Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ПИЩЕВОЙ РЕЖИМ И УРОЖАЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В ПЕРВЫЕ ГОДЫ ОСВОЕНИЯ НИЗИННОЙ ТОРФЯНОЙ ПОЧВЫ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ПИЩЕВОЙ РЕЖИМ И УРОЖАЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В ПЕРВЫЕ ГОДЫ ОСВОЕНИЯ НИЗИННОЙ ТОРФЯНОЙ ПОЧВЫ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

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

1-4 " г5 9 У& На правах рукописи

ШАМАНАЕВ Виктор Анатольевич

ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ПИЩЕВОЙ РЕЖИМ И УРОЖАЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В ПЕРВЫЕ ГОДЫ ОСВОЕНИЯ НИЗИННОЙ ТОРФЯНОЙ ПОЧВЫ

(Специальность 06.01.04 — агрохимия)

Автореферат на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА— 1978

Зин, £'*..- yn&pQis>$Aftrt.e.

Уя&бр-г*^*?-

Диссертационная работа выполнена в Смоленском филиале Всесоюзного научйо-иаследовательокого института гидротехники и мелиорации имени А. Н. Костикова, г. Смоленск.

Научный руководитель—доктор сельскохозяйственных наук

Д. Д. Головко.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук профессор Ф. Р. Зайдельман и кандидат сельскохозяйственных наук Ю. К. Чуприков. '

Ведущее предприятие — Почвенный институт им. В. В. Докучаева.

Защита диссертации состоится- <ДЗ »О.К&ЯсЩ 1978 г.

в «^ » часов на заседании Специализированного совета. К-120.35.01 в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева. Адрес: г.' Москва, '127550, Тимирязевская ул., 47, корпус 8, Ученый совет ТСХА. Телефон: 216-24-92. С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан *4?» §&&Я <$Щ .1978 г.

.-•_'• - . . лА

,--. Ученый секретарь ~ - чч-

Специализированного совета ' " • -

.•'..-•¥• "• • • ' ^|С»АЧ--Доцент Л. А. ДОРОЖКИ К

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В решениях XXV съезда КПСС и в Постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О '.мерах по'Дальнейшему развитию сельского хозяйства Нечерноземной зоны РСФСР» указано, что мелиорация и химизация — есть важнейшие условия интенсификации сельского хозяйства.

В Нечерноземной зоне одним из основных объектов мелиорации являются низинные торфяцые почвы, обладающие большими запасами органического вещества и азота, но бедные калием, а часто — и фосфором. Освоение и интенсивное использование этих почв связано с рациональным .применением минеральных удобрений, которое невозможно без всестороннего изучения 'пищевого режима применительно к отдельным районам зоны. Однако- характер изменений торфяных почв, особенно в первые годы после осушения, по сравнению с неоеу-шенным болотом изучен слабо. В условиях юго-запада Нечерноземной зоны1 РСФСР недостаточно изучено, в частности, влияние минеральных удобрений на пищевой режим торфяных почв и урожай сельскохозяйственных культур в 'первые годы окультуривания.

Цель и задачи исследований. Основная задача исследований состояла в изучении влияния изменений пищевого режима низинной торфяной почвы под воздействием минеральных удобрений на урожай культурных растений. В задачу исследований входило: л..

1. Изучение влияния отдельных видов, сочетаний и периодичности 'внесения минеральных удобрений на изменение азотного, фосфорного и калийного режимов торфяной почвы в первые четыре года окультуривания.

2- Исследование влияния осушения, обработки и возделывания культур на лищевой режим, химический состав и агрохимические свойства почвы.

3. Изучение 'влияния минеральных удобрений 'на величину и 'качество урожая тимофеевки и картофеля, а также продолжительности действия удобрений на урожайЛкультур*», пищевой режим 'почвы.; __•••-: .1_:;,'11,г-.и-Л»«23Г

г ••,-.-' '••'.. лДллкгсэ. |

ц •.......А А Щ Ш

4. Установление оптимальных норм азотных удобрений на одном фосфорно-калийном фоне под тимофеевку луговую в первые тоды использования низинной торфяной почвы.

5. Определение экономической эффективности применения минеральных удобрений под ♦многолетние трлвы и картофель в первые годы освоения почвы. ]

Научная новизна и практическая ценность результатов исследований. Впервые для условий юго-»за>гвдагай части Центра Нечерноземной доны РСФСР этолучены данные об изменении пищевого 'режима низинной торфяной лочвы в 'первые годы освоения лод влиянием различных видов, норм, 'сочетаний и периодичности внесения минеральных удобрений на монокультуре многолетних трав и картофеля. Изучено изменение хими-.' ческого состава органической и минеральной части почвы-и агрохимических свойств. Установлено определяющее влияние минеральных удобрений на фосфорный и калийный режимы низинной торфяной почвы в первые годы окультуривания и отсутствие такого влияния иа азотный режим. {Выявлена необходимость ежегодного применения полного -минерального удобрения .под тимофеевку и картофель в лервйе годы использования низинной торфяной почвы. Установлены оптимальные нормы и сроки внесения азотных удобрений (на одном фоне фосфора и калия) в условиях Смоленской области под тимофеевку луговую на сено. Определена продолжительность действия разных видов и сочетаний .минеральных удобрений на урожай тимофеевки и картофеля и на штцевой режим низинной торфяной почвы. Рассчитана экономическая эффективность применения разных видов, норм, сочетаний и .периодичности внесения минеральных удобрений под эти культуры.

Реализация результатов исследований. Отдельные результаты исследований включены''в «Рекомендации по созданию и использованию культурных сенокосов и пастбищ на мелиорируемых землях юго-западной части Центра Нечерноземной зоны РСФСР». Основные результаты работы внедрены в совхозе «Селезневский» Велижского района и ОПХ «Верховье» Смоленского района Смоленской области. ','

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на конференции почвоведов-мелиораторов зоны избыточного увлажнения в 1974 г. (Москва, МГУ), «а научно-производственной 'конференции то эффективному использованию .минеральных удобрений в 1975 г. (Киров, НИИСХ Северо-Востока), на научной конференции по окультуриванию почв Нечерноземной зоны в условиях ускоренной интенсификации сельского хозяйства в 1977 г. (Ленинград, -СевНИИГиМ) и на

5-м Делегатском съезде Всесоюзного общества почвоведов в 1977 г. (Минск). • 8

Объем работы. Диссертация изложена на 178 'страницах .машинописного текста, содержит 24 таблицы и 22 рисунка, состоит из введения, четырех глав, выводов, предложений произ- . водству и 96 приложений. Библиография включает 205 найме-" нований, в том числе 13 иностранных авторов. *

Объект, условия и методика проведения исследований. Исследования .проводили в 197.1—1976 гг. в стационарных полевых о-пытах на целинной неосушенной'(1971—1972гг.) и осушаемой вновь освоенной торфяной почве.,(1973—1976 гг,)'ни-зинного болота «Щёголево», расположенного на северо-западе Смоленской области, на территории ОПХ «Верховье» Смоленского филиала ВНИИГиМ. -.♦?.' .,.•.•-•'

Почва опытных участков — низинная торфяная/ сформированная на мощных (2,5—1,5 .м) древесных и древесно-осоко-вых (в верхнем метровом слое) торфах со средней (35—40.%), степенью разложения и нормальной (7—12%) зольностью.'Ис-следуемая почва'до осушения (1971г.) в слое 0—30 см имела высокое содержание общего азота (2,22%). низкое* валового фосфора (0,115%) и калия (0,061%). Содержание подвижного" фосфора (6,8—9,0 мг/100 г) и калия (13—15 мг) было также низким. Реакция почвы —слабокислая (рН сол. 5,5), степень насыщенности основаниями—« высокая (80%),.объемная масса— низкая (0,157 г/см3). у

Опытный' массив'. «Щёголево». в августе 1972 г. осушен сетью открытых каналов с расстоянием 100 м и глубиной 2,0— 2,5 м. Первичная обработка, почвы проведена машиной, глубокого фрезерования;в последующем обработка состоялаЛ дис; ковании и прикатывании. Апротехника возделывания картофеля и тимофеевки в опытах обычная, (применяющаяся в хозяйствах Смоленской области." , ',..' * ..

Метеорологическиеуеловия вегетационных периодов, в"го-ды исследования были различными. Так, средние температуры воздуха за май—сентябрь 1971, 1973, 1974 и, особенно, 1976 гг., ,„ были ниже .среяномноголетннх.и составляли соответственно 13,7, 13,6, 13,3 и 12,2° при норме 14,2°С. Температура воздуха за период май—сентябрь в 1972 и 1975 гг. была'равна 15,3 :и 15,6°С. За май—сентябрь 1973 г. выпало 408,6 мм осадков при норме 350,0 мм. 1972, 1975 и 1976 гг. можно считать сухими (266,2, 285,7 и 238,2 мм) и 1971, 1974гг.—средними (342,5 и 343,0 мм); • .,-. <-у .- ; • .'.-.• •- ':••• ••',♦ •'-•;•

В результате осушения понизился .уровень-.грунтовых вод! (в среднем за период май—сентябрь) с 36 см в 1971.г. до 82— 106 см в 1973—1976 гг."; уменьшилась, влажность почвы в слое. 0—30 см с 420 до 349—255% на сухое вещество и увеличилась ' объемная масса с 0,157 до 0,201—0,212 г/см3Л х

з

Стационарные полевые опыты с минеральными удобрениями на вновь осваиваемой (1—1 года) низинной торфяной почве «проводили в четырехкратной повторности, площадь .опытных делянок составила 175—200 м2, учетных — 60—105 м2. Урожай'ipастений в опытах учитывали сплошным методом отдельно по каждой делянке: на тимофеевке—малогабаритной мотокосилкой, на картофеле — уборка всех гнезд с учетной делянки вручную. В опытах изучали эффективность ежегодного и периодического (один раз в 3—4 года) внесения фосфорных

(60 и 120 кг/га) и калийных (150 и 180 кг/га) удобрений на .тимофеевке и картофеле. Схемы опытов предусматривали применение азотных (45 и 60 кг/га), фосфорных и калийных удобрений под эти культуры как отдельно, так и в парном и тройном сочетаниях. На тимофеевке луговой (второго—четвертого годов пользования) изучали разные нормы (45, 90, .135 и 180 кг/га) и сроки внесения, (весной под первый укос, после уборки первого и второго укосов) азотных удобрений на одном фосфорно-калийном фоне (PeoKiso). В опытах применяли аммиачную селитру, простой гранулированный суперфосфат, хлористый калнй и иирнтные огарки. . \

Для характеристики пищевого режима и агрохимических свойств использовали как более достоверные, смешанные образцы почвы, которые составляли из 20 индивидуальных на каждой опытной делянке. Образцы отбирали с трех повторений опытов по всем основным вариантам с глубины 0—30 см по фазам развития растений (б .раз за вегетационный лериод). Подвижные формы элементов питания определяли в свежих-почвенных образцах при соотношении почвы к раствору как 1 : 10 (25 г : 250 мл) : нитратный азот — дисульфофенолевым методом (по Грандваль-Ляжу), водорастворимый и обменный аммоний — с реактивом Несслера, подвижный фосфор и ка> лий — по Кирсанову в 0,2 н НС1, необменный калий — в 2,0 н НС1, степень подвижности фосфатов —по Карпинскому-Замятиной, водорастворимый калий — в водной вытяжке из сырой почвы. Другие агрохимические и физико-химические показатели торфяной почвы определяли в воздушно-сухих образцах по общепринятым методам. Анализ растений на содержание NPK проводили методом мокрого озоления в смеси серной и хлорной кислот из одной навески.

Один раз в 10 дней измеряли уровень грунтовых вод, температуру (на глубине 20 и 40 см) и влажность (до глубины 50 см через каждые 10 см в четырехкратной повторности) почвы под всеми культурами, а также на заповеднике и паровой ♦площадке. Статистическая обработка результатов учета урожая проведена дисперсионным методом (Доспехов, 1968).

;-л РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ

Изменение химического состава и агрохимических ; свойств почвы ..

Органическое вещество исследуемой торфяной почвы до осушения в слое 0—100 см состояло на.50—56% из гумуса и веществ углеводного «комплекса (41—48%). В составе гумуса - гуминовые кислоты преобладали над фульвокнслотами, С глу- . биной в (пределах древесно-травяных торфов (0—160 см) установлена обратная зависимость в'содержании гумусовых и Глегкогидролизуемых веществ.

При окультуривании торфяной почвы происходило повышение содержания гуминовых и фульвовых кислот и уменьше-.ние легкогидролнзуемых веществ по всему изучаемому профилю 0—100 см. . : -""-. Однако наиболее значительные изменения в составе органического вещества отмечены в верхнем слое 0—30 см. При этом интенсивность преобразования органического вещества зависела от способа использования почвы. В'почве под картофелем найдено больше пумуса и меньше.веществ углеводного комплекса, чем .под многолетними травами

Изменение зольности торфяной почвы также обусловлено-в основном способом использования. Так, в почве .под тимофеевкой содержание золы за три года изменилось незначительно, причем выявлена тенденция 'к снижению зольности л о сравнению с целинным неосушенным болотом. На заповеднике и под картофелем зольность лочвы сильнее возрастала в слое 0—30 см. - , . .

Химический состав зольной части почвы изменялся аналогично общей зольности, но степень изменения отдельных элементов была различна. С ростом зольности в лочве заповедника и под картофелем содержание кальция, кремния, железа и серы увеличилось, а количество алюминия — уменьшилось. В почве под тимофеевкой'в варианте без fудобрений установлено небольшое снижение содержания этих элементов. По сравнению с :целинной неосушенной почвой отмечено снижение обменной' (рН сол.) • и гидролитической : кислотности в почве заповедника и под картофелем и незначительное увеличение в почве под тимофеевкой. Между кислотностью почвы и содержанием 'кальция найдена обратная зависимость. Ак-1 туальная кислотность слабо возросла, а сумма поглощенных 1 оснований немного уменьшилась под всеми культурами.

АЗОТНЫЙ РЕЖИМ

Содержание общего/ азота за три года повысилось по ♦ сравнению с целинными неосушенным болотом ло всему изу-. чаемому профилю почвы 0—100 см при всех способах исполь-

зования (табл. 1). При этом минеральные удобрения ^РК) снижали общее содержание азота по сравнению с вариантами без удобрений, что объясняется резким повышением урожая при внесении полного удобрения, мобилизацией почвенного плодородия и выносом азота <с урожаем.

Таблица 1

Изменение содержания азота при окультуривании торфяной почвы

и X ^ Тимофеевка, ' 1975 г. Картофель, 1975 г.

Глубина, см Целинное неосушенно! болото, 1971 г. Целинное осушаемое болото (зап ведник), 19 о 3§ УГ> О, 1 о п X 01.01 \о р. О " '*£ 28

Валовой, % на сухое вещество

' 0—15 15—30 . 0—30 2,26 2Ц7 2,22 2,78 2,64 2,71 2.81 2.61 2,71 2.20 2.67 2,44 2,72 2,65 2,72 2.74 2,34 2,54

Вало вой, кг/га

0—30 0—100. 10456 30478 116341 46816 16829 47915 15152 ' 48285 17218 46563 16078 45254

Минеральный (N03 + N44), кг/га 0-30 507 392 350 636 675

Минеральный к валовому, в % 0-30 0,55 ЗЛО 2,33 2,31 3,69 4,20

Нитратный, кг/га

0—30 5,2 0,62 2.48 47 42

Обменный аммоний, кг/га 0--30 52 507 391 348 589 633

Водорастворимый аммоний, кг/га 0—30 30 19 42 41 70 89

г'.'и.СуБ почве целинного нёосушенного болота СваловоназотвЛ/ •>СЪсновном представлен органическим азотом, на долю мине- V Ч'рального приходилось 0,55%. За три года окультуривания поч- \ ч вы относительное содержание минерального азота возросло до • « 2,31—4,20% (в слое О—30'см). '

"Азотный режим торфяной почвы определяется многими -факторами, но особенно важное значение имеет характер ее использования и продолжительность освоения. Так, в целин-' : ной осушаемой почве заповедника и в почве под тимофеевкой содержание нитратного азота последовательно уменьшалось .с 1—2 мг/100 г в первый год окультуривания до следов на вто- ,";' ; рой год и до полного исчезновения на третий и четвертый го- .'/..'

♦ ды. Минеральные азотные удобрения не влияли на содержа- ' V" ние и динамику форм азота в почве под тимофеевкой, но зна-ичително повышали ее урожай, особенно при совместном нри-

♦ «менении азота, фосфора и'Калия.

* : Обменный аммоний во все .периоды (май—сентябрь) и го-г ды исследований (1971—1976 гг.) по своему содержанию пре-

.восходил другие минеральные формы азота . (водорастворимый аммоний, нитраты), при всех способах использования : '-'почвы. > •--', " ,, ', • ', • >./

";'.„• В почве черного пара и под картофелем с продолжитель-,; ностью культуры содержание аммонийного азота снижалось,.

♦ а нитратного, наоборот, возрастало, но оставалось меньше,-чем аммонийного даже на четвертый год. Минеральные азотные

/удобрения слабо влияли на содержание минеральных форм азота, особенно нитратов, в почве черного пара и под карто-,- фелем. . . - • .

На третий год окультуривания тарификационная способ-. . ность торфяной почвы увеличилась до 57—59 мг К—КСЬ/100 г •! /на. картофеле и черном пару, до 49 мг на заповеднике и до 15—38 мт под тимофеевкой против 8 мг 'в 'целинном неосушён-:ном болоте.

ФОСФОРНЫЙ РЕЖИМ

-"Изучение фосфорного режима низинной торфяной почвы в первые четыре года окультуривания л оказало, что содержание валового и подвижного фосфора зависит от способа использования почвы и, прежде всего, от минеральных фоофор-'ных удобрений. Так, в почве заповедника и под картофелем .общие запасы фосфора по сравнению с целинной неосушен-ной почвой возрастали по всему изучаемому профилю 0— 100 см, а «лсд тимофеевкой установлено уменьшение валового фосфора даже в варианте с ежегодным внесением К45Р60К150 ,,(табл. 2).

. Таблица

Изменение содержания фосфора при окультуривании торфяной почвы

Глубина, см Целинное неосушепное болото, 1971 г. Целинное осушаемое болото (заповедник) , 1975 г. Тимофеевка, 1975 г.

о ч -я £ 1 %

0—15 15—30 0—30 0—30 0—100 Вал 0,16 0,07 0,115 54-2 1,195 | овой, % 0,19 0,09 0,14 Валов 844 1514 т сухое в( 0,1.1 0,04 0,075 ой, кг/га 466 999 ;щество 0,15 0,04 0,095 590 1110

Картофель, 11975 г.

\р а.

Ч

8

0-30

0-30

Подвижный, кг/га

32

84

48

143

Подвижный, в % к валовому 5,9 10,0 10,3 24,2

0,19 0,07 0,13

825 1608

146

17,7

0,25 0,09 0,17

1076 (1907

544

50,6

Содержание подвижного фосфора в первый год окультуривания в почве заповедника и на всех 'вариантах под тимофеевкой по сравнению с целинной неосушенной почвой не изменилось. Накопление .подвижного фосфора под влиянием систематического применения фосфорных удобрений (60 кг/га) в почве под тимофеевкой отмечено только со второго года освоения. Ежегодное применение увеличенной 'в два раза нормы фосфорных удобрений (120 кг/га) сопровождалось сильным повышением подвижного фосфора в торфяной почве под картофелем уже в лервый год культуры.

, Степень роста подвижного фосфора в почве при ежегодном применении фосфорных удобрений зависела от нормы удобрений и величины урожая. С повышением урожая тимофеевки и картофеля при переходе от менее оптимальных сочетаний (Р я РК) к более оптимальному (КРК) содержание 'подвижного фосфора в почве в среднем за период май—сентябрь последовательно снижалось, несмотря на одну и ту же норму ежегодно применяемых фосфорных удобрений. Установленная обратная зависимость между урожаем и накоплением подвижного фосфора в исследуемой торфяной почве на тимофеевке очень

. .четко проявлзлась все.четыре года, а на картофеле — только ; первые два года культуры.- : .- "."У,..«- .',, -.-. , ..-

Фосфорные'удобрения повысили степень подвижности фо'с-; фора (отношение подвижного фосфора к валовому) в почве под тимофеевкой и картофелем более чем в два раза (табл. 2). Одно осушение, а также осушение и возделывание тимофеевки луговой без'применения, удобрений повысили степень-подвижности фосфора до 10% против 5,9% в целинной неосу-'-шейной почве.. Самая высокая подвижность фосфора в исследуемой торфяной почве отмечена при сочетании обработки и ежегодного применения удобрений в варианте №оРшКео под картофелем. ..'•">" '

КАЛИЙНЫЙ РЕЖИМ

Установлено определяющее влияние минеральных калий -ных удобрений и возделываемых культур на сезонную и годовую динамику разных форм калия в первые годы освоения исследуемой торфяной .почвы. Запасы валового калия в кг на . га, а также содержание подвижного калия увеличились при всех способах использования почвы (табл- 3). Степень подвижности калия (отношение подвижного калия к валовому) возрастала при ежегодном -применении удобрений. В.почве под картофелем в варианте без удобрений подвижность калия была ниже, чем <га аналогичном варианте под тимофеевкой, что > объясняется более высоким урожаем картофеля и выносом калия с урожаем. Относительное содержание водорастворимого калия снижалосыпри всех способах использования почвы, кроме варианта N60^12^180 под картофелем. '," •

При однократном за четыре года «применении калийных удобрений содержание подвижного и водорастворимого калия оказалось выше, чем на бескалийных вариантах. При ежегодном применении калийных удобрений содержание подвижных форм калия в почве под всеми культурами резко возросло уже в первый год освоения и продолжало повышаться в последующие годы. При этом с увеличением урожая, при переходе от менее оптимальных сочетаний (К и РК) к более оптимальному ^РК) содержание подвижных форм калия в почве в среднем за период, несмотря на одну и ту же норму удобрений, снижалось. Следовательно, между содержанием подвиж-1 ных форм калия и урожаем культурных растений в первые годы использования низинной торфяной .почвы при ежегодном применении калийных удобрений установлена обратная, зависимость. На тимофеевке эта зависимость четко проявлялась все четыре года для подвижного и водорастворимого калия, а на картофеле — только первые два года для - подвижного ка-

лия. При однократном за четыре года пользования травами применении удобрений обратная зависимость между содержанием подвижных форм калия в исследуемой торфяной почве и урожаем сена тимофеевки в основном сохранялась. >

Таблица 3

Изменения содержания калия при окультуривании торфяной почвы

т

чубина, см .

2 3

а 3 о С

3 О г: Г-

3 8 У5 —

и

т2 1—

2 я ~2

8 8 > =

^ % 8 8

3 ОЮ П

Тимоф еевка, 11975 г.

ю о

« к

г*) X

ю о.

1

2?

Картофель, * 1975 г.

И

г-1 Я

«Б.

1

, Си*

0 — 15 -. 15—30 '• 0-30

0—30 0—100

0-30 ■

0-30

0-30

0-30

0-30

0,065 0,056 0,061

Валовой, % на сухое вещество

0,073 1 0,053 0,057 0.061 0,052 0,055 0,067 1 0,053 0,056

Валовой, кг/га

287 538

404 | 311 669 I 574 .

404 703

0,062 0,054 0,058

367 692

Подвижный, кг/га 66 163 174 22*

Подвижный, % к валовому 23,0 40,3 52,9 61,4

Водорастворимый, кг/га 27 16 119 33

Водорастворимый, в % к валовому 9,4 4,0 5,8 9,5

Водорастворимый, в % к подвижному 40,9 9,8 10,9 14,7

20

5,4

0,117 0,095 0,106

671 1092

133 544

36,2 81,1;

247

36,8

15,0 45,4

о

г I о

Накопление подвижного калия в почве черного пара, заповедника, под 'картофелем и тимофеевкой без применения калийных удобрений проходило примерно одинаково, несмотря на разную интенсивность минерализации органического ве—

щества под этими культура;ми. Выравнивание 'содержания калия обусловлено разным выносом этого элемента урожаем тимофеевки и картофеля. Подвижный фосфор на бесфосфорных вариантах накапливался интенсивнее в почве под картофелем и слабее под тимофеевкой и на заповеднике. Это объясняется как различной скоростью минерализации, так и меньшим потреблением фосфора растениями картофеля по сравнению с потреблением калия.

МИГРАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ ПО ПРОФИЛЮ ПОЧВЫ

Под картофелем и черным паром нитратный азот почпы и удобрений передвигался вглубь по профилю до 70—100 см. В почве заповедника и на всех вариантах под тимофеевкой нитраты отсутствовали по всему изучаемому профилю или обнаружены их следы. В профиле исследуемой торфяной почвы под всеми культурами выявлено два горизонта максимального накопления аммонийного азота: 0—15 см—обменный аммоний и 70—100 см—'обменный и водорастворимый аммоний. Повышение содержания аммония в нижних горизонтах указывает, видимо, на его миграцию по профилю почвы. Миграция фосфора и калия в исследуемой торфяной почве под растениями (тимофеевка, картофель, болотное разнотравье, осоки) как самой почвы, так и вносимых минеральных удобрений, ограничивалась корнеобитаемым слоем 0—30 см. Фосфор удобрений оставался в слое внесения удобрений, глубже по профилю он не перемещался. Только в варианте Р270К540 под картофелем отмечено увеличение подвижных форчм фосфора в слое 15— 30 см к концу вегетационного периода.

Калий удобрений закреплялся в основном в самом верхнем слое 0—15 см и частично мигрировал в нижнюю часть пахот-" ного горизонта 15—30 см. В вариантах Кш На тимофеевке и Р270К540 на картофеле содержание подвижного и водорастворимого калця вниз по .профилю повышалось незначительно. В парующей торфяной почве калий удобрений мигрировал сильнее, чем в почве под растениями. Так, при внесении удобрений подвижного калия в слое 30—>100 см содержалось 31 — 22 мг против 8,1—3,0 1мг Кг0/100 г в этом слое почвы пара без удобрений. Миграции почвенного фосфора и калия в черном пару не обнаружено.

ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙ ТИМОФЕЕВКИ

В первые четыре года использования низинной торфяной почвы урожай сена и зеленой массы тимофеевки определялся в основном применением минеральных удобрений. Естествен-

и

ное эффективное плодородием исследуемой .торфяной почвы ;прн,возделывании многолетних трав: было очень низким. На ♦это указывают, в частности, слабое развитие растений тимо: •феевки в варианте без удобренийн урожай сена; который в среднем за четыре года составил всего .13,7 ц/га (табл. 4). ♦ Одностороннее, внесение азотных, фосфорных и калийных -удобрений и парное сочетание азота и фосфора было неэффективным. - - . -

.Урожай сена при.одновременном применении фосфорных и калийных удобрений в варианте*РеоК1зо был выше суммы урожаев в вариантах Рбо и Кю в. 1,4 раза. Следовательно, взаимодействие фосфорных и калийных удобрений оказалось эффективнее их действия. ,, '■

" УИо наибольшее влияние на рост и развитие растений ти-'мофеевки и ее урожай впервые четыре года использования низинной торфяной почвы оказывали азотные удобрения, при-'меняечые вместе с фосфорно->калийными. * Урожай сена в варианте №5Р60К150 в среднем за четыре года (1973—1976 гг.) составил 79,6 ц/га .против 60,4, ц/га в варианте РеоКво, (табл. 4). Максимальныйлурожай на этих вариантах получен на третий год пользования травами-,

, Та блица" 4

Влияние минеральных удобрений на урожай сена тимофеевки

Урожай по годам , ц/га В

Варианты опыта ' • - Л

1973 1974 1975 1976

2 2

>->я

В среднем

прибавка " к контролю

ц/га

Без удобрений (кон. троль)............11,6 12,2 11,9 19,1 13,7

Рёв.......; . . 27,3 22,7 22,4 21,1 24,4 9,7 7,1

Ki» ....•.• : 118,9 14,0 20,5 24,0 19,4 5,7 42

РбоКцО....."'. . 48,1 46,3 88,4 58,8 60,4 46,7 341

М«РбоК16„ -.;. 59,6 '73,3 101,1 84.4 79,6 65,9 481

Р % ' ' ' •' 3,69 3,06 4,20 4,39

HCPos, ц/га . . .'..'• 3,81 3,21 6,38 5,65

Прибавка урожая сена от азотных удобрений по отношению к фосфорно-калнйному фону ежегодно была существенной. Повышение нормы азотных удобрений с N45 до Nns на одном и том же фоне фосфора и калия сопровождалось значительным ростом урожая тимофеевки (табл.5). Дальнейшее увеличение нормы азотных удобрений с Nus до Niso.na том. же фане P6oKiso существенно не повышало урожай тимофеевки при всех способах распределения азота по укосам. Эффектив-

1 2

ность азотных удобрений возрастала только при увеличении нормы азота от N0 до Мзд. Особенно эффективным было повышение от N45 до N§0 (табл. 5). Увеличение нормы азотных удобрений свыше N,0 .приводило к уменьшению прибавок урожая сена более чем в два раза. Однако абсолютная величина урожая сена и зеленой массы тимофеевки была выше в варианте NusPeoKiso.

Таблица 5

Эффективность азотных удобрений на тимофеевке луговой в первые годы освоения торфяной почвы

Варианты опыта

Урожай сена, ц/га

с -г

и1

с

о~

В среднем

урожаи, ц/га

приб к ф( авка зну

'ц/га %

PeoKiso — фон

Ф0Н + К|:5.

Р%

46,3

73.3

98.4

3,40 9,22

88,4 101,1 128Д 88,4 101,1 123,2 139,0 140,4 1,77 5,40

58,8 84,4 107,4 58,8 84,4 107,4 121,4 103,4 2,37 7,71

64.5 86,3 111,3

73.6 92,8

117.8 130,2

121.9

21,8 46,8

1972

44.2

56,6

48.3

33.8 72,6

26Д 60,1

76.9 65,6

48,4 52,0

4277 49,1 41,9 26,8

Ъ

Ж X

*1 гз м

Для оценки эффективности минеральных удобрении следует учитывать не только действие их в год внесения, но и последействие. Мы установили разную продолжительность действия отдельных видов и сочетаний минеральных удобрений на урожай тимофеевки в первые годы использования низиной торфяной почвы (табл. 6). Так, за три года последействия (1974— 1976 гг.) урожай сена тимофеевки в варианте №5Р60К150 снизился в три, а в варианте PeoKiw—в два раза по сравнению с прямым действием этих удобрений. При однократном применении удобрений урожай тимофеевки в варианте №5Р60К150 был ниже, чем в варианте РбоК15о- При ежегодном внесении отмечена обратная зависимость. Односторонние фосфорные (Рво) и калийные (Кю) удобрения как при однократном, так и при ежегодном применении давали одинаково низкие урожаи, поэтому в первые годы, использования низинной торфяной почвы применять их под тимофеевку луговую не следует.

Химический состав и питательность сена тимофеевки определялась в основном минеральными удобрениями. Вынос элементов питания с сеном тимофеевки на высокоурожайных ва-.

* ' Таблица 6 Последействие минеральных удобрений на урожай сена тимофеевки * ;

Вариант опыта

.Без удобрений (контроль)

РбЭ.........,

Кш........

РбзК|50 • •' •.....

М5Р60Ю80......

р% •.......

НСРоз, Ц/га.....

п.

п. .

ТО К 2 « -г о О о W

Ш,6 27,3 18,9 48,1 59,6 3,69 3,81

12,2 24,1 14,4 34,6 31,6 4,44 3,23

О I

•Ц9 20,7 18,5 29,5 26,2 2,96 1,96

.19,1

21.4

23.5 29 2 281 3,81 2,90

В среднем за 1974— 1976гг.-

о) о «I

II

14,4 22,1 18,8 31,1 28,8

100 96,4 48,2 -33,4

О ю С I-

риантахшри парном и тройном сочетаниях удобрений обусловлен величиной урожая. Различие в "содержании питательных элементов в растениях тимофеевки.на этих вариантах имело меньшее значение. В-вариантах Рбо'И Кво, где урожаи сена ( -'тимофеевки были практически .одинаковыми,1 вынос элемен-' тов питания, прежде всего фосфора и калия, находился в пря-, мой зависимости от содержания этих элементов в растениях. В целом же как содержащие; так и вынос фосфора и калия зависели от минеральных удобрений — видов, «сочетаний, норм' , ' и'периодичности внесения. Азотные удобрения оказывали ела- -бое влияние на повышение содержания азота .в растениях тимофеевки на исследуемой торфяной почве,'наоборот, снижали . его, особенно в первом и втором, укосах. Однако азотные удоб- .

рения сильно.увеличивали урожай тимофеевки, а вместе с ним ♦ .'и вынос элементов питания из почвы. .< -у '/•" •'••', V Содержание азота, фосфора и калия в сене .тимофеевки второго и третьего укосов было выше, чем в первом укосе,: на ♦ всех вариантах опыта с удоберниями. " , >

. ДЕЙСТВИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАИ

и КАЧЕСТВО КАРТОФЕЛЯ;

- В-первые годы использования низинной, торфяной почвы при возделывании картофеля высокую эффективность на всех фонах проявили калийные удобрения и очень низкую — фосфорные (табл. 7). Самый » высокий , урожай клубней — 295,6 ц/га в среднем за три.; года«; монокультуры картофеля

(1973—1975 гг.) получен в варианте с полным минеральным удобрением К6оШоКбо- Прибавка урожая клубней от применения азотных удобрений оказалась несущественной только на второй год освоения. В первый и третий годы азотные удобрения «а фоне фосфора и калия были высокоэффективны.

'•' Низкая эффективность азотных удобрений на второй год культуры картофеля объясняется усилением минерализации органического вещества торфяной почвы, накоплением минеральных форм азота и повышением эффективности фосфорно-.калийных удобрений, особенно по сравнению с первым годом культуры.

Интенсивная мобилизация потенциального плодородия исследуемой торфяной почвы на второй год ее использования вызывала резкое увеличение урожая картофеля в вариантах без удобрений и Р120 (табл. 7).

Таблица 7

;. Влияние минеральных удобрений на урожай клубней картофеля

Урожай по годам, В среднем —

ц/га Прибавка

Варианты опыта уро- к кокгрсщю

жай,

1973 1974 1975 ц/га ц/га

Без удобрений (контроль)

Р|20.......

К180........

Р12!>К180.....

КеоРдаЮеа .... р%.......

НСР08, Ц/га ....

97,7 101,6

170.3 ,139,9

234.4 4,63

22,88

181,6 195,9 22'0,3 294 ,8 299,9 2,46 18,23

140,2 130,7

264.4

268.5

302.6 3,86 26,58

139,8 142,7 2:18 Л 234,4 295,6

2,9

78.5 56

94.6 68 155,8 111

Изучение продолжительности действия минеральных удобрений на урожай картофеля .показало, что эффект последействия всех видов и сочетаний удобрений сильно снижался уже на второй год. В меньшей степени выражено снижение урожая картофеля в первый год последействия удобрений в вариантах К6оК2оК18о, и особенно, Кшо-

Повышение урожая картофеля в .первые годы использования торфяной почвы под действием минеральных удобрений сопровождалось снижением содержания крахмала в клубнях на большинстве вариантов опыта. Только в варианте К6оК2оКео крахмалистость клубней по сравнению с вариантом без удобрений незначительно возрастала- На этом варианте был наибольшим и выход крахмала—50,3 ц/га. Минеральные удобрения повышали содержание элементов питания в ботве и клубнях картофеля.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ „ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ' МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ' * ' - \

Расчетами установлена лвысокая экономическая эффсктив- '-" ность полного минерального.удобрения.при возделывании ти, гмофеевки и картофеля в первые четыре года' использования низинной торфяной почвы с очень низким содержанием до- , ступных элементов питания. .,

. Наивысший чистый доход на 1-га получен при ежегодном применении удобрений на самых высокоурожайныхЛвариан-тах тимофеевки N§0—шР8оКзо — 540—602 руб/га и картофеля №оР2оКзо—.731 руб/га. Чистый доход на 1 рубль затрат, связанных с применением минеральных удобрений, составил при \ --этом 4,45—1,29 и 3,59 руб. соответственно: .

Все затраты, связанные с применением удобрений и освое-' . - нием почвы при использовании полного минерального удобре-. ' ния и получении ежегодно высоких урожаев тимофеевки и. ( ♦ картофеля, окупались уже в первый год культуры. ''

. ',.. "Выводы

- 1. В первые годы использования низинной торфяной почвы в условиях юго-западной части Центра Нечерноземной зоны Р,СФСР процессы минерализации органического вещества и мобилизации почвенного плодородия развиты, слабо, особенно под многолетними травами, где в первые" три года освоения отмечены следы нитратов,-(в отдельные периоды .1—3 мг на 100 г). На четвертый год нитратный-азот в почве под тимофеевкой и на заповеднике (целинное осушаемое болото) не обнаружен. Под картофелем и;в почве черного пара содержа; нне нитратного азота с продолжительностью окультуривания' возрастало, однако даже на четвертый год было меньше, чем -' аммонийного азота. .,-.;. -

-'*♦ 2. Ежегодно вносимые Лминеральные удобрения ^РК) снижали накопление общего азота и слабо влияли на содер: жание и динамику минеральных форм азота в почве под тимофеевкой и картофелем, так как интенсивное развитие расте- . ний приводило к почти полному биологическому поглощению -вносимого азота, мобилизации' потенциального плодоро:дия и частичному выносу почвенного азота. - .'*-."' *: '

. 3.. Фосфорный и калийный режимы определялись преимущественно применением'фосфорных и калийных удобрений и ' урожаем культурных растений. При ежегодном применении этих удобрений содержание подвижных форм фосфора и калия в почве последовательно возрастало. При этом между На--коплением подвижного фосфора и калия в исследуемой торфяной почве и.урожаем картофеля и,тимофеевки установлена

обратная зависимость, которая на тимофеевке очень четко проявлялась все четыре года, а на картофеле — только пер-♦ вые два года культуры.

, 4. Выявлено два горизонта максимального 'накопления аммонийного азота в профиле исследуемой торфяной почвы под 'всеми культурами: 0—15 см — обменный аммоний и .70—100 см — обменный и водорастворимый аммоний. Под картофелем и черным паром происходило передвижение нитратного азота почвы и удобрений в глубь но профилю до 70—100 см. Миграция фосфора и калия как .самой почвы, так и вносимых удобрений на делянках под растениями (тимофеевка, картофель, болотное разнотравье) ограничивалась корнеобитаемым слоем 0—30 см. Миграция почвенного фосфора и калия в черном пару так же не обнаружена, а калий удобрений в парующей торфяной почве мигрировал до глубины 70—100 см.

5. В первые годы использования низинной торфяной почвы лучшим сочетанием минеральных удобрений под тимофеевку и картофель было тройное—КРК. На тимофеевке луговой очень высокую эффективность на фоне фосфора и калия проявляли азотные удобрения. При этом повышение нормы удобрений с N45 до N135 на одном и том же фоне фосфора и калия сопровождалось увеличением урожая сена и зеленой массы

* тимофеевки. Дальнейшее повышение нормы азотных удобрений до N100 на том же фоне РеоКзо не приводило к росту уро-\ жая тимофеевки, а в отдельные годы снижало его.

6. Эффективность высоких норм азотных удобрений на 'многолетних травах возрастала в теплые и влажные годы, и, наоборот, снижалась в холодные и сухие. На картофеле эффективность азотных удобрений в зависимости от погодных условий изменялась в обратном направлении, что обусловлено разной интенсивностью мобилизации почвенного плодородия под этими культурами.

7. Фосфорные и калийные удобрения повышали, а азотные удобрения слабо влияли на качество сена тимофеевки. Содержание азота, фосфора и калня в сене тимофеевки второго и третьего укосов, по сравнению с первым, на всех вариантах опыта с удобрениями возрастало. Минеральные удобрения повышали 'содержание элементов питания в ботве и клубнях картофеля, но снижали крахмалистость клубней.

8. Установлена высокая экономическая эффективность полного минерального удобрения при возделывании тимофеевки и картофеля в первые четыре года использования низинной торфяной почвы с очень низким содержанием доступных форм элементов питания. Чистый доход от применения этих удобрений составил 540—602 руб/га на тимофеевке и 731 руб/га — на картофеле при окупаемости затрат соответственно 4,45—

4,29 и 3,59 руб/руб- и оплате одного килограмма удобрений урожаем 34—33 кг сена тимофеевки и 43 кг клубней картофеля. '

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ .

1. В первые годы использования низинной торфяной почвы в условиях юго-западной части.Цснтра Нечернозомной-зоны РСФСР обязательно, ежегодное; применение полного-минерального удобрения под многолетние травы и картофель*.А-??: 2. Для получения.высоких урожаев тимофеевки луговой— 110—140 ц сона с 1 га— оптимальной нормой азотных-удоб-рений на фоне Р60К150 следует считать N90 при двух укосах и Ш35—при трех укосах трав. '.'„ .*">; .'•.-.

- 3. Применение ,. азотных удобрений в дозе N45 на фоне Р60К150 только под первый укос и невнесение их под' остальные укосы обеспечивает более низкие.урожаи сена тимофеевки порядка 80 ц/га с колебаниями за четыре года от Г 60 ~дд

' 100 ц/га. • •'.:; -:,,'- ':'-.. V. ."—':.•;„-.'. "."- ---'-\г«;-Дч?-„Л1

4.. Фосфорно-калнйные: удобрения Р60К150 без азотных ;В • первые четыре'года.использования низинной торфяной'почвы снижали урожай сена тимофеевки .до. 60 ц/га с колебаниями по годам от 46 до.88 ц/га, но повышали качество урожаями общую питательную ценность сена.по сравнению с полным минеральным удобрением. , : ^^ --'А'ггУ-

5. На низинной торфяной, почве, начиная с первого года освоения, возможно получение 280—300 ц.клубней картофеля с гектара при условии.тщательной разделки болотной целины и применении полного'Аминерального удобрения ^6Р£2оК18о. Калийные (Кво) и фосфорно-калнйные (Р120К180) удобрения обеспечивают урожай 220—230 ц клубней .картофеля с-гек:

тара., ••"•.•' • •• - • • -

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

"., 1. Эффективность удобрений при возделывании тимофеевки на" торфяно-болотных почвах. Информ-. листок Смоленского ЦНТИ, № 205, 1975.: а / : ; . / ."..;

21-''Влияние различных норм-,и соотношений минеральных удобрений на урожай ячменя на торфяно-болотных "почвах. Информ. листок Смоленского ЦНТИ, № 112, 1976.

. 3. Влияние минеральных.удобрений на урожай многолетних трав и плодородие вновь осваиваемых низинных .торфяно-болотных почв. В сб. «Мелиорация земель Юго-Запада Нечерноземной зоны РСФСР», вып. 1,л1зд. «Московский рабочий», 1976.;;.....;.-.... г^-1,-: ;••.->.*-•:.-„•„-.•"..•,. • * -'.1

4. Влияние минеральных удобрений на пищевой режим вновь осваиваемых торфяно-болотных почв и урожай картофеля. В тр. НИИСХ Северо-Востока «Эффективное использование минеральных удобрений». Киров, 1976.

5. Научно-технический отчет по теме: «Разработка методов и .принципиальных схем управления • водно-воздушным, тепловым и пищевым режимами осушаемых почв с использованием средств ' автоматизации, обеспечивающих получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур» (в соавт.). В сб. рефератов НИР и ОКР, № 23, 1976.

6. Влияние удобрений на пищевой режим вновь осваиваемых торфяных почв Смоленской области. В тезисах конференции: «Окультуривание почв Нечерноземной зоны в условиях ускоренной интенсификации сельского хозяйства», Л., 1977.

7. Изменение химического состава и агрохимических свойств низинных торфяных почв в первые годы освоения. В сб.: «Мелиорация земель Юго-Запада Нечерноземной зоны РСФСР», вып. 2, М., 1977-

Объем РД п. л. Заказ 1405." Тираж 100

Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44