Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКИХ МЕЛИОРАНТОВ И УДОБРЕНИЙ НА ПЛОДОРОДИЕ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО И УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ ПОВОЛЖЬЯ

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКИХ МЕЛИОРАНТОВ И УДОБРЕНИЙ НА ПЛОДОРОДИЕ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО И УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ ПОВОЛЖЬЯ"

ит .

На правах рукописи

ЧБРНЫШОВ Василий Егорович

ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКИХ МЕЛИОРАНТОВ И УДОБРЕНИЙ

НА ПЛОДОРОДИЕ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО И УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ ПОВОЛЖЬЯ

Специальность 06.01.02 — мелиорация, рекультивация н охрана земель

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Пенза-2005

Диссертационная работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия».

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Кузин Евгений Николаевич

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки РФ,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Денисов Евгений Петрович

Ведущее предприятие—Волжский научно-исследовательский институт-гидротехники и мелиорации (ВолжНИИГиМ)

Защита состоится 21 октября 2005 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.053.01 при ФГОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 440014, г. Пенза, пос. Ахуны, ул. Ботаническая, 30

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия».

Автореферат разослан 21 сентября 2005 года

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат сельскохозяйственных наук Адаев Василий Федорович

доктор сельскохозяйственных наук

В. А. Гущина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Черноземы лесостепной зоны Поволжья обладают высоким естественным плодородием и имеют от природы, как правило, реакцию среды, близкую к нейтральной или слабокислую. Однако сравнительный анализ состояния черноземов за сто лет показал наличие активных процессов их подкисления. Изменения показателей рН по сравнению с исходными данными составили 2,3 ед,, а гидролитической кислотности — 6,7 мг-экв на 100 г почвы (АЛ. Щербаков, ИЛ. Васенев, 1994).

В результате проводимых в России социальных и экономических преобразований резко снизилось потребление сельским хозяйством материально-технических ресурсов. Так, применение удобрений к 2003 г. уменьшилось по сравнению с 1987 - 1990 гг. в целом по стране со 120 до 12, а в Пензенской области - с 75 до 3 кг д.в./га. Использование органических удобрений из-за доро-говнэны горючего сократилось соответственно с 3,5 до 0,3 т/га. Это в сочетании с отсутствием поставок новой техники, ядохимикатов и дефицитом энергоресурсов повсеместно заставило сельских товаропроизводителей отказаться от системных агротехнологнй и перейти на их примитивные формы. Итогом стало резкое снижение производства продуктов питания, способное привести Россию к потере продовольственной безопасности, и прогрессирующее ухудшение почвенного плодородия.

В условиях новых экономических отношений и осложнения экологической ситуации поиск путей повышения продуктивности земель сельскохозяйственного назначения и сохранения их природного потенциала при экономном использований ресурсов является крупнейшей проблемой сельскохозяйственной науки я практики. Одним из путей улучшения агромелиоративного состояния кислых черноземных почв является использование в качестве химических мелиорантов местных минеральных ресурсов и отходов сахарной промышленности (дефекат).

Цель исследований: определить влияние местных известковых материалов и минеральных удобрений на агромелиоративное состояние чернозема вы щелоченного и урожайность сельскохозяйственных культур!

В задачи исследований входило:

1. Установить изменение кислотно-основных свойств чернозема выщелоченного под влиянием химических мелиорантов и удобрений.

2. Изучить изменение микро- и макроагрегатного состояния чернозема выщелоченного под влиянием химических мелиорантов и удобрений. ■

3. Определить действие химических мелиорантов и удобрений на общие физические свойства чернозема выщелоченного. '

4. Изучить влияние известковых материалов на водные свойства почвы и водопотребление растений.

5. Изучить действие известковых материалов и удобрений на содержание щелочногидролизуемого азота, подвижного фосфора и обменного калия в почве.

ЦНБ МСХА

6. Провести оценку влияния химических мелиорантов и удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур.

7. Рассчитать энергетическую и экономическую эффективность использования в качестве.химических мелиорантов местных известковых материалов и минеральных удобрений.

Научная новизна. Впервые в условиях лесостепи Среднего Поволжья дана сравнительная оценка по влиянию на агромелиоративное состояние чернозема выщелоченного и урожайность сельскохозяйственных культур местных известковых материалов (доломитовая мука, мергель, дефекат) и минеральных удобрений.

На основании экспериментальных данных получены эмпирические зависимости, выявлена и оценена зависимость различных факторов почвенного плодородия от кислотно-основных свойств почвы, разработана математическая модель взаимосвязи продуктивности культур звена севооборота и факторов почвенного плодородия.

Практическая значимость работы. Полученный экспериментальный материал может быть использован для разработки приемов химической мелиорации черноземных почв. Применение местных известковых материалов в качестве химических мелиорантов совместно с минеральными удобрениями дает возможность предупредить развитие деградационных процессов в почве, улучшить ее агромелиоративное состояние и повысить урожайность сельскохозяйственных культур.

Реализация результатов исследований. Полученные результаты исследований прошли производственную проверку в хозяйствах Каменского района на площади пять тысяч гектар.

Основные положения, выносимые на защиту:

• Агромелиоративная целесообразность использования местных известковых материалов в качестве химических мелиорантов на черноземе выщелоченном.

• Сравнительная оценка по влиянию на продуктивность сельскохозяйственных культур местных известковых материалов и минеральных удобрений.

• Энергетическая и экономическая оценка использования местных известковых материалов в качестве химических мелиорантов.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международных, Всероссийских и региональных научно-практических конференциях (Пенза 2003,2004, 2005 гг., Саратов 2004,2005 гг.).

Основные положения диссертационной работы опубликованы в 12 научных работах.

Структура н объем диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов и рекомендаций производству. Работа изложена на 201 странице компьютерного текста, содержит 38 таблиц, 48 рисунков, 10 приложений. Список литературы включает 212 источников, в т.ч. 7 зарубежных.

Место проведения и схема опыта

Полевой опыт по изучению влияния местных известковых материалов и минеральных удобрений на свойства чернозема выщелоченного и урожайность сельскохозяйственных культур был заложен в С ПК «Курган о веки й» Каменского района Пензенской области по следующей схеме: 1. Без мелиорантов и удобрений (контроль); 2. N ежегодно+ РК в запас; 3. Мергель; 4. Доломитовая мука; 5. Дефекат; б. Мергель + N ежегодно + РК в запас; 7. Доломитовая мука+N ежегодно + РК в запас; 8. Дефекат + N ежегодно + РК в запас.

Повторность опыта трехкратная, варианты в опыте размещались методом рендомизированных повторений. Площадь делянки 42 м1. Опыт проводился в звене севооборота со следующим чередованием культур: горох, яровая пшеница, просо. Звено севооборота было размещено как во времени, так и в пространстве. В связи с этим изучаемые культуры использовали прямое действие химических мелиорантов и их последействие. В опыте выращивался сорт яровой пшеницы «Пирамида», горох «Самарец», просо «Орловский карлик».

В качестве химических мелиорантов в опьгте использовались дефекат Каменского сахарного завода следующего состава: CaCOj - 70,0%, азот - 0,28%, фосфор -0,32%, калий-0,41%; доломитовая мука Иссинского карьера с содержанием CaCOj - 85%; мергель Вопиловского месторождения Наровчатского района с содержанием CaCOj — 80%. Нормы химических мелиорантов рассчитаны по величине гидролитической кислотности (Нг = 6 мг-экв) с учетом действующего вещества: доломитовая мука — 8,7 т/га; мергель—9 т/га; дефекат - 9,6 т/га.

В качестве минеральных удобрений использовалась аммиачная селитра, суперфосфат и хлорид калия. Дозы минеральных удобрений (фосфорные, калийные), вносимые в запас составили: фосфорные — 180 кгд.в.; калийные — 234 кг д.в. Азотные удобрения вносились ежегодно: под яровую пшеницу - 135 кг д.в.; под горох - 70 кг д.в.; под просо — 92 кг д.в.

Химические мелиоранты, фосфорные и калийные удобрения были внесены в 2002 году под основную обработку почвы.

Агротехника возделываемых культур общепринятая для условий Пензенской области. Все наблюдения, анализы почвенных и растительных образцов проводили по общепринятым методам.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Фнзпко-зимнческне свойства чернозема выщелоченного

Результаты наблюдений в опыте показывают, что под влиянием мелиорантов н минеральных удобрений произошли изменения физико-химических свойств пахотного горизонта чернозема.

В почве без применения мелиорантов и удобрений реакция среды варьировала под различными культурами и в разные годы от 4,9 до 5,1. За три года показатель рН почвы, занятой горохом, не изменялся и составлял 5,1 ед., в почве под яровой пшеницей он снизился с 5,0 в 2003 году до 4,9 в 2005, апод просом -с 5.1 до 5,0. (табл. I)

Таблица 1 - Изменение величины рНе„,. под влиянием химических мелиорантов и удобрений

. Варианты опыта Го □ох Яровая пшеница Просо

2003 г.- 2005 г. 2003 г. 2005 г. 2003 г. 2005 г.

1. Без мелиорантов и удобрений (контроль) 5,1 5,1 5,0 4,9 5,1 5,0

2. N ежегодно, РК в запас 4,9 4,8 ■ 4,8 4,7 4,9 4,7

3, Мергель 5,6 6,0 5,5 5,9 5,5 6,1

4. Доломитовая мука 5.4 5,8 5,4 5,7 5,5 6,0

5. Дефекат 5,6 6,1 5.6 5,9 5,7 6,1

6. Мергель'+ N ежегодно, РК в запас 53 5,8 5,3 5,6 5,4 5,7

7. Доломитовая мука + N ежегодно, РК в запас 5,3 5,6 5,3 5,6 5,4 5,6

8. Дефекат + N ежегодно, РК в запас 5,4 5,8 5,5 5,8 5,5 5,7

Под влиянием минеральных удобрений, когда фосфорно-калийные вносились в запас, а азотные ежегодно, отмечено подкислен ие почвенного раствора. Уже в первый год их действия показатель рН почвы под горохом снизился до 4,8, а в последующие два года оставался на уровне 4,7ед.

Из изучаемых кальцийсодержаших мелиорантов наибольшим эффектом в первый год действия отличались дефекат и мергель, которые обеспечивали реакцию среды близкую к нейтральной.1 В почве под горохом на фоне их действия величина рН:0г в 2003 году возросла на 0,5 ед. по сравнению с контролем, в то же время на фоне действия доломитовой муки этот показатель возрос лишь на 0,3 ед.

На третйй год действия дефеката и мергеля, уровень рН»* достиг 5,9-6,1 ед., и превышал контрольные значения на 19-17%, на фоне последействия доломитовой муки — 5,7-6,0, или на 14%.

Использование минеральных удобрений на произвесткованной почве снижает их отрицательное действие на физико-химические свойства почвы.

Внесение минеральных удобрений повысило кислотность почвенного раствора, снизив величину рН™. на 0,2-03 ед по сравнению с контролем. При этом максимальное додкислеине наблюдалось на второй гад после внесения удобрений.

Использование минеральных удобрений по фону действия химических мелиорантов позволило ослабить их отрицательное действие на кислотно-основные свойства почвы. Показатель рН»». при совместном, использовании удобрений и мелиорантов колебался от 5,3 до 5,8, при одностороннем действии химических мелиорантов - от 5,6 до 6,1, при действии минеральных удобрений от 4,7 до 4,9.

, Химические , мелиоранты уже в первый год действия обеспечивают трансформацию почвы из группы со слабокислой реакцией в группу с реакци-

ей близкой к нейтральной. Максимальный эффект наблюдается на третий год их действия с некоторым преимуществом дефеката и мергеля.

При сельскохозяйственном использовании почв наблюдается увеличение их гидролитической кислотности. Применение минеральных удобрений привело к росту гидролитической кислотности на 0,6-1,85 мг-экв/100 г почвы, или на 13,0-29,8%. Применение химических мелиорантов привело к снижению гидролитической кислотности, но не устранило ее полностью. Наибольшая степень нейтрализации этого вида кислотности приходилась на третий год их действия, где оно составляло в зависимости от вида мелиоранта 34,4-47,5%. При этом отмечалось более эффективное действие дефеката и мергеля.

Использование минеральных удобрений на фоте действия химических мелиорантов снижало их нейтрализующую способность, В 2005 году снижение гидролитической кислотности на фоне действия мелиорантов составило 2,1-2,9 мг-экв., а при совместном использовании с удобрениями лишь 0,8-1,25 мг-экв Л 00 г почвы.

Одной ш причин ухудшения физико-химических свойств почв является обеднение пахотного горизонта обменными основаниями - кальцием и магнием.

За три года наблюдений на естественном фоне происходило снижение суммы обменных оснований на 0,2-0,3 мг-экв,/100 г почвы и уменьшение степени насыщенности почвы основаниями на 0,3-0,6%.

Наибольшее обеднение почвы обменными основаниями наблюдалось при внесении минеральных удобрений - на 1,6-1,8 мг-экв/100 г почвы. Степень насыщенности почв основаниями снизилась на 4,7-5,1%.

Применение химических мелиорантов привело к увеличению количества обменных оснований на 2,4-3,7 мг-экв/100 г почвы, степень насыщенности почв основаниями — на 7,8-8,7%. (табл. 2)

Таблица 2 —Изменение суммы обменных оснований под влиянием химических мелиорантов и удобрений (мг-экв. на 100 г почвы)

Варианты опыта Горох Яровая пшеница Просо

2003 г. 2005 г. 2003 г. 2005 г. 2003 г. 2005 г.

1. Без мелиорантов и удобрений (контроль) 30,3 30,0 30,0 29,8 30,1 29,8

2. N ежегодно, РК в запас 29,6 28,4 29,4 28,0 29,1 28,0

3. Мергель 31,0 33.1 32,1 32,7 31,2 33,1

4. Доломитовая мука 31,1 32,4 30,8 32,6 31,0 32,5

5. Дефекат 31,2 33,4 31,0 33,1 31,6 33,5

б. Мергель + N ежегодно, РК в запас 31,0 31,5 30,7 31,6 30,3 32,0

7. Доломитовая мука + N ежегодно, РК а запас 30,8 31,2 30,6 31,0. 30,3 32,0

8. Дефекат + N ежегодно, РК в запас 31,0 31,7 31,0 32,0 30,8 32,5

Агрофизические свойства чернозема выщелоченного

Макро- н мнкроагрегатное состояние — наиболее достоверный, интегральный показатель плодородия почвы (его агрофизических факторов).

По истечении исследований (2005 г.) количество водопрочных микроагрегатов крупнее 0,01 мм на вариантах с химическими мелиорантами увеличилось по сравнению с контрольным вариантом на 2,7-2,9%. На вариантах с совместным использованием химических мелиорантов н удобрений это увеличение составило 2,8-3,1%. Максимальное количество водопрочных микроагрегатов крупнее 0,01 мм было отмечено на вариантах с использованием дефеката в чистом виде и в сочетании с минеральными удобрениями (92,9-93,1%).

Под влиянием химических мелиорантов и удобрений увеличивается содержание наиболее ценных микроагрегатов крупнее 0,05 мм. Количество микроагрегатов этой фракции увеличилось по отношению к контролю на 4,5-5,8% и составило в 2005 году 77,9-79,2%. Максимальное количество микроагрегатов крупнее 0,05 мм н 0,01 мм наблюдалось на варианте с совместным использованием дефеката и полного минерального удобрения (79,2,93,1%).

Минеральные удобрения оказали несущественное влияние на увеличение водопрочное™ микроагрегатов крупнее 0,01 и 0,05 мм.

На вариантах с химическими мелиорантами произошло уменьшение не-агрегатировзнных илистых частиц в черноземе выщелоченном на 0,4-0,7%.

Как свидетельствуют результаты исследований, на контрольном варианте наметилась тенденция по увеличению фактора дисперсности. В 2005 году его величина составила 8,1 против 7,8% в 2003 году. Минеральные удобрения не оказали влияния на изменение фактора дисперсности.

За три года на вариантах с химическими мелиорантами фактор дисперсности снизился от 6,3-6,6%, а на вариантах с совместным использованием мелиорантов и удобрений — до 6,0-6,4% при значении на контроле 8,1%.

Существенное влияние на уменьшение фактора дисперсности оказал дефекат, используемый совместно с минеральными удобрениями (6,0%).

На контрольном варианте наметнлась тенденция по снижению фактора структурности.

На вариантах с использованием химических мелиорантов без удобрений и в сочетании с ними фактор структурности увеличился по отношению к контролю на 1,5-2,1% и составил в 2005 году 93,4-94,05%.

В результате проведенных исследований установлено, что химические мелиоранты оказывают положительное влияние на восстановление ранее утраченной структуры в пахотном горизонте чернозема выщелоченного.

На третий год действия химических мелиорантов содержание водопрочных агрегатов составляло: на варианте с использованием мергеля — 51,5%, на варианте с доломитовой мукой - 51,8% и на варианте с дефекатом — 53,9%. Увеличение по отношению к контролю достигло 9,9; 10,2; 123% соответственно.(табл. 3)

Таблица 3 - Влияние химических мелиорантов и удобрений на структурное состояние чернозема выщелоченного

Варианты опыта Количество водопрочных агрегатов >0,25 мм, % Коэффициент структурности Степень выпаханностн, %'

2003 г. 2005 г. 2003 г. 2005 г. 2003 г. 2005 г.

1. Без мелиорантов и удобрений (контроль) 42,4 41,6 0,74 0,71 48,5 49,5

2. N ежегодно, РК в запас 43,5 42,9 0,77 0,75 47,2 47,9

3- Мергель 46,0 51,5 0,85 1,06 44,2 37,5

4. Доломитовая мука 46,6 51,8 0,87 1,07 43,4 37,1

5. Дефекат 48,1 53,9 0,93 1,17 41,6 34,6

6. Мергель + N ежегодно, РК в запас 47,3 52.1 0,90 1.09 42,6 36,8

7. Доломитовая мука + N ежегодно, РК в запас 48,0 52,6 0,92 1,11 41,7 36,2

8. Дефекат + N ежегодно, РК в запас 49,6 55,6 0,98 1,23 39,8 33,0

Максимальное количество водопрочных агрегатов было отмечено на варианте, где в качестве химического мелиоранта использовался дефекат (53,9%).

Г1о завершении исследований количество водопрочных агрегатов на контроле размером от 0,25 до 1,0 мм составляло 24,8, а крупнее I мм - 6,8%.

На вариантах с химическими мелиорантами содержание агрегатов от 0,25 до 1,0 мм изменялось в пределах от 40,7 до 42,3%, а содержание агрегатов крупнее I мм —от 10,8 до 11,6%.

Минеральные удобрения в чистом виде и по известковым фонам оказали несущественное влияние на восстановление водопрочной структуры.

Математические расчеты и экспериментальные данные показывают, что между количеством водопрочных агрегатов (У) рН™^) и суммой обменных оснований (х2) существует тесная корреляционная связь - г,=0,94, г2=0,99. Нелинейная зависимость между данными показателями аппроксимировалась уравнениями полинома:

У=-184Д0-2,67х,+22,4х,г-2,57х11 У= 77,9^-17,58x2+0,93х12-0,013хгэ

Удельное отклонение составляло 1,6 и 2,6% соответственно.

Важными характеристиками структурного состояния почвы являются коэффициент ее структурности и степень выпаханностн. Коэффициент структурности на варианте без использования химических мелиорантов н удобрений снизился за период исследований с 0,74 до 0,71. На варианте с использованием полного минерального удобрения коэффициент структурности колебался по годам исследований от 0,75 до 0,77. (табл. 3)

На вариантах с использованием химических мелиорантов в чистом виде к в сочетании с минеральными удобрениями коэффициент структурности был ниже контроля в 2003 году на 0,11-0,24; в 2004 году - на 0,24-0,36; в 2005 году - на 0,35-0,52.

Максимальные значения коэффициента структурности были отмечены на варианте с использованием дефеката в чистом виде и в сочетании с минеральными удобрениям». При использовании дефеката без удобрений коэффициент структурности в 2005 году составлял 1,17, а при использовании совместно с удобрениям» 1,23.

На варианте без мелиорантов и удобрений наметилась тенденция по увеличению степени выпаханностн. За период исследований величина этого показателя возросла с 48,5 до 49,5%.(табл. 3)

На вариантах с химическими мелиорантами без удобрений степень выпаханностн за период исследований существенно снизилась, разница с контрольным вариантом в 2005 году составляла 12,0-14,9%.

Наиболее существенно снижение степени выпаханностн произошло на вариантах с использованием дефеката в чистом виде и совместно с минеральными удобрениями. Степень выпаханностн в 2005 году на этих вариантах составляла 33,0-34,6%, разница с контрольным вариантом достигла 14,9-16,5%.

Плотность почвы является одним из важных свойств, определяющих ее физическое состояние.

В начале вегетационного периода плотность пахотного горизонта на всех вариантах опыта была в пределах оптимальной.

В конце вегетационного периода 2003 года равновесная плотность чернозема выщелоченного в пахотном горизонте на контрольном варианте достигла Í Д2-1,23 г/см\ дрейф от оптимальной составлял 0,02-0,03 г/см1.

На варианте с полным минеральным удобрением равновесная плотность в пахотном горизонте достигла 1,22 г/см1, увеличение по отношению к оптимальной составляло 0,02 г/см1. При использовании химических мелиорантов равновесная плотность в пахотном горизонте была в пределах оптимальной и изменялась в интервале от 1,18 до 1,20 г/см3. Отклонение от контроля составляло 0,02-0,05 г/см1.

Равновесная плотность в пахотном горизонте на вариантах с химическими мелиорантами и удобрениями колебалась от 1,16 до 1,19 г/см3 и была ниже, чем на контрольном варианте, на 0,04-0,07 г/см3.

В 2004 году величина равновесной плотности на контрольном варианте после уборки гороха составляла 1,26, после уборки яровой пшеницы - 1,29 и после уборки проса - 1,28 г/см1. Дрейф от оптимальной составлял 0,06; 0,09; 0,08 г/см1 соответственно. На варианте с минеральными удобрениями равновесная плотность изменялась в зависимости от культуры от 1,26 до 1,30 г/см3 и была в пределах контрольных значений. Дрейф от оптимальной на этом варианте составлял 0,06-0,10 г/см1.

При использовании мергеля и доломитовой муки равновесная плотность по гороху составляла 1,19, по яровой пшенице - 1,22 и по просу - 1,20 г/см3. На варианте с использованием дефеката равновесная плотность была оптимальной и изменялась в зависимости от культуры в пределах ог 1,17 до 1,19 г/см .

При использовании химических мелиорантов и минеральных удобрений величина равновесной плотности в пахотном горизонте незначительно отличалась от ее значений на вариантах с использованием химических мелиорантов без удобрений. Разница с контрольным вариантом варьировала в пределах от 0,06 до 0,11 г/см3. Минимальное значение равновесной плотности в 2004 году было отмечено на варианте с совместным использованием дефеката и минеральных удобрений. Ее значения на этом варианте составляли в зависимости от культуры 1,16-1,19 г/см5. Различия с контрольным вариантом варьировали в пределах от 0,10 до 0,11 г/см5.

В условиях 2005 года величина равновесной плотности иа контрольном варианте составляла 1,21-1,22 г/см3. Дрейф от оптимального значения равнялся 0,01-0,02 г/см5.Аналогич ная закономерность наблюдалась на варианте с односторонним действием полного минерального удобрения.

Vía вариантах с использованием мергеля и доломитовой муки равновесная плотность в посевах гороха составляла 1,13-1,14 г/см1, в посевах яровой пшеницы — 1,16 г/см3 н в посевах проса 1,14-1,15 г/см3, т.е. была в пределах оптимальной. Снижение по отношению к контролю равнялось: 0,06-0,08 г/см3. Наиболее рыхлое сложение пахотного горизонта было отмечено на варианте С использованием дефеката. Величина равновесной плотности на этом варианте варьировала в интервале от 1,10 (просо) до 1,13 г/см3 (яровая пшеница). Опсло нення от контрольного варианта составляли 0,09-0,11 г/см5. ■■

Определяя характер зависимости плотности почвы (У) от pH^Xxi) и суммы обменных оснований (х2), ми установили, что между названными свойствами существует определенная связь. Характер зависимости аппроксимировался уравнениями полинома:

У=-0,104-1,042x,+0,229xt2-0,015x,J У = 6,315-0,500хг+0,017хг3-1,950-10JXj3

Коэффициенты корреляции (п= -0,95, Гг= -0,97) указывают на тесную обратную взаимосвязь данных признаков. Удельное отклонение при изменении рНсод, на 0,1 ед. составляет 0,11 г/см3, при изменении суммы обменных оснований на 1 мг-эквП 00 г почвы - 0,015 г/см . -

Пористость определяет воздушный, водный и пищевой режимы почвы. На контрольном варианте общая пористость в начале вегетационного периода изменялась в 2003 году в интервале от 583 до 58,7%, в 2004 году - от 52,6 до 53,4% и в 2005 году - от 54,3 до 54,7%.

Аналогичная закономерность в динамике общей пористости наблюдалась к на варианте с использованием полного минерального удобрения без известковых фонов.

При использовании в качестве химических мелиорантов, мергеля и доломитовой муки общая пористость изменялась по годам исследования от 54,7 до 59,5%. Разница с контролем составляла 0,4-2,5%. Максимальные значения общей пористости были отмечены на варианте с дефекатом. Величина общей пористости по годам исследований колебалась в пределах от S5,l до 59,5 %. Различия с контрольным вариантом составляли 1,2-2,8%.

Значительное увеличение величины равновесной плотности к концу вегетации на варианте без химических мелиорантов существенно снижало величину общей пористости в пахотном горизонте чернозема выщелоченного. Так, в 2003 году величина общей пористости на контрольном варианте составляла 50,2-50,6%, в 2004 году - 47,8-49,0%, и в 2005 году - 50,6-51,0.

Характер изменения общей пористости в конце вегетации на варианте с использованием полного минерального удобрения без известковых фонов был аналогичен контрольному варианту.

На вариантах с химическими мелиорантами величина общей пористости по годам исследования варьировала в пределах от 50,6 до 55,5%, т.е. была в пределах оптимальной.

Использование минеральных удобрений по известковым фонам не оказало существенного влияния на изменение обшей пористости в пахотном горизонте чернозема выщелоченного.

Как свидетельствуют результаты математического анализа, определенную роль в формировании обшей пористости почвы (У) играют ее кислотность (Х|) и сумма обменных оснований (X}).

Нелинейная зависимость факторов аппроксимировалась уравнениями полинома: У= -127,6^1-48,97 х 1 х ,г-0,43 х,3 (г=0,95); У= -5,206+0,972хг+ +0,073х,1-1,555 10-'х2э ((=0,99)

Уравнения показывают, что при сдвиге рН№1. на 0,1 ед. общая пористость изменяется на 0,55%,а при изменении суммы обменных оснований на 1 мг-экв/ЮО г почвы — на 0,84%.

Наименьшая влагоем кость является одной из важных почвенно-гидрологических констант.

В изучаемой нами разновидности чернозема выщелоченного водоудер-живаюшая способность перед закладкой опыта составляла в пахотном горизонте 32,2-32,4%.

По завершении исследований величина наименьшей влагоемкости на вариантах с химическими мелиорантами возросла до 34,4-35,2%. Увеличение по отношению к исходным значениям составляло 2,2-2,8%, а по отношению к контрольному варианту—2^-3,1%.

Наиболее существенные изменения данного показателя произошли на варианте, где в качестве химического мелиоранта использовался дефекат. Величина наименьшей влагоем кости на этом варианте по завершении исследований составляла 35,2%. Увеличение по отношению к контролю равнялось 3,1%, а по отношению к исходной - 2,8%. На вариантах с минеральными удобрениями, которые использовались по известковым фонам, наименьшая влагоем кость равнялась в 2005 году 34,6-35,2, увеличение к исходному составляло 2,3-2,9%, а различия с контрольным вариа|т>м 2,5-3,1%.

Анализ данных исследований показал, что наименьшая впагоемкость чернозема выщелоченного изменялась с .колебаниями суммы обменных оснований в почве. Коэффициент корреляции взаимосвязи наименьшей влагоемко-сти (У) с содержанием обменных оснований в почве (х) составлял 0,88. Уравнение полинома имело вид: У= 236,77-9,88х-8,47-10~У+3,57• 1V

"■ Удельное увеличение наименьшей влагоем кости с повышением содержания обменных оснований на 1 мг-экз/ЮО г почвы составило 0,44%.

* Запас продуктивной влаги в почве и водопотребление растений.

* В начале вегетационного периода 2003 года запас продуктивной влаги в метровом слое почвы на контрольном варианте составлял 172,6-173,7 мм. При использовании мергеля запас продуктивной влаги в посевах гороха был равен 181,2-182,9 мм, при использовании доломитовой муки — 180,9-185,1 мм, при использовании дефеката - 183,6-187,2 мм соответственно.

' На вариантах с использованием минеральных удобрений по известковым фонам запас продуктивной влаги варьировал в пределах от 182,5 до 188,2 мм. Различия с контрольным вариантом составляли 8,8-14,5.

Запас продуктивной влаги на фоне одностороннего действия удобрений был на уровне контроля.

В условиях 2004 года запас продуктивной влаги на варианте без химических мелиорантов и удобрений составлял по гороху 140,4-140,7 мм, а на фоне одностороннего действия удобрений — 141,3-141,5 мм.

' На вариантах с односторонним действием химических мелиорнатов и в сочетании с удобрениями запас продуктивной влаги изменялся от 153,8 до 163,6 мм. Увеличение по отношению к контролю равнялось 13,1-22,9 мм.

" В 2005 году запас продуктивной влаги на контрольном варианте варьировал в интервале от 175,6 мм до 176,5 мм. На варианте с использованием минеральных удобрений запас продуктивной влаги был аналогичен контрольному варианту.

На вариантах с односторонним действием химических мелиорантов запас продуктивной влаги с оста ал ял 194,4-197,8 мм. Увеличение по отношению к контрольному варианту равнялось 18,1*22,2 мм.

" Минеральные удобрения, используемые по известковым фонам не способствовали накоплению продуктивной влаги в почве.

' В связи с относительно высоким количеством осадков в конце вегетационного периода 2003 года запас продуктивной влаги на вариантах с химическими мелиорантами и минеральными удобрениями несущественно отличался от контрольных значений и варьировал от 184,9 до 206,9 мм при значениях на контроле - от 188,9 до 209,2 мм.

" Максимальный запас продуктивной влаги в 2004 году перед уборкой культурбыл отмечен на варианте без мелиорантов и удобрений (101,5-130,0 мм), что связано с более низкой урожайностью изучаемых культур.

На фоне одностороннего действия минеральных удобрений запас продуктивной влаги составлял 94,4-118,6 мм, т.е. был ниже контрольных значений на 7,8; 11,4 мм. Запас продуктивной влаги на фоне одностороннего действия мергеля,-доломитовой муки и дефеката равнялся 93,8-122,1 мм. Отклонения от контрольного варианта варьировали от 7,9 до 12,0 мм.

При совместном использовании химических мелиорантов и минеральных удобрений запас продуктивной влаги перед уборкой варьировал от 86,3 до 118,6 мм. Снижение по отношению к контрольному варианту составляло; 10.3-20,1 мм.

Минимальный запас продуктивной влаги, в конце вегетационного периода 2004 года сложился на варианте с использованием дефеката в сочетании с полным минеральным удобрением, что связано с более высокой урожайностью сельскохозяйственных культур (86,3-109,9 мм). Так, перед уборкой гороха запас продуктивной влаги на этом варианте равнялся 109,9 мм, перед уборкой яровой пшеницы - 86,7 мм и перед уборкой проса — 86,3 мм и был ниже контрольных значений на 14,8-20,1 мм.

В связи с большим расходом влаги на формирование дополнительного урожая минимальный запас продуктивной влаги в метровом слое почвы в конце вегетации в 2005 году был отмечен на вариантах с использованием химических мелиорантов в сочетании с полным минеральным удобрением. Запас продук-.тивной влаги на этих вариантах составлял 79,4-105,6 мм, при значениях на контроле 100,1-125,1 мм.

Существенное уменьшение запаса продуктивной влаги произошло также на варианте с полным минеральным удобрением. Отклонение по отношению к контрольному варианту на этом варианте составляло 14,1-20,9 мм.

IIa вариантах с односторонним действием химических мелиорантов запас продуктивной влаги в конце вегетации был аналогичен контрольному варианту. . Важную роль в формировании запаса продуктивной влаги в почве (У)

имело содержание в почвенном поглощающем комплексе катионов кальция и магния (х). Коэффициент корреляции зтих величин, указывающий на высокую

тесноту взаимосвязи, равен 0,84. Уравнение полинома имело вид: У = -702,650+68,851 х-1,372х3-К),017х3

Решение уравнения показывает, что интенсивное накопление запаса продуктивной влаги в черноземе выщелоченном происходило при увеличении суммы обменных оснований до 34 мг-экв на 100 г почвы.

Аналогичную закономерность дает анализ взаимосвязи с рНш.

Коэффициент корреляции, характеризующий характер взаимосвязи запаса продуктивной влаги (У) с pH™. (х), равен 0,91.

Уравнение полинома У =3370,03-603,90х-91,10х2-12,55xJ дает предельное значение возрастания запаса продуктивной влаги в почве до величины pllaw. 5,5 ед.

Химические мелиоранты не только увеличивали запас продуктивной влаги за счет холодного периода года, но и способствовали более рациональному ее использованию из почвы. При одностороннем действии химических мелиорантов коэффициенты водопотребления у гороха варьировали по годам исследований от 1238,0 до 2379,9 м3/т, по яровой пшенице -916,6 до 1511,63 mVt, по просу-от 1398,8 до 3243,4 м'/т.

Минимальные значения коэффициентов водопотребления по годам исследований сложились на варианте с использованием минеральных удобрений по известковым фонам. При возделывании гороха они варьировали в интервале от 947,3 до 1749,5 mVt, при возделывании яровой пшеницы - от 682,6 до 1198,7 м'/г н при возделывании проса — от 917,7 до 2204,9 м'/т, при значениях на контроле 1501,0-2442,3 м'/т, 958-1596,3 м3/т, 1729,9-3536,8 mj/t соответственно.

Пищевой режим почвы

. Азот. Наибольшее количество щелочногндротвуемого азота накапливается в почве под горохом. На контрольном варианте, содержали« щелочногидроли-зуемого азота во все годы исследований было на 2-3 мг/кг выше, чем лещ яровой пшеницей и просом. Наибольшее количество щелочногидрояшуемого азота под горохом наблюдалось при использовании минеральных удобрений и дефеката. Его содержание было выше, чем на контроле: в 2003 году в 1,4 раза, в 2004 году—в 1,6 раза, в 2005 году — в 1,7 раза. При одностороннем применении минеральных удобрений это превышение было в 1,3; 1,4 и 1,5 раза соответственно.

Аналогичные изменения в содержании щелочногидролизуемого азота в почве наблюдались и под яровой пшеницей.

Наибольшее накопление этой формы азота отмечалось при использовании дефеката и минеральных удобрений. В 2003 году его количество составляло 130 мг/кг, а на контроле лишь 92 мг/кг, в 2005 году 151,3 мг/кг и 91,5 мг/кг почвы соответственно. При использовании минеральных удобрений на фоне мергеля содержание шелочногндролкзусмогт» азота возрастало от 126 мг/кг в 2003 году до 140,1 мг/кг в 2005 году. Внесение туков на фоне доломитовой муки изменяло количество азота в почве от 129 мг/кг в 2003 году до 139,2 мг/кг в 2005 году.

| Наибольшее количество щелочногидролизуемой формы азота в посевах лроса отмечалось при совместном использовании дефеката и минеральных удобрений. По сравнению с контролем в почве данного варианта накапливалось больше азота: в 2003 году иа 30%; в 2004 году на 45%; в 2005 году на 54%, При использовании мергеля и минеральных удобрений это превышение составляло по годам на 27%; на 40 и на 45% соответственно.

Фосфор. Почва опытного участка характеризуется низким содержанием подвижного фосфора. За три года исследований его количество на контрольном варианте существенно не изменилось. Применение кальцийсодержащих мелиорантов мергеля и ДОЛОМ1ГГОВОЙ муки также не приводило к существенным изменениям в содержании подвижного фосфора. При использовании дефеката наблюдалось увеличение количества подвижного фосфора в почве под горохом по сравнению с контролем. Содержание подвижного фосфора возросло: в 2003 году на 9 мг/кг, в 2005 году - на ! 6,5 мг/кг.

При запасном внесении фосфора к калия в первый год количество подвижного фосфора возросло на 24 мг/кг почвы. К 2005 году его содержание в почве стабилизировалось на уровне 79,5 мг/кг, что превышало контрольные значения в 1,9 раза.

Отсутствие существенного влияния на накопление подвижного фосфора при использовании химических кальцийсодержащих мелиорантов было установлено и в почве под яровой пшеницей.

^' Применение минеральных удобрений с запасным внесением фосфора и калия позволило увеличить количество подвижного фосфора под яровой пшеницей в 2003 году на 47,5%, в 2005 году на 75%.

■ Формирование фосфатного режима почв под влиянием химических мелиорантов и запасного внесения фосфорно-калийных удобрений при возделывании проса носило аналогичный характер, как и под другими культурами.

Калий. За годы наблюдений в почве без применения мелиорантов не наблюдалось значительного снижения обменного калия, а прослеживалась тенденция к его уменьшению. Применение кальцийсодержащих мелиорантов мергеля и доломитовой муки не приводило к изменению калийного режима почвы.

При использовании в качестве мелиоранта дефеката, содержащего калий, в почве наблюдалось повышение его содержания на 6,0-18,2 мг/кг по отношению к контрольным значениям.

Существенное влияние на калийный режим чернозема выщелоченного оказало запасное внесение фосфора и калия в виде минеральных удобрений. Под растениями гороха такой прием увеличил содержание калия на 47,066,2 мг/кг почвы по сравнению с контролем, или в 1,5-1,7 раза.

Максимальное количество обменного калия наблюдалось при использовании запасного внесения минеральных удобрений на фоне дефеката, где его содержание возросло по сравнению с контролем: в 2003 году на 60 мг/кг, в 2005 году на 71,7 мг/кг почвы или в 1,6 и 1,8 раза соответственно.

При изучении калийного режима почвы под яровой пшеницей также не отмечено существенного влияния химических мелиорантов — мергеля и доломитовой муки на содержание обменного калия. Его количество оставалось на протяжении трех лет на уровне контрольных значений. На фоне доломитовой муки содержание обменного калия в 2003 году было 90,0 мг/кг, в 2005 году — 90,9 мг/кг, при значениях на контроле 90,0 мг/кг и 89,5 мгУкг почвы соответственно.

Использование дефеката повышало количество обменного калия в 2003 году на б мг/кг, в 2005 году - на 16,6 мг/кг почвы.

При одностороннем действии минеральных удобрений содержание калия в 2003 году возросло на 55 мг/кг, в 2004 году — на 60,4 мг/кг, в 2005 году — на 62,7 мг/кг почвы, или в 1,6-1,7 раза по сравнению с контрольными значениями.

Сочетание запасного внесения минеральных удобрений с известкованием не имело преимущества по воздействию на содержание обменного калия в почве перед односторонним действием туков.

Аналогичные изменения в динамике обменного калия наблюдались и в посевах проса.

Урожайность сельскохозяйственных культур

Анализ применения средств химизации в наших опытах показал, что мергель, доломитовая мука, дефекат и минеральные удобрения обеспечивали существенное увеличение урожая изучаемых культур.

Из исследуемых химических мелиорантов наибольшую прибавку гороха в условиях 2003 года обеспечил дефекат, где она составила 0,54 тЛ-а. Эффективность мергеля и доломитовой муки оказалась одинаковой, прибавки урожая по фону этих мелиорантов были по отношению к контролю достоверными и составляли 0,24-0,32 т/га соответственно. Урожайность гороха на фоне минеральных удобрений была на б, 1-21,5 % выше, чем при одностороннем действии мелиорантов.(табл. 4)

; Таблица 4 - Влияние химических мелиорантов и удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур

1' . . Варианты опита Урожайность, т/га Отклонение от контроля, т/га

2003 г. ¡2004 г. (2005 г. 2003 г. I 2004 г. 12005 г.

. горох

]. Без мелиорантов и удобрений (контроль) 1,95 1,23 1,47 -

2. N ежегодно, РК в запас 2,61 1,69 1,89 0,66 0,46 0,42

3. Мергель 2,19 1.42 1,63 0,24 0,19 0,16

4. Доломитовая мука 2,26 1,38 1,64 0,31 0,15 0,17

5, Дефекат 2,49 1,49 1,67 0,54 0,26 0,20

6. Мергель + N ежегодно, РК в запас 2,95 1,96 2,06 1,00 0,73 0,59

7. Доломитовая мука + N ежегодно, РК в запас 3,02 1.90 2.05 1,07 0,67 0,58

8. Дефекат + N ежегодно, РК в за)1 ас 3,30 2,00 2,09 1,35 0,77 0,62

НСР0) 0,22 0,14 0,15

яровая пшеница

1. Без мелиорантов и удобрений (контроль) 3,06 2,15 2,31 - - -

2. N ежегодно, РК в запас 4,03 2,85 3,02 0,97 0,70 0,71

3. Мергель 3,23 2,43 2,53 0,17 0,28 0,22

4. Доломитовая мука 3,28 2,41 2.52 0,22 0.26 0,2!

5. Дефекат 3,36 2,49 2,60 0,30 0,34 0,29

6, Мергель + N ежегодно, РК в запас 4,42 3,16 3,36 и« 1,00 1,05

7. Доломитовая мука + N ежегодно, РК в запас 4,44 3,11 3,39 1,38 0,96 1,08

8. Дефекат + N ежегодно, РК в запас 4,62 3,20 3,49 1,56 1,05 1,18

НСРо, 0,15 0,18 ОДО

просо

1. Без мелиорантов и удобрений (контроль) 1,94 1,11 1,41 - - *

2. N ежегодно, РК в запас 3,02 1,60 1,83 1,08 0,49 0,42

3. Мергель 2,10 1,28 1,57 0,16 0,17 0,16

4. Доломитовая мука 2,16 1,22 1,56 0,22 0,11 0,15

5, Дефекат 2,40 1,32 1,60 0,46 0,21 0,19

б. Мергель + N ежегодно, РК в запас 3,31 1,89 1,97 1,37 0,78 0,56

7, Доломитовая мука + N ежегодно, РК в запас 3,36 1,83 1,97 1,42 0,72 0.56

8. Дефекат + N ежегодно, РК в запас 3,68 1.93 2,03 1,74 0.82 0.62

НСР<* 0.14 0,10 0.12

Урожайность гороха при сочетании удобрения с мергелем возросла на 0,34 т/га по сравнению с односторонним действием азотно-фосфорно-калийных удобрений. На фоне доломитовой муки урожайность увеличилась на 0,41 т/га, на фоне дефеката урожайность была выше на 0,69 т/га. Максимальную прибавку урожая гороха обеспечивал дефекат, используемый совместно с минераль-; ными удобрениями. Прибавка урожая по отношению к контролю на этом варианте составила 1,35 т/га, или 69,2 %.

Исследованиями установлено, что местные известковые материалы, используемые в опыте оказали в год внесения равное воздействие на урожайность яровой пшеницы. Однако по сравнению с контролем прибавки урожая яровой пшеницы от мелиорантов оказались достоверными и составили 0,17 т/га; 0,22г/га и 0,30 т/га соответственно.

Минеральные удобрения обеспечили рост урожайности яровой пшеницы на 0,97 т/га. Использование минеральных удобрений на произвесткованной почве значительно усилило их воздействие на урожайность пшеницы. Если при одностороннем действии удобрений урожайность зерна составила 4,03 т/га, то в сочетании с химическими мелиорантами урожайность возросла до 4,42-4,62 т/га.

Максимальную прибавку урожая яровой пшеницы обеспечивало совместное использование полного минерального удобрения с дефекатом. Увеличение урожая на этом варианте составляло 1,56 т/га, или 51,0%.

Из изучаемых мелиорантов наивысшую урожайность проса обеспечило применение дефеката, где она составила 2,40 т/га, что на 0,46 т/га больше, чем на контроле. Использование мергеля обеспечило урожайность проса 2,10 т/га, долом итовой муки - 2,16 т/га.

Урожайность проса от использования минеральных удобрений возросла на 1,08 т/га по сравнению с контролем. Наивысшую урожайность этой культуры обеспечило совместное действие удобрений и химических мелиорантов (3,31-3,68 т/га).

В условиях 2004 года урожайность гороха на варианте без использования химических мелиорантов н удобрений составляла 1,23 т/га, урожайность яровой пшеницы-2,15 т/га и урожайность проса - 1,11 т/га.

При одностороннем действии минеральных удобрений урожайность гороха составляла 1,69 т/га, яровой пшеницы -2,85 т/га, проса - 1,60 т/га. Отклонение от контроля равнялось: по гороху - 0,46 т/га; по яровой пшенице - 0,70 т/га; по просу - 0,49 т/га, или 37,3%, 32,6%, 44,1% соответственно.

Химические мелиоранты обеспечивали достоверную прибавку урожая гороха про сравнению с контролем. Прибавка, урожая от действия мергеля составляла 0,19 т/га, от действия доломитовой муки - 0,15 т/га и от действия дефеката - 0^6 т/га, или 15,4; 12,2;21,1%.

Урожайность гороха при сочетании минеральных удобрений с химическими мелиорантами возросла по сравнению с контролем на 0,67-0,77 т/г.

Урожайность яровой пшеницы на фоне одностороннего действия химических мелиорантов составляла 2,41-2,49 т/га. Отклонения от контроля были достоверными и равнялись 0,26-0,34 т/га, или 12,1-15,8%.

> Максимальная урожайность яровой пшеницы была получена при совместном использовании химических мелиорантов и удобрений (3,11-3,20 т/га). Увеличения по отношению к контрольному варианту равнялись 0,96-1,05 т/га.

ь Урожайность проса на фоне одностороннего действия химических мелиорантов составляла в 2004 году 1,22-1,32 т/га. Различия по отношению к контролю были существенными и составляли 0,11-0,21 т/га соответственно.

Урожайность проса при сочетании минеральных удобрений с химическими мелирантами возросла на 0,72-0,82 т/га, или на 64,9-73,9%.

V На контрольном варианте в условиях 2005 года урожайность гороха составляла 1,47 т/га, яровой пшеницы -23,1 т/га, проса - 1,41 т/га. На варианте с односторонним действием минеральных удобрений урожайность изучаемых культур была выше контрольных значений на 0,68-0,42 т/га, или 28,6-29,8%.

От действия мергеля, доломитовой муки и дефеката прибавка урожая по отношению к контролю была существенной и составляла по гороху 10,9-13,6%, по яровой пшенице - 9,5-12,6%, по просу - 11,3-13,4%.

г Максимальная прибавка урожая была получена при использовании химических мелиорантов в сочетании с минеральными удобрениями. Прибавка урожая по гороху составляла 0,59-0,62 т/га, по яровой пшенице —0,89-1,04 т/га, по просу - 0,56-0,62 т/га.

Анализ экспериментальных данных и их математическая обработка свидетельствуют о тесной корреляционной зависимости урожайности гороха (У^, яровой пшеницы (Уз), проса (У,) от кислотности (х|) и суммы обменных оснований (Хг). Характер взаимосвязи аппроксимировался уравнениями полк-нома третьей степени:

У[=0,023+1,448х-0,477х1+0,047х;,(г=0,75) I У,=7,537-0104хг-0,017х2г+3,920-10Лз1(т=0,8б)

V- У2=-103,65+29,11 х, +0Л 8х, 5-0,3 5х(г^0,87 )

У2—1,97+0,03х> +0,01 хг-1,56л1-1 О^х,3 (г=0,99) 7 У}—275,04+154,2x1—28,71х11+1,78х|3(р*0,82)

: У=20,47-0,38x1-0,04хг1+8,62хзэ-1О^1

Энергетическая и экономическая эффективность

/ Расчеты энергетической эффективности показали, что мелиоративные нормы мергеля, доломитовой муки и дефеката, отнесенные на три года их действия, при возделывании яровой пшеницы н проса энергетически не оправданы.

V Биоэнергетический КПД, рассчитанный как соотношение энергии в прибавке урожая к энергозатратам, был ниже еднннцы. Учитывая, что действие химических мелиорантов может длиться 7-10 лет, можно предположить их энергоокупаемость.

При возделывании гороха на вариантах с односторонним действием химических мелиорантов энергетически окупался только дефекат. Биоэнергетиче-, скин коэффициент полезного действия на этом варианте составлял 1,02. На вариантах с мергелем и доломитовой мукой биоэнергетический КПД был ниже еднннцы. ■

При использовании полного минерального удобрения биоэнергетический коэффициент полезного действия был выше единицы и составлял по гороху 1,21, по яровой пшенице 1,01 и по просу 1,19.

Использование мергеля, доломитовой муки совместно с полным минеральным удобрением обеспечивало значение биоэнергетического КПД выше единицы. Так, по гороху биоэнергетический КПД на этих вариантах составлял 1,03, по яровой пшенице - 1,0-1,01 и по просу — 1,01.

Максимальные значения биоэнергетического КПД были получены при совместном использовании дефеката с минеральными удобрениями. Биоэнергетический коэффициент на этом варианте равнялся: по гороху — 1,23; по яровой пшенице-1,12; по просу-1,18.

Расчеты экономической эффективности показали, что за ротацию звена севооборота экономически оправдано было использование дефеката и дефеката в сочетании с минеральными удобрениями. Условный чистый доход при одностороннем действии дефеката составлял а сумме по трем культурам 957,95 руб., а при использовании мелиоранта с удобрениями — 517,50 руб.

ВЫВОДЫ

L Химические мелиоранты уже в.первый год действия обеспечивают трансформацию почвы из группы со слабокислой реакцией в группу с реакцией, близкой к нейтральной. Максимальный эффект наблюдался на третий год их действия с некоторым преимуществом дефеката и мергеля. По завершении исследований величина pH„„, на вариантах с односторонним действием мелиорантов была выше контрольных значений на 0,7-1,1 ед. и составляла 5,7-6,1 ед.

Минеральные удобрения ухудшали физико-химические свойства почвы, однако их использование совместно с химическими мелиорантами позволили ослабить их негативное воздействие на кислотность почвы.

2. Минеральные удобрения в течение трех лет повышали гидролитическую кислотность почвы на 13-29,8% н снижали действие химических мелиорантов при совместном их применении. Из химических мелиорантов в первые три года наибольшее снижение этого вида кислотности обеспечивал дефекат.

3. Применение химических мелиорантов привело к значительному увеличению количества обменных оснований в пахотном горизонте почвы.

Количество обменных оснований на фоне мелиорантов возросло на 2,43,7 мг-экв на 100 г почвы, а степень насыщенности основаниями - на 7,8-8,7%. Минеральные удобрения снижали количество обменных оснований на 1,6-1,8 мг-экв на 100 г почвы н степень насыщенности основаниями - на 4,7-5,1%.

4. Накопление в пахотном горизонте оснований за счет химических мелиорантов способствует агрегатированию высокодисперсных илистых частиц в более ценные микроагрегаты, которые являются основой образования водопрочных макроагрегатов. Максимальное количество агрономически ценных мнкроагрегатов крупнее 0,05 мм наблюдалось на варианте с совместным использованием дефеката и полного минерального удобрения (79,2%), Под действием химических мелиорантов и минеральных удобрений произошло снижение

фактора дисперсности до 6,0-6,6%, увеличение фактора структурности до 93,494,0% и степени агрегатности до 68,7-69,2%, при значениях на контроле 8,1%, 91,9%, 66,8% соответственно.

5. Химические мелиоранты, оказывая положительное влияние на кислотно-основные свойства, улучшали агрофизические свойства. За три года исследований количество водопрочных агрегатов от использования мергеля, доломитовой муки и дефеката увеличилось по отношению к контролю на 9,9-12,3%.

^ Максимальное содержание водопрочных агрегатов было отмечено на ва-рнанте с дефе катом (53,9%).

Величина равновесной плотности была ниже контрольных значений по мергелю на 0,03-0,08 г/см3, по доломитовой муке — на 0,02-0,08 г/см5, по дефе-кату-на 0,03-0, II г/см5.

. Общая пористость по годам исследований, в зависимости от вида мелиоранта и культуры варьировала в интервале от 51,0 до 55,5% при максимальных значениях по фону дефеката. Использование минеральных удобрений в чистом виде и по известковым фонам не оказало существенного влияния на изменение общей агрофизических свойств почвы.

? б. Изучение влияния химических мелиорантов и удобрений на наименьшую влагоемкость показало, что одностороннее действие мелиорантов повышало водоудерживающую способность пахотного горизонта на 2,2-2,8% при максимальных значениях по фону дефеката.

•■. Минеральные удобрения не оказали положительного влияния на изменение водоудерживаюшей способности почвы.

■ 7. Химические мелиоранты не только увеличивали запас продуктивной влаги за счет холодного периода года, но и способствовали более рациональному ее использованию из почвы.

, При одностороннем действии химических мелиорантов коэффициенты водопотребления у гороха варьировали по годам исследований от 1238,0 до 2379,9 м3/т, по яровой пшенице - 9(6,6 до 1511,63 м3/т, по просу-от 1398,8 до

3243.4 м*/т. Минимальные значения коэффициентов водопотребления сложились на варианте с использованием минеральных удобрений по известковым фонам. При возделывании гороха они варьировали в интервале от 947,3 до

1749.5 м3/т, при возделывании яровой пшеницы — от 682,6 до 1198,7 м /т и при возделывании проса - от 917,7 до 2204,9 м3/т, при значениях на контроле 1501,0-2442,3 м5/т, 958-1596,3 м'/г, 1729,9-3536,8 м3/т соответственно.

*. 8. Совместное использование химических мелиорантов и минеральных удобрений повышает содержание щелочногидролизуемого азота в почве на 24,0-68,5, подвижного фосфора - на 44,4-98,5, обменного калия - на 44,0-85,6%. Мелиоративные нормы мергеля и доломитовой муки не оказывают влияние на количество доступных соединений фосфора и калия в пахотном горизонте чернозема выщелоченного.

; 9. Ежегодное использование азотных и запасное внесение фосфорно-калнПных удобрений повышало урожайность гороха на 28,6-37,3%, яровой пшеницы - на 30,7-32,6%, проса - на 29,8-55.7%, а при использовании их по известковым фонам - на 38,1-69,2%. 44,4-51,1%, 39,7-89,7% соответственно.

Одностороннее действие химических мелиорантов повышало урожайность гороха на 10,9-27,7%, яровой пшеницы - на 5,6-15,8%, проса - на 8,2-23,7%.

10, Максимальные значения биоэнергетического коэффициента полезного действия были получены при использовании минеральных удобрений по фону де-феката, они равнялись: ло гороху — 1,23; по яровой пшенице — ] ,12; по просу — 3,18.

Условный чистый доход при одностороннем действии дефеката составлял в сумме по трем культурам 957,95 руб., а при использовании мелиоранта с удобрениями—517,50 руб.

Рекомендации производству

Дня улучшения агромелиоративных свойств чернозема выщелоченного, обладающего кислой реакцией среды, рекомендуется использовать местные известковые материалы (дефекат, мергель, доломитовая мука) с учетом местонахождения мелиорантов, т.к. высокие денежные затраты на транспортировку их на большие расстояния (более 40 км) значительно увеличивают срок окупаемости.

Для перевода почвы, обладающей слабокислой реакцией среды, в разряд близкой к нейтральной норма химического мелиоранта должно соответствовать величине гидролитической кислотности с учетом действующего вещества, тонины помола и влажности.

Для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур рекомендуется использовать химические мелиоранты с минеральным» удобрениями, нормы которых рассчитаны на запланированный урожай. Для снижения затрат на внесение минеральных удобрений, фосфорные и калийные удобрения следует вносить в запас из расчета на ротацию звена севооборота.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

. ]. Чернышов В.Е. Влияние известкования к удобрений на плодородие чернозема выщелоченного и продуктивность сельскохозяйственных культур/ E.H. Кузин, В.Е. Чернышов, H.A. Фомин//Вестник Саратовского госагроуин-верситета им. Н.И. Вавилова. № 3 Саратов, 2003 - С 45-48

2. Чернышов В.Е. Влияние известковых материалов а удобрений на общие физические свойства чернозема выщелоченного и урожайность яровой пшеницы/В.Е. Чернышов, Г.Е. Гришин//Материалы научно-практической конференции, посвященной 75-летию со дня рождения профессора Г.Б. Гальдина — Пенза, 2003. — С. 169-171

3. Чернышов В.Е. Действие химических мелиорантов и удобрений на запасы воды в почве и водопотребление растений/Е.Н.- Кузин, Г.Е. Гришин, В.Е. Чернышов//Сборник материалов Ш Международной конференции «Экология и безопасность жизнедеятельности». — Пета, 2003. — С.

4. Чернышов В.Е. Изменение водно-физических свойств чернозема выщелоченного под воздействием химической мелиорации и удобрен и Л/E.H. Кузин, Г.Е. Гришин, Е.В. Курносовз, Е.В. Чернышов//Вестник Саратовского гос-агроуниверситета. № 2. Саратов, 2004 - С. 12-14

5. Чернышев В.Е. Влагоемкость почвы и факторы ее определяющие/ Л.А. Кузина, В.Е. Чернышов//Актуальные проблемы земледелия на современном этапе развития сельского хозяйства. Сборник материалов Международной научно-практической конференции, посвященной 30-летию кафедры общего земледелия. - Пенза, 2004. - С. 59-60.

6. Чернышов В.Е. Влияние химической мелиорации и минеральных удобрений на структурное состояние и общие физические свойства чернозема вы-щелоченного/В.Е. Чернышов//Актуальные проблемы земеледелия на современном этапе развития сельского хозяйства. Сборник материалов Международной научно-практической конференции, посвященной 50-летию кафедры общего земледелия. - Пенза, 2004. - С.109-110

7. Чернышов В.Е. Характер зависимости запасов влаги от факторов почвенного плодородия/Л.А. Кузина, В.Е. Чернышов//Актуальные проблемы земледелия на современном этапе развития сельского хозяйства. Сборник материалов Международной научно-практической конференции, посвященной 50-летию кафедры общего земледелия. -Пенза, 2004. -С. 60-61

8. Чернышов В.Е. Влияние известкования и удобрений на агрохимические свойства чернозема выщелоченного/В-Е. Чернышов, E.H. Кузин, Г.Е. Гришин, Е.В. Чернышов//Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 117-й годовщине со дня рождения академика Николая Ивановича Вавилова «Вавиловские чтения - 2004». - Саратов, 2004. — С. 104-107

9. Чернышов В.Е. Изменение плодородия чернозема выщелоченного под влиянием химических мелиорантов и минеральных удобрен и й/В.Е. Чернышов, E.H. Кузин//Сборник материалов научно-практической конференции агрономического факультета Пензенской ГСХА «Роль науки в развитии АПК». - Пенза, 2005.-С. 187-189

10. Чернышов В.Е. Влияние химических мелиорантов и удобрений на пористость чернозема выщелоченного/&Х. Чернышов//Актуальные проблемы земледелия. Сборник научных работ, посвященной 90-летию кафедры земледелия Саратовского ГАУ. - Саратов, 2005. - С. 238-241.

11. Чернышов В.Е. Зависимость фосфорного и калийного режимов от почвенного плодородия/В.Е. Чернышев, Л.А.Кузина//Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. №3,—Саратов, 2005.-С. 44-45

12. Чернышов В.Е. Влияние местных материалов на урожайность сельскохозяйственных культур/В .Е. Чернышов, Е.В. Чернышов, E.H. Кузин/Материалы Международной научно-практической конференции «Роль почв в сохранении устойчивости ландшафтов и ресурсосберегающее земледелие» -Пенза, 2005 - С. 213-215

916779

Подписано в печать 5.09.05. Объем 1,35 усл.пл. Тираж 100 экз. • Заказ № 184

Отпечатано с готового оригинал-макета в мини-типографии, Свидетельство № 5551 440600, г. Пенза, ул. Московская, 74