бессменным возделыванием ячменя Применение этих доз ЫРК в севообороте и в бессменном пару также не влияло на реакцию среды почвы Ежегодное внесение навоза в дозе 20 т/га на фоне доз МюоР^оК^о обеспечивало снижение кистотности почвы под всеми культурами, возделываемыми как бессменно, так и в севообороте

Установленные закономерности действия агротехнических приемов на рНка яля гидролитической кислотности более выражены Наиболее высокие значения Нг почвы под клевером и картофелем, ноздечываемыми бессменно 3,94 и 3,51 мг-экв/100 г почвы соответственно, а под озимой рожью и ячменем самые низкие значения Нг - 2,71 и 2,74 мг-экв/100 г почвы Под культурами, возделываемыми в севообороте без применения извести и удобрений, величина Нг в среднем была на 0,32 - 1,12 мг-экв/100 г выше, чем под культурами, воздетываемыми бессменно за исключением делянок под бессменным клевером

Дерново-подзолистые легкосупинистые почвы характеризуются низким содержанием обменных оснований (табл 2) Минимальная сумма обменных оснований была под бессменно воздетываемым картофелем на варианте без удобрений 1,92 мг-экв/100 г почвы, максимальная - 3,88 мг-экв/100 г почвы под озимой рожью Соотношение Са М§ в среднем составляет 1.0,4

Ежегодное внесение навоза (20 т/га) на фоне минеральных удобрений обеспечило существенное возрастание суммы обменных оснований под всеми культурами На этих вариантах сумма обменных оснований увеличилась под озимой рожью на 0,28 мг-экв/100 г почвы, под ячменем - 1,09, под клевером -0,84, под картофелем — 1,46 по сравнениям с контролем (без удобрений)

Таблица 2

Влияние сельскохозяйственных культур и удобрений на содержание обменных оснований дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы, мг-экв/100 г почвы

Способы возделывания Варианты удобрений

Без удобреннй NPK NPK+навоэ

Са2+ Mg2* сумма Са1+ мв1+ сумма CaJ+ Mg2t сумма

Бессменно: Озимая рожь 2,81 1,07 3,88 3,02 1,06 4,08 3,22 0,94 4,16

Ячмень 237 0,86 3,23 2,02 0,59 2,61 3,28 1,04 432

Клевер 1,72 0,68 2,40 1,68 0,54 2,22 2,40 0,84 3,24

Картофель 1,43 0,49 1,92 1,99 0,61 2,60 2,73 0,65 338

Севооборот: Пар 1,69 0,54 2,23 1,72 0,65 237 2,81 0,78 339

Клевер 1,15 0,42 1,57 1,74 0,54 2,28 2,67 0,92 339

Картофель 1,50 0,56 2,06 1,24 0,49 1,73 1,78 0,61 239

НСРол Са2' Мй2+ Для культуры 0,21 0,76 Для удобрений 0,88 0,41

Длительное возделывание культур без известкования и внесения навоза приводит к снижению степени насыщенности почв основаниями (табл. 3). Применение только минеральных удобрений приводит к незначительному увеличению степени насыщенности почв основаниями под бессменными озимой рожью, картофелем и уменьшению ее под бессменными ячменем и клевером. Ежегодное внесение навоза способствует увеличению степени насыщенности почв основаниями под всеми культурами, возделываемыми как бессменно, так и в севообороте.

Таблица 3

Влияние сельскохозяйственных культур и удобрений на степень насыщенности

Способы возделывания Варианты удобрений

Без удобрений NPK NPK+навоз

Бессменно: Озимая рожь 59 64 66

Ячмень 54 44 66

Клевер 38 35 50

Картофель 35 47 50

Севооборот: Пар 40 39 54

Клевер 28 38 57

Картофель 33 31 37

Емкость катионного обмена почвы зависела от биологических особенностей возделываемых культур и агротехники Минимальное значение емкости катионного обмена было под бессменным картофелем - 5,55 мг-экв/100 г почвы и максимальное значение под озимой рожью - 6,72 мг-экв/100 г (табл. 4) В составе поглощенных катионов на вариантах без удобрений преобладают протоны водорода, под бессменными посевами клевера, картофеля и на полям севооборота их доля в составе ППК составила 61 - 65% от ЕКО, а под бессменными посевами озимой ржи и ячменя - 40 - 44%

Длительное применение минеральных удобрений способствует увеличению в составе ППК обменного калия, содержание остальных катионов практически не изменяется по сравнению с аналогичными вариантами без удобрений Ежегодное внесение навоза (20 т/га) на фоне МРК приводит к увеличению в составе поглощенных катионов кальция, магния, калия и уменьшению доли водорода под всеми культурами, возделываемыми как бессменно, так и в севообороте

Таким образом, культуры слабо чувствитечьные к кислотности, такие как озимая рожь, овес (ячмень), при длительном бессменном возделывании не только не оказывают подкис тяющего действия, но и обеспечивают более высокое значение рНки Подкисляющее действие на почву оказали картофель и клевер Минеральные удобрения в средних дозах не подкисляли почву на вариантах без извести Совместное внесение навоза и минеральных удобрений обеспечивали более благоприятную реакцию почвенной среды для сельскохозяйственных культур по сравнению с вариантами без удобрений и ЭТК.

Таблица 4

Влияние сельскохозяйственных культур и удобрений на емкость катионного обмена (мг-экв/100 г почвы) и состав

поглощенных катионов дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы

Способы возделывания Варианты удобрений

Без удобрений МК ОТК+навоз

ЕКО К* Са Ме* Н+ ЕКО К* Са* Н4 ЕКО К* Са Мб» Н+

мг-экв/ 100 г мг-экв/100 г процент мг-экв/ 100 г мг-экв/100 г процент мг-экв/ 100 г мг-экв/100 г процент

Бессменно: Озимая рожь 6,72 0,13 2 2.81 42 1.07 16 2.71 40 6,78 0.43 6 3.02 44 1.06 15 2,28 35 6,91 0,58 8 3.22 47 0,94 14 2.17 31

Ячмень «,13 0,16 3 2,37 39 0.86 14 2.74 44 6,58 0,59 9 2.02 31 039 9 3,38 51 7,25 0д76 11 3.28 45 1.04 14 2,17 30

Клевер 6/43 0.09 1 1.72 27 0.68 И 3.94 61 6,57 0.20 2 1.68 26 0.54 8 4.18 64 6,81 038 6 2.40 35 0,84 12 3,19 47

Картофель 5,55 0,12 2 1.43 26 0.49 9 3.51 63 5,81 0.28 6 1.99 34 0.61 10 2.93 50 6,63 М1 5 2.73 41 0,65 10 2,94 44

Севооборот 5,89 0,10 1 1,45 25 0.51 9 3.83 65 6,16 0.24 4 ш 26 0.56 9 3.79 61 6,88 0,40 6 2.42 35 0.77 11 3,29 48

Влияние периодического известкования на кислотность дерново-подзолистых почв и состав обменных катионов

Известкование является основным приемом снижения кислотности дерново-подзолистых почв Реакция среды на периодически известкуемых (с 1949 г) почвах была близка к нейтральной. На варианте без удобрений величина рНка в 2001 г была 5,49, на варианте МРК - 5,10 и на варианте ЫРК+навоз - 5,55 (табл 5) Применение минеральных удобрений в дозах М.ооРкоКда при периодическом известковании вызывало подкис тение почвы Значение рНка в варианте МРК было ниже на 0,26 (1998 г) и 0,39 (2001 г) единицы по сравнению с вариантом без удобрений При совместном внесении навоза и минеральных удобрений процесс подкисления пахотного стоя почвы на фоне известкования не наблюдался

Таблица 5

Влияние периодического известкования н удобрении на кислотность дерново-

подзолисгой легкосуглинистой почвы

Варианты удобрений Без извести 1 По извести

рНка 1998г рНка | Нг* 2001г 1998г Нг* 2001г рНка 1998г рНка| Нг* 2001г 1 1998г Нг* 2001г

Без удобрений 4,46 4,04 3.83 3.59 1 6,04 5.49 1.21 1,77

>РК 4,50 4,14 3,79 3,30 5,78 5,10 1.73 1,95

<ЧРК+навоз 4,91 4,24 3.29 3,29 6.18 5,55 1,39 1 1,75

НСР05. Для извести Для удобрений 0,14 0.21 0,23 0,14 0,30 0,21

* мг-экв/100 г почвы

Периодическое известкование полей существенно увеличивает содержание в пахотном слое обменных оснований (кальция и магния) на всех вариантах опыта (табл 6) Содержание обменного кальция в почве на вариантах без удобрений и ЫРК увеличилось в 2 раза, а в варианте МРК+навоз — в 1,5 раз по сравнению с аналогичными вариантами без извести Содержание в почве обменного магния возрастало в 2 - 3 раза в зависимости от вариантов удобрений Максимальное содержание обменного магния было на вариантах без удобрений и ЫРК+навоз - 1,45 - 1,48 мг-экв/100 г почвы При периодическом известковании дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы

степень ее насыщенности основаниями составляла 71 - 79%, это значительно выше, чем в вариантах без извести — 34 — 49%

Таблица 6

Влияние известкования и удобрений на содержание обменных оснований (мг-

экв/100 г) и степень насыщенности основаниями (%) дерново-подзолистой __легкосуглинистой почвы_

Варианты удобрений Без извести По извести

Са1* мв!+ Са ме V. % Са* М81+ Са мя V. %

Без удобрений 1,45 0.51 2,84 34 2,96 1,48 2,00 79

1,57 0,56 2,80 36 3,00 1,34 2,24 71

ОТК+навоз 2,42 0,77 3,14 49 3.48 1,45 2,40 78

НСР0!: Известь Удобрений 0.23 0,08 0,23 0,23 0.08 ' 0.08 !

Таким образом, периодическое известкование дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы способствует нейтрализации кислотности, повышению содержания обменных оснований (кальция и магния) и степени насыщенности почвы основаниями. При этом, минеральные удобрения оказывают подкисляющее действие на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве

Влияние сочетания известкования, обработки и удобрений на кислотность и состав обменных катионов дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы

Рациональное сочетание известкования, обработки и удобрений оказывает положительное действие на плодородие дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы (табл 7) На вариантах 2ЫРК при отвальной системе обработки почвы величина рНка стоя 0-20 см на 0,2 единицы выше, чем на варианте без удобрений, а слоя 21-40 см - 0,23 ед Такая же закономерность наб подается при фрезерной минимальной и трехъярусной системах обработки почвы

Внесение соломы (2,8 т/га) и минеральных удобрений при отвальной системе обработки почвы способствовало снижению кислотности по

сравнению с вариантами без удобрений и 2ЫРК. На делянках с минимальной фрезерной и трехъярусной обработками почв в варианте 2ЫРК+солома кислотность почвы оставалась на уровне варианта без удобрений. При ежегодной дозе навоза 14,5 т/га на фоне 2КГРК (КГшРтКюв) кислотность почвы при всех системах обработки была нейтральной (рНка 6,14 - 6,25). Кислотность почвы после известкования изменяется на глубину обработки: при отвальной системе обработки на глубину пахотного слоя до 30 см, при фрезерной минимальной - на глубину 20 см и при трехъярусной - на глубину 40 см.

Таблица 7

Влияние сочетания системы обработки и удобрений на кислотность дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы (опыт 7, учхоз «Михайловские» 1998 г)

Варианты удобрений Слой почвы, см Системы обработки НСР0,5

Отвальная Минимальная фрезерная Трехъярусная

Без удобрений 0-20 21^40 рНка Нг* рИксі Нг* рНкст Нг* рНка 1 Нг

5,60 4,94 1,65 3,28 5,82 4,74 1,64 3,42 5,48 5,29 1,65 2,24 Для обработки

0-20 21-40 5,80 5,16 1,88 2,95 5,89 4,94 1,48 2,58 5,67 5,69 1,66 1,62 0,25 0,74 0,32 0,74

2і\РК+ солома 0-20 21-40 5,89 5,26 1)37 2,06 5,85 4,80 1,59 3,04 5,59 5,70 1,68 1,56 Для удобрений

2»РК+ навоз 0-20 21-40 6,19 5,69 1,20 1,72 6,25 5,38 1,22 2,10 6,12 6,17 1,18 1,18 0,26 0,37 0,26 0,37

* мг-экв/100 г почвы

Ежегодное внесение соломы (2,8 т/га) и МпзРшКии в среднем за ротацию севооборота не влияло на гидролитическую кислотность почвы при трехъярусной и минимальной фрезерной обработках. При отвальной обработке значение Нг снизилось на 0,52 мг-экв/100 г почвы в слое 0-20 см. Внесение навоза оказывало подщелачивающее действие На почву. Значение Нг пахотного слоя было на 0,44 мг-экв/100 г почвы ниже, чем на варианте без удобрений при отвальной обработке, на 0,42 мг-экв/100 г почвы при минимальной фрезерной обработке и на - 0,47 мг-экв/100 г почвы при трехъярусной обработке.

При системе отвальной обработки почвы применение удобрений (2№К и 2ЫРК+навоз) способствовало увеличению емкости катионного обмена

пахотного слоя почвы до 10,43 - 10,53 и 10,08 - 10,35 мг-экв/100 г почвы соответственно по сравнению с вариантом без удобрений (8,79 - 9,40 мг-экв/100 г) При минимальной фрезерной и трехъярусной обработках минеральные удобрения не оказывали влияния на емкость катионного обмена пахотного стоя почвы, а при совместном их внесении с навозом способствовали возрастанию емкости катионного обмена этого слоя (табл 8)

Внесение минеральных удобрений, а также применение их в сочетании с навозом на фоне известкования увеличивало содержание обменного калия в ППК при всех системах обработки При отвальной обработке в варианте 2ЫРК в слое 0-20 см доля обменного калия в составе поглощенных катионов достигала 8,2%, на делянках с внесением 2МРК+навоз - 11,2%, а на контроле (без удобрений) - 4,7% При сочетании навоза с минеральными удобрениями в составе поглощенных катионов уменьшается доля водорода и возрастает доля обменных катионов кальция, магния и калия

Таким образом, сочетание известкования, органических и минеральных удобрений независимо от интенсивности систем обработки почвы оказывает положительное действие на кислотно-основные свойства и состав обменных катионов пахотного слоя дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы Длитечьное применение средних доз (КшРпдКш) минеральных удобрений не вызывает подкисление дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы и в свою очередь увеличивает долю обменного калия в составе поглощенных катионов Сочетание минеральных удобрений (ЫцзРптКюз), навоза (14,5 т/га) и известкования обеспечивает воспроизводство кислотно-основных свойств дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы благоприятных для роста и развития сечьскохозяйственных культур

Таблица 8

Влияние сочетания системы обработки и удобрений на емкость катионного обмена (мг-экв/100 г почвы) и состав поглощенных катионов (%) дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы (опыт 7)

Варианты удобрений Системы обработки

почаы. Отвальная обработка Минимальная фрезерная Т рехъяр усная обработка

см ЕКО К* Са МГ Н ЕКО 1С Са Н ЕКО К" Са мк* Н*

0-10 8,79 54 47,9 28,1 18,5 936 5,1 55,0 24,4 154 10,81 4,6 523 28,0 15,1

Без 11-20 9,40 3,9 52,4 25,8 17,9 8,55 5,1 48,4 253 213 10,76 4,7 534 263 15,6

удобрений 21-30 9,44 4,0 47,7 28,1 20,2 1044 3,1 49,4 24,8 22,7 11,86 4,0 543 24,4 17,4

31-40 14,47 23 423 23,2 32,2 13,84 24 423 23,0 32,2 1238 3,7 50,9 25,8 19,6

0-10 10,43 8,1 523 21,4 183 9,21 И4 49,4 21,8 173 1036 6,7 50,75 23,1 194

2№К 11-20 10,53 83 53,4 20,5 17,8 8,84 7,6 52,7 243 154 932 7,0 63 22,7 14,1

21-30 11,00 5,8 53,1 22,4 18,7 8,86 6,2 47,6 273 18,9 10,07 6,4 53,0 26,8 13,8

31-40 13,91 зз 453 23,9 27,6 12,45 3,8 42,6 254 28,1 1135 5,1 56,4 22,0 16,5

0-10 10,08 11,0 55,9 20,8 123 10,81 143 54,7 19,0 12,1 1040 93 544 23,6 12,6

2№К+ 11-20 10,35 11,3 56,2 21,1 11,4 10,25 12,5 563 19,8 113 12,09 7,1 61,9 224 8,5

навоз 21-30 10,32 10,6 55,0 23,2 11,2 9,76 9,0 513 23,8 15,9 11,73 9,7 57,9 22,6 9,8

31-40 13,77 5,6 53,2 24,5 16,7 12,71 4,9 49,9 244 20,7 11,14 73 574 243 10,9

Влияние периодического известкования, удобрений и обработки почвы на продуктивность севооборота и урожайность сельскохозяйственных культур

Известкование и минеральные удобрения являются мощными факторами повышения урожайности полевых культур и плодородия дерново-подзолистых почв Экспериментальные данные, полученные в длительном полевом опыте ТСХА, показывают, что эффективность их действия зависит от биологических особенностей возделываемых культур (табл 9)

Таблица 9

Влияние известкования и удобрений на урожайность полевых культур (н/га) в _бессменных посевах и севообороте (средние данные за 1998 — 2002 гг.)_

1 2 3 "8 5 я II1 w о а Варианты удобрений НСР05

Без извести По извести

ч я «"■» = В 2. о * і- г: ЛРК+ навоз Без удобрении Ї г + ^ * § а- я г = Для извести ев іі 5

Бессменно: Ознмая рожь 10,7 20,7 22,2 10,7 20,8 23,1 4.3 4,0

Ячмень 1.5 9.6 10,7 5,2 11,4 10,9 4,0 1 5,5

Картофечь 60 8 94,8 114,0 68 4 96,0 97,2 25,3 1 22,0

Клевер (сено) 21,0 30,0 24,0 24,0 28,0 32,0 8,0 6,0

Севооборот Озимая рожь 31.2 33,0 32.4 26,9 31,7 | 31,2 10,1 4,5

Ячмень 1 5.6 11,2 12,1 9,8 20,4 | 15,8 7,4 6,0

Картофель 1 83,2 155,0 181,0 79,8 157,0 180,0 32,7 19,6

,КлСВ:Р | 38.0 (сено) | 47,0 46.0 57,0 58,0 61,0 17,0 8.0

Известкование дерново-подзолистой почвы не оказывает существенного влияния на урожайность озимой ржи и картофеля, воздетываемых как бессменно, так и в севообороте, а также на урожайность клевера, возделываемого бессменно Внесение мелиорантов способствует также росту урожайности ячменя, возделываемого как бессменно, так и в севообороте Прибавка урожая от их применения составляет 0,2 . 3,7 ц/га при бессменном

возделывании и 3,7...9,2 ц/га в севообороте. Известкование почвы в севообороте позволило увеличить урожайность клевера в 1,2 — 1,5 раза.

Применение минеральных удобрений отдельно, а также в сочетании с навозом при бессменном возделывании способствовало повышению урожайности озимой ржи в 2 раза как на фоне извести, так и без извести; ячменя - при бессменном возделывании в 6,4...7,1 раза без извести, и в 2,2...2,1 раза с известью. Прибавка клубней картофеля в бессменных посевах от удобрения в варианте ЫРК составила 27,6.. .34,0 ц/га, а в варианте ЫРК+навоз -28,8...53,2 ц/га. Применение минеральных удобрений на дерново-подзолистой почве под клевер эффективно только на варианте без извести. На известкованном фоне при бессменном возделывании клевера более эффективно внесение ЫРК+навоз. Прибавка урожая была на 8,0 ц/га выше по сравнению с вариантом без удобрений.

Севооборот способствовал повышению урожайности всех полевых культур по сравнению с бессменным возделыванием.

Сочетание трехъярусной обработки, известкования и удобрений повышало продуктивность зернового звена севооборота. Максимальное значение продуктивности зернового звена севооборота составило 104,0 ц к.еУга в варианте ЫРК+навоз, а минимальная продуктивность - 41,3 ц к.е./га на

Таблица 10

Влияние сочетания системы обработки, удобрений и известкования на

Системы обработки НСРо.,

Варианты удобрений Отвальная Минимальная фрезерная Трехъярусная Для обработки: 5,4

Без удобрений 41.3« 100 43.4 105 52.2 126 Для удобрений: 3,5

21ЧГК 82.9 200 76.7 186 100,6 243

2ОТК+солома 88.0 213 78.0 189 96.0 232

2Г\'РК+навоз 873 211 89.1 216 104.0 252

♦числитель - ц к.е./га; знаменатель - % по отношению к контролю

варианте без удобрений при отвальной обработке почвы (табл 10) Применение минеральных удобрений раздельно, а также в сочетании с соломой или навозом способствовало повышению продуктивности звена зернопропашного севооборота при всех системах обработки. В варианте 2ЫРК продуктивность была выше на 86 . 143% по сравнению с вариантом без удобрений, в варианте 2ЫРК+солома - на 89. . 132% и в варианте 2ЫРК+навоз - на 111. . 152%

Таким образом, в изучаемых системах земледелия севооборот остается основным агротехническим приемом повышения продуктивности земель и сохранения плодородия почвы. Применение минеральных удобрений и навоза способствуют повышению урожайности всех культур, возделываемых как бессменно, так и в севообороте

ВЫВОДЫ

1 На основании экспериментальных исследований в длительных полевых опытах установлены закономерности изменения кистотности почвы, емкости поглощения и состава катионов почвенно-поглощающего комплекса под действием агротехнических приемов дерново-подзолистых легкосуглинистых и среднесуглинистых почв

2 Сечьскохозяйственные кутьтуры, слабо чувствительные к кистотности почвы, такие как озимая рожь, при бессменном возделывании в течение 86 лет обеспечивают величину рНКа на уровне 5,3, в то время как культуры, чувствительные к кислотности, как например клевер - на уровне 4,4

3 При бессменном возделывании картофеля (86 лет) происходит снижение емкости катионного обмена дерново-подзолистой тепсосуглинистой почвы на 17,4% по сравнению с бессменно возделываемой рожью и 13,7% по сравнению с бессменным клевером

4 Возделывание клевера и картофеля как бессменно, так и в севообороте приводит к обеднению почвы обменными основаниями по сравнению с бессменной озимой рожью на 38,1 - 50,5% и подкислению реакции почвенной среды

5. Периодическое известкование способствует увеличению содержания обменных кальция и магния в 1,5- 2и2 — 3 раза по сравнению с вариантами без извести, обеспечивает степень насыщенности почв основаниями на уровне 71 - 79%, но не влияет на емкость катионного обмена почвы.

6. Влияние средних доз минеральных удобрений на реакцию среды пахотного слоя зависит от гранулометрического состава дерново-подзолистой почвы. На фоне известкования они подкисляют легкосуглинистые почвы и не . оказывают отрицательного действия на среднесуглинистые почвы.

7. При длительном применении минеральных удобрений происходит увеличение доли обменного калия в составе почвенно-поглощающего комплекса.

8. Длительное (29 лет) совместное внесение на дерново-подзолистых почвах навоза (14,5 т/га) и минеральных удобрений в дозе КцзРщКюв способствует снижению кислотности почвы и улучшению состава почвенно-поглощающего комплекса.

9. Сочетание периодического известкования, органических и минеральных удобрений на фоне всех систем обработки почвы оказывает положительное действие на кислотно-основные свойства и состав обменных катионов пахотного слоя дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы.

10. В условиях интенсивных систем земледелия севооборот остаётся основным агротехническим приемом повышения продуктивности земель и сохранения плодородия почвы. Урожайность озимой ржи, возделываемой в севообороте, в 1,5...2,9 раза выше по сравнению с бессменными посевами, ячменя - 1,4...3,7 раза, картофеля - 1,6.:. 1,7 и клевера - 1,2... 1,9 раза.

11. В многолетнем полевом опыте установлено, что углубление пахотного слоя дерново-подзолистых среднесуглинистых почв до 40 см при периодическом известковании и ежегодном применении средних доз минеральных удобрений и навоза повышает продуктивность полевых

севооборотов на 151,8%, по сравнению с вспашкой на пубину 27 - 30 см и без удобрений

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Для стабилизации кальциевого режима дерново-подзолистых почв Нечерноземной зоны рекомендуется на легкосуглинистых почвах при определении норм извести и сроков известкования учитывать наличие органических удобрений

При углублении пахотного слоя дерново-подзолистых среднесуглинистых почв до 40 см и периодическом известковании нормы извести следует рассчитывать на глубину пахотного слоя почвы

Для повышения эффективности земледетия центрального района Нечерноземной зоны рекомендуется сочетание известкования, минеральных и органических удобрений с приемами разноглубинной обработки почвы

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1 Платонов И Г, Сафонов А Ф, Полин В Д, Ле Ван Тчиен Влияние периодического известкования и удобрений на кистотность и обменные основания дерново-подзолистой почвы при длитечьном возделывании кутьтур в севообороте и бессменно//Изв ТСХА М МСХА, 2000 Вып 2 С 6-15

2 Платонов И Г, Полин В Д, Ле Ван Тхиен Влияние периодического известкования, сельскохозяйственных культур и удобрений на запасы обменных оснований в дерново-подзолистой тегкосуглинистой почве и их потери из пахотного слоя // Доклады ТСХА (внутривузовские) М • МСХА, 2000 Вып 272 С. 18-22

Усл. печ. л. 1,16_Зак. 555_Тир. 100 экз.

AHO «Издательство МСХА» 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44