Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ ОСТАТОЧНЫХ ФОСФАТОВ УДОБРЕНИЙ И КРЕМНЕКИСЛОТЫ НА УРОЖАЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР, ВОЗДЕЛЫВАЕМЫХ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ГЛЕЕВАТОЙ ПОЧВЕ

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ ОСТАТОЧНЫХ ФОСФАТОВ УДОБРЕНИЙ И КРЕМНЕКИСЛОТЫ НА УРОЖАЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР, ВОЗДЕЛЫВАЕМЫХ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ГЛЕЕВАТОЙ ПОЧВЕ"

1 МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА

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

На правах рукописи АНТОНЕНКО Татьяна Васильевна

УДК 549.75 : 631.445.2 : 631.559

ВЛИЯНИЕ ОСТАТОЧНЫХ ФОСФАТОВ УДОБРЕНИЙ И КРЕМНЕКИСЛОТЫ НА УРОЖАЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР, ВОЗДЕЛЫВАЕМЫХ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ГЛЕЕВАТОЙ

ПОЧВЕ

(Специальность 06.01.04 — агрохимия)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА — 1983

Диссертация выполнена на кафедре агрономичвкой и биологической химии Московской сельскохозяйственна академии имени К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук, профессор В. Б. Багаев.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор А. Д. Фокин; кандидат сельскохозяйствешшх наук А. В. Кузьменков.

Ведущее предприятие—Всероссийский научнжсследова-тельский проектно-технологический институт химиации сельского хозяйства.

Защита диссертации состоится ««24» 1983 г. в «УЗ» час. на заседании Специализированного совета К-120.35.01 в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 49. Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ Т(®£А.

Автореферат разослан » . . 1983 г.

Ученый секретарь

Специализированного совета

6БЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Для успешного решения задач, поставленных в области сельского хозяйства XXV и XXVI съездами КПСС, и выполнения Продовольственной программы партии по производству растениеводческой продукции важное значение имеет эффективное использование органических и минеральных удобрений. В создании высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур большая, роль принадлежит фосфорным удобрениям. Сырьевые запасы фосфатов ограничены, в связи с чем все большее значение приобретает изучение вопросов, связанных с наиболее рациональным их.исполь-зованием.

Хотя уровень применения фосфорных удобрений в настоящее время и является недостаточным, часто их применяют.в дозах, превышающих вынос, фосфора с урожаями растений, что приводит к накоплению в почве запасов фосфора, оказывающих определенное влияние на урожай последующих культур.

Изучение вопроса о доступности неиспользованных растениями фосфатов удобрений, (остаточные фосфаты) и разработка приемов повышения их. использования растениями на почвах с высокой фосфатфиксирующей способностью,. какими являются дерново-подзолистые глееватые почвы, особенно актуально при систематическом применении фосфоршных удобрений.

Цель исследования. Целью наших исследований было изучение доступности растениям фосфатов, накопленных в почве в результате длительного применения навоза-и минеральных удобрений, а также влияние кремнекислоты на использование фосфора удобрений растениями на дерново-подзолистой глее-ватой почве.

Программой исследований предусматривалось:

1. Изучить последействие остаточных фосфатов, накопленных в почве при длительном внесении навоза и минеральных удобрений на урожай сельскохозяйственных культур.

2. Определить влияние различных доз и соотношений азота и калия на и :таточных фосфатов удобрений.

Паучаза иСлиегека Чосяогг^ьЛ ец'га Гспяна селъскох 1"!.1с.пгч, гкадемии им. И. А. Тимкгязгза

3. Изучить фосфатный режим почвы в условиях последействия навоза и минеральных удобрений.

4. Выяснить влияние кремнекислоты на урожай сельскохозяйственных культур и использование фосфора растениями.

Научная новизна работы. На дерново-подзолистой глеева-той почве, обладающей высокой фосфатфиксирующей способностью, в длительных полевом и вегетационном опытах установлены коэффициенты использования растениями остаточных фосфатов удобрений, накопленных при систематическом внесении навоза и минеральных удобрений.

Показана и математически обоснована зависимость подвижности и доступности растениям остаточных; фосфатов от вида удобрения. С учетом последействия минеральных удобрений установлена наибольшая экономическая эффективность их использования при совместном внесении с навозом.

Установлено положительное влияние кремнекислоты на урожай растений и подвижность фосфатов на дерново-подзолистой глееватой почве.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на семинаре при работе Всесоюзной школы молодых ученых и специалистов по актуальным вопросам теории и практики повышения плодородия почв в мае 1981= года (г. Нар-ва-Иыэсуу Эстонской ССР), на конференциях молодых ученых ТСХА в 1981 и 1982 годах и опубликованы в 4-х научных ¡статьях.

.v Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы (3 главы), экспериментальной части (4 главы), расчета экономической эффективности удобрений, выводов, рекомендаций производству и списка литературы. Диссертация изложена на 196 страницах машинописного текста, включает 50 таблиц, 10 рисунков, 24 таблицы приложения. Список использованной литературы имеет 251 наименование, в том числе 72 иностранных.

Практическая ценность и реализация результатов исследований. На дерново-подзолистой глееватой почве Московской области уточнены-коэффициенты использования фосфора минеральных удобрений с учетом их последействия, которые могут быть предложены хозяйствам Нечерноземной.зоны РСФСР при разработке норм и способов внесения фосфорных удобрений, особенно в интенсивных севооборотах. Полученные экспериментальные данные расширяют представления, о превращениях остаточных фосфатов в почве. Установленное в опытах положительное влияние кремнекислоты на урожай растений и подвижность фосфатов на дерново-подзолистой глееватой почве указывает на необходимость проведения широких исследований по применению кремнийсодержащих .материалов в различных, почвенно-климатических.зонах. Полученные экспе-

риментальные материалы использовались при составлении системы применения удобрений в совхозе им. Зои Космодемьянской Московской области.

Условия и методика проведения исследований

Экспериментальные исследования проводились в 1978— 1981 гг. и включали полевой, мелкоделяночный и два вегетационных опыта.

Основные исследования проведены на дерново-подзолистой среднесуглинистой глееватой почве' полевого' многолетнего опыта, заложенного в 1960 г. кафедрой агрохимии ТСХА в учхозе «Дубки» Рузского района Московской области. Вегетационные опыты и лабораторные, исследования проведены на Агрохимической опытной станции им. Д. Н. Прянишникова.

Полевой опыт был заложен с целью изучения сравнительного действия и последействия навоза и минеральных удобрений на урожай сельскохозяйственных культур, агрохимические свойства и фосфатный режим почвы. Площадь опытной делянки при изучении последействия удобрений 120,5 кв. м, учетной— 79,5 кв. м. Повторность опыта четырехкратная. В полевом опыте ранее вносились навоз (среднее содержание N -— 0,44%, Р205 —0,25%, К20 —0,50%), простой гранулированный суперфосфат, аммиачная селитра и хлористый калий. Мы продолжали исследования в течение 1978—1980 гг.

Для изучения доступности фосфатов, накопленных в результате 14-летнего внесения навоза и минеральных удобрений в 1974 г. с 1, 2, 3, 4 и 6 вариантов полевого опыта, в дальнейшем именующихся фонами, была отобрана почва для закладки многолетнего вегетационного опыта (№ 1), в котором выращивали райграс однолетний многоукосный и кукурузу при внесении различных доз и соотношений азота и калия. Наши исследования продолжались в течение 1978—1981 гг.

В опыте вносили аммиачную селитру .и хлористый калий, дозы которых составили: под райграс многоукосный N^1 по 1,5 г, иЧ и КаО; Ы2Ка — по 3,0 г N и КгО; МзКз — по 4,5 г N и К20; под кукурузу ^Кл по 0,9 г N и КаО; М2К2 по 1,5 г N и К2О; ЫзКз по 2,1 г N и КгО на сосуд. Азот и калий вносили дробно под каждый укос райграса, под кукурузу основную дозу при перебивке сосудов и 0,3 г в подкормку. В течение вегетационного сезона проводили три укоса райграса, кукурузу убирали на зеленую массу.

Все вегетационные опыты проводились в сосудах Митчер-лиха, вмещающих 5 кг воздушно-сухой почвы, в четырехкратной повторности.

Влияние кремнекислоты на урожай растений и использование ими фосфора на дерново-подзолистой глееватой почве изучалось в вегетационном и мелкоделяночном опытах, в которых

Изучалось действие кремнекислоты при внесении ее отдельно и совместно с фосфорными минеральными удобрениями.

Вегетационный опыт № 2 заложен на почве, отобранной с участка, на котором расположен полевой опыт, и для-сравнения на дерново-подзолистой почве Лесной опытной дачи ТСХА. Выращивали просо сорта «Скороспелый-66» на фоне действия кремнекислоты, и кукурузу — последействия.

Мелкоделяночный опыт проведен на дерново-подзолистой глееватой почве в совхозе им. Зои Космодемьянской: Рузского района Московской области. Общая площадь каждой делянки 1,56 кв. м, учетная— 1,0 кв. м. Повторность опыта шестикратная. Выращивался ячмень сорта «Московский-121».

В исследованиях применялась кремниевая кислота, приготовленная осаждением 5% раствором HCl в виде геля из разбавленного раствора силиката натрия (Карякин,- Ангелов, 1974). Одинарная доза в вегетационных опытах составляла 2,0 г Si02 на кг почвы, в мелкоделяночном 250 кг Si02 на га;

Фосфор вносили в виде суперфосфата' в вегетационном опыте в дозе 10 мг Р2О5/ЮО г почвы, в мелкоделяночном опыте— 60 кг РгОб/га. В качестве фона применялись аммиачная селитра и хлористый калий, которые вносились в вегетационном опыте в дозе 0,5 г/сосуд N и КгО до посева и 0,2 г/сосуд в подкормку, в мелкоделяночном — 60 кг/га N и КгО до посева и 30 кг/га в подкормку.

В растительных образцах после мокрого озоления по методу К. Е. Гинзбург и др. определяли содержание азота, фосфора и калия. Для определения агрохимических показателей почвы пользовались общепринятыми методиками: Содержание подвижных фосфатов определяли по Кирсанову в 0,2 н HCl и 0,05 н HCl, содержание органических и минеральных фосфатов методом Мета, фракционный состав фосфатов методом Гинзбург-Лебедевой, валовой фосфор по Шерману, степень подвижности фосфатов по Карпинскому и Замятиной (Агрохимические методы исследования почв, 1975). Математическую обработку урожайных данных проводили методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1968).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ;

1. Последействие остаточных фосфатов, накопленных в дерново-подзолистой глееватой почве при длительном внесении навоза и минеральных удобрений, на урожай сельскохозяйственных культур >

В результате систематического внесения навоза и минеральных удобрений в течение 15 лет при бессменном возделывании кукурузы вшолевом опыте в дерново-подзолистой глее-

ватой почвё'произошло значительное увеличение запасов фосфора в подвижных формах (табл. 1), оказавших влияние на урожай последующих культур.

Таблица 1

Агрохимические показатели почв

Варианты опытов Показатели

гумус, 1% рН сол. Нг Б V, %' Р»0» к2о

мг-экв. . 100 г почвы мг/100 г почвы

Почва полевого опыта, 1974 г.

Без удобрений .....

Навоз 40 т......

МгооРюоКгя) ...'". . . Навоз 40 т + ^озРюсКгм Навоз 20 т.+ КюоРмКиэ Навоз 80 т . . . , .

1,54 6,00 0,83 13,85 94,3 2,5

2,34 6,30 0,81 14,21 84,7 11,3

1,04 5,45 1,64 9,50 85,3 13,1

2 24 5,90 1,52 12,90 89,5 25,3,

Т!эз 6,10 1,40 13,78 90,8 7,5

3,17 6,40 0,94 16,51 94,6 19,3

С-з «Наро-Осаново» (вс-гет. опыт Мв 2) ... . Лесная опытная дача ТСХА (вегст. опыт

№ 2).......

С-з ; им. Зои Космодемьянской (мелкоделяноч-ный опыт).....

Почва в опытах с применением кремнекислоты

1,81 6,10 1,43 14,10 90,8 3,4

1,32 4,11 5,61 1,84 24,7 2,4

2,10 6,20 0,97 9,28 90,5 2,0

10,2

25,6

32,4

68,7.

23,8

67,2'

10,3 4,0 9,5

Данные полевого опыта свидетельствуют о существенном последействии ранее внесенных удобрений на урожай культур, возделываемых на. 4, 5, 6 годы после прекращения внесения удобрений, вид и доза внесения которых определяли величину. и длительность последействия (табл. 2).

В условиях 1978 г. навоз (40 т/га) и минеральные удобрения ■ (МмоРюоКгю) оказали равное последействие на урожай сена ежи сборной, прибавки урожая составили 15,0 и 12,2 ц/га к контролю, последействие совместно внесенных навоза и минеральных удобрений было'выше (вар: 5). В этом году, как и в последующие, наибольшие прибавки урожая . получены на . вариантах, где вносили ранее, повышенные дозы удобрений: (вар. 4, 6). При выращивании озимой пшеницы в 1979 г. так-, же отчетливо проявилось влияние ранее внесенных удобрений, особенно минеральных.. Прибавка урожая зерна озимой пшеницы ;на варианте последействия длительного . внесения,

Последействие навоза и минеральных удобрений на урожай культур полевого опыта (ц/га)

Внесение удобрений 1960—1974 1978 г. 1979 г. 1980 г. * 1975— ; 1980 гг.

ежа сборная, сено озимая пшеница, зерно клевер, ежа сборная, сено ■ сбор к. е.

урожай при- бавкз 11 прибавка урожаи прибавка урожаи при- . бавка

Без удобрений

(контроль) 29,8 — 26,8 — 46,4 — •118 —

Навоз 40 т 44,8 15.0 31,7 4,9 49,5 3,1 174 56

^ооРюоКгю 42,0 12 2 35,6 8,8 50,0 .3,6 165 47

Навоз 40 т +

КгооРюоКио 52,8 23,0 37.6 10,8 57,7 11,3 202 84

Навоз 20 т + -

МщоРьоКио 47,0 17,2 35,1 8,3 52,0 5,6 173 55

Навоз 80 т 71,0 41.2 35,6 8,8 65,8 > 19,4 .235 117

НСРо.<» 2.9 2,1 4,5 я

^2ооРюоК24о составила 8,8 ц/га, и превышает ее. величину на варианте последействия навоза. В 1980 г., или на 6-й;год последействия существенные прибавки урожая сена смеси: клевера и ежи сборной были получены только на фоне последействия навоза и минеральных удобрений— 15,6 ц/га (вар. 5) и повышенных доз удобрений, где они составили Л 1,3—19,4 ц/га сена (вар. 4, 6). .....

В сумме за все годы последействия максимальный сбор кормовых единиц получен на вариантах, где вносились ранее повышенные дозы удобрений, на которых получено дополнительно к контролю 84—117 ц к. е (вар. 4, 6). В целом по опыту выявлено большее последействие навоза по сравнению с минеральными удобрениями на урожай культур полевого опыта.

2. Размеры использования остаточных фосфатов удобрений культурами полевого опыта.

Вынос фосфора урожаями культур полевого опыта находился в тесной связи с величиной урожая и был максимальным на вариантах последействия повышенных-доз удобрений (табл. 3).

За 6 лет последействия растениями вынесено :54—126 кг остаточных фосфатов, что составляет 21,8—34,0%: от суммы; фосфора удобрений, вынесенного урожаями культур за все в ;

Использование фосфора навоза и минеральных удобрений сельскохозяйственными культурами полевого опыта вынос, кг Р;СЬ/га использовано, >%

Действие Последействие Всего

Варианты опыта 1960—1974 гг. 1975—1980 гг. 1960—1980 гг.

Навоз 40 т...... 198 71 269

13,2 4.7 17,9

КюсРюоКгя...... 126 65 191

8.4 4,3 12,7

Навоз 40 т + ИгооРюсКг-'о 230 85 315

7,7 2,8 10,5

Навоз 20 т + М1соРбоК!2о 194 54 248

12,9 3.6 16,5

Навоз 80 т...... 281 126 407

9,4 л ° 13,6

Примечание: 1 у на контроле вынос 116 кг РгОг/га.

годы проведения опыта. Всего при изучении последействия использовано до 4,7% внесенного фосфора удобрений.

Надо отметить, что низкое использование фосфора удобрений наблюдалось не только в годы последействия, но и в годы прямого действия навоза и минеральных удобрений. Всего (с учетом последействия) использовано не более 18% фосфора удобрений, что свидетельствует о сильной фиксации его дерново-подзолистой глееватой почвам в труднорастворимых формах.

Как при прямом действии, так и на фоне последействия удобрений лучше .использовался фосфор на унавоженных вариантах, коэффициенты использования фосфора навоза и минеральных удобрений составили, соответственно 17,9 и 12,7%, в том числе 4,7 и 4,3% в последействии (вар. 2, 3).

Усвоение растениями остаточных фосфатов удобрений снижалось от начала последействия, что выражалось в относительном уменьшении.содержания фосфора в единице сухой массы растений и выноса фосфора урожаями. Это связано с уменьшением запаса доступных растениям фосфатов в почве полевого опыта, содержание которых уменьшилось за 6 лет последействия примерно вдв<ре, что обусловливалось как выно-

сом фосфора урожаями культур, так и переходом ; метаста-бильных форм фосфатов в менее растворимые. ■

Значительная роль в использовании растениями остаточных фосфатов удобрений принадлежит азотно-калийным удобрениям, о чем свидетельствуют данные длительного вегетационного опыта (№ 1).-Внесение аммиачной селитры и хлори-стогр калия способствовало повышению урожая растений и выноса ими фосфора, по сравнению с контролем, причем влияние различных доз и соотношений азота и калия на урожай и вынос фосфора изменялось с увеличением длительности последействия. В первые годы проведения опыта урожаи райграса увеличивались при внесении повышенных доз азота," затем возросла роль калия и увеличилось действие меньших доз азота, а на 7 и 8 годы изучения последействия удобрений высокие дозы азота и калия имели отрицательное влияние на урожай кукурузы. Такое поведение различных доз и соотношений азота и калия определялось изменением в почве содержания и соотношения основных элементов питания.

В результате выращивания культур в вегетационном опыте на варианте без внесения аммиачной селитры и хлористого калия за 8 лет изучения растениями использовано; 4,8—10,8% фосфатов, неиспользованных в годы действия удобрений. Чем выше было содержание остаточных фосфатов, тем больше их использовалось, что свидетельствует о большой подвижности и доступности фосфатов, накопленных при внесении удобрений, в повышенных дозах. При внесении азота и калия* размерыис-пользования остаточных фосфатов возросли до .35%, или в 2,6—4,7 раза. С учетом прямого действия удобрений в полевом опыте коэффициент использования фосфора минеральных удобрений увеличился до 30%, навоза до 44%. , ,

■ ■ * ,

3.-Превращения остаточных фосфатов в почве на фоне последействия навоза и минеральных удобрений -

" В удобренной почве, в течение семи лет находящейся в условиях парования, при неизменном валовом содержании фосфора изменилось соотношение различных его форм. Прежде всего, в результате частичной минерализации органических фосфатов изменилось соотношение органических фосфатов и минеральных. Снижение содержания органических фосфатов в большей степени происходило на более удобренной почве, что связано с образованием их легкогидролизуемых форм при внесении удобрений. ,

О путях трансформации фосфора'почвы и удобрений можно судить по изменению фракционного состава фосфатов. Данные селективного- выделения.минеральных- соединений фосфо-

Размеры использования фосфатов, накопленных при длительном внесении навоза и минеральных удобрений, в условиях вегетационного опыта (1974—1981)

Фон Варианты Остаточн. фосфаты удобрений Вынос фосфора урожаем Вынос фосфора удобрений Использовано остаточных фосфатов .

мг РгО5/Ю0 г почвы

Без удобрений 1. Без удобрений _ 6,6 _ _

2. ¡М1К1. — 12,6 — —

3. ЫгКг — 13,6 — —

4. ЫзКз — 7.9 — —

Навоз 40 т 1. Без удобрений 43,4 9.9 3,3 7,6

2. Ы,К! 43,4 22,6 10,0 23,0

3. N2 Кг 43,4 25,8 12,2 28,1

4. ЫзКз 16,5 8,6 19,8

МгосРюоКгм , 1. Без удобрений 45,8 8,8 2,2 4,8

2. N^1 — 22,5 9,9 21,6

3. ЫгКг — 19,6 6,0 13,1

4. ¡МзКз — 17,5 9.6 21,0

Навоз 40 т +

^ьоорюокгм 1. Без удобрений 92,3 14,9 8,3 9,0

2. Г^К, — 37,2 . 24,6 . 26,7

3. N2X2 — • 39,0 25,4 27,5

4. ИзКз — 37,0 29,1 31,5

Навоз 80 т 1. Без удобрений' 90,6 16,4 9,8 10,8

• • • • 2. N,1^ • .— 41,8 29,2 32,2

. . . . 3. Ы2К2 . ,— 41,7 28,1 31,0

. . 4. ЫзКз. . — 39,4 31,5 34,8

П р и м ё ч"а н и е. Количество остаточных фосфатов вычислено по результатам-полевого опыта-как разность между количеством фосфора, внесенного с удобрениями и. выносом его с урожаями кукурузы.

ра по методу Гинзбург-Лебедевой (табл. 5) показывают, что в парующей почве после прекращения внесения удобрений наблюдалась некоторая стабильность в содержании суммы активных минеральных фосфатов на контроле и снижениа ее до 10,5% от исходного содержания на удобренной почве. Одновременно увеличилось содержание труднорастворимых фосфатов, неизвлеченных первичной обработкой почвы, что свидетельствует о переходе части остаточных фосфатов удобрений в менее подвижное состояние. В годы исследований изменялось соотношение различных форм минеральных фосфатов в

Таблица 5

о Превращения минеральных форм фосфатов почвы, определенных по методу

Гинзбург-Лебедевой (вегетационный опыт) в последействии удобрений

Фон Вариант вегетационного опыта Фракции фосфатов, мг РА/100 г почвы Сумма активных мин. фосфатов Фосфор в остатке почвы Валовое содержание фосфора

£ га и rí я и с. 1 < cu i iL, g h-a ra и

мг PsOs на 100 г почвы et

Без удобрений (контроль) Почва исходи. (1974)..... Парующая (1980 г.) ..... . Под растениями (1980) вар. без удоб. ........... Вар. NiKi ......... 5.3 4.4 2,8 2,8 5,2 3,2 4,0 2,6 6,2 5,0 3,7 18,3 14,9 19,3 19,0 10,2 9,3 6,0 6,2 ЗЭ,2 40,0 36,2 33,9 100,0 103,1 92,3 86,5 35,7 35,1 36.0 37.1 117 117 110 105

Навоз 40 т Почва исходи. (1974)..... Парующая (1980 г.) ..... . Под растениями (1980) вар. без удоб. ........... 9,2 7,9 7,0 4,2 10,7 10,3 7,8 7,3 14,6 11,9 10,3 33,5 21,9 20,4 19,0 17,5 9,1 8.7 7.8 71,7 64.2 58.3 51,0 100,0 89,5 81,3 71,1 30,3 39,1 36,1 37,0 150 148 135 126

NJJCPiocKJO Почва исходи. (1974)..... Парующая (1980 г.) . . . . . Под растениями (1980) вар. без удоб. . . . . ... . , Вар. NiKi ........ 7,2 9,1 8,0 6,6 3,3 14,5 8,8 6,8 8,5 14,7 14,6 9,8 37,6 25,9 21,2 18,2 19,0 13.2 9,4 10.3 75.6 77,4 62,0 51.7 100,0 102,3 82,0 68,4 37,9 39,3 39,0 38,7 170 167 159 142

результате увеличения содержания фосфатов фракций Са—Рц и Л1—Р при одновременном снижении—Ре—Р(и Са—Рш . В парующей почве значительно уменьшилась степень подвижности остаточных фосфатов, особенно на минеральном фоне.

На превращение остаточных фосфатов оказало влияние длительное выращивание растений. В почве под растениями произошло меньшее снижение содержания органофосфатов, чем в парующей, а на вариантах, где получен высокий урожай растений, наблюдалось увеличение их содержания. Снижение валовых запасов фосфора происходило за счет всех форм минеральных фосфатов. При выращивании растений сумма активных минеральных фосфатов, извлекаемых последовательными вытяжками при фракционировании, уменьшилась на 7,7— 13,5% на контрольном фоне по отношению к исходному содержанию и на 20,7—42,4% на удобренных фонах. По степени использования растениями различных форм минеральных фосфатов можно судить об их участии в питании растений. В наших исследованиях высокая корреляционная связь установлена между выносом фосфора растениями и снижением содержания алюмофосфатов А1—Р (г = 0,92) и фосфатов фракции Са—Р/ (г = 0,79). На дерново-подзолистой глееватой почве незначительное участие в питании растений принимают желе-зофосфаты Ие—Р (г ==0,56), содержание которых имеет значительную величину.

При выращивании растений наблюдалось'заметное снижение содержания многоосновных фосфатов кальция на неудобренной почве, то есть эти фосфаты лучше используются при большем дефиците усвояемых форм. За 6-летний период выращивания растений произошло снижение обеспеченности почвы подвижными фосфатами, определяемыми по Кирсанову, в среднем на класс на варианте без внесения удобрений и на 2 класса при внесении азота и калия, которое коррелировало с выносом фосфора растениями (г = 0,80—0,98).

4. Сравнительная подвижность остаточных фосфатов навоза и минеральных удобрений

Результаты исследований показывают, что длительное применение навоза в полевом опыте на дерново-подзолистой глееватой почве создает запас фосфатов более высокой подвижности, чем применение минеральных удобрений. Кроме того, как в парующей почве, так и в почве под растениями снижение концентрации фосфат-ионов в почвенном растворе на навозном фоне происходит медленнее, чем на минеральном (табл. 6).

Извлечение фосфатов почвы последовательными солевыми вытяжками также показало, что на почве, удобренной навозом, медленнее снижаются степень подвижности фосфатов по

■ ' • ' ' " Та блиц а 6

Изменение степени подвижности остаточных фосфатов в парующей почве и под растениями, 1974—1980 гг.

- !

Фон •я г ГЛ О О О ■■а« ^ м т т

я. ш <ч Е н 8 СО ° .ЗеГ — а 03 . сз

— >. СЧ -Г со ю со

1974 г. исходная почва . * МГ Р205/Л

0,080 0,466 0,431 1 1,668 ' 1,242

1980 г. Парующая почва МГ РгОа/л

% к исходному содержанию

11 Вар; без -удоб. . г. 0.076 95,0 0.445 95,5 0,300 69,3 0.166 69,9 0,852 68,6

Вар'. Г^К....... 0.069 0.383 0.290 0.816 0.750

86,3 82,2 67,2 48,9 60,4

Вар. МгК2 ...... 0,072 80,0 0.420 80,1 0.305 70,8 0.878 52,6 0,698 ^ 56,2

1980 г. Почва -под растениями ...........

мг Р2О5/Л

Вар Зар Вар

% к содержанию в парующей, почве

без удоб. Ы,К1 . . КгК2 . .

0.068 0,190 0.130 0.400 0.390

89,5 42,7 43,3 34,2 45,9

0.045 0.117 0,087 0.230 0,222

65,2 30,5 30,0 28,2 29,6

0.050 0.072 0.072 0.170 0,165

69,4 17,1 23,6 19,4 23,6

I

мере извлечения их из почвы. На основании экспериментальных данных в последействии установлена тесная связь между содержанием подвижных фосфатов по Кирсанову и степенью подвижности фосфатов (г) = 0,90), которая имеет вид криволинейной функции:

- у = 0,001х2 + 0,009х ,-г 0,095

где х — содержание подвижных фосфатов по Кирсанову, мг I Р205/100 г почвы;

у — степень подвижности фосфатов, мг Р205/л.

Эта зависимость в области значений х—4—16 мг Р2О5/ШО г • почвы может быть описана прямолинейным, уравнением, которое имеет выражение: на навозном фоне — у=0,051х—0,107, на минеральном фоне — у=0,035х—0,046.

Установленная в опытах более высокая подвижность остаточных фосфатов на навозном фоне является основной причиной лучшего их использования в последействии по сравнению с остаточными фосфатами минеральных удобрений.

5. Влияние кремнекислоты на урожай.сельскохозяйственных культур и использование фосфора растениями

Проведенные исследования показывают, что в формировании урожаев растений на дерново-подзолистой глееватой почве положительную роль играет кремнекислота.

• В условиях вегетационного опыта в 1979 г. внесение 2,0 г БЮг на кг почвы обеспечило прибавку урожая зерна проса не меньше, чем внесение 10 мг Р2О3 на 100 г почвы (табл. 7, вар. 2, 3), занесение ее в тройной дозе было более эффективным.

Таблица 7

Влияние кремнекислоты на урожай проса (г/сосуд) и вынос фосфора урожаем (мг РаОг/сосуд) на дерново-подзолистой глееватой почве ' " Вегетационный опыт № 2

Варианты 1979 г. 1981 г.

зерно солома о и, о о « 2 3 ^ О) зерно солома о О о О Я О </> о В,

1 | урож. приб. | урож. I приб. | урож. приб. урож. й. С1

ИК — фон 3,2 6,9 4-1 9,1 13,3 гз

Фон+Рс 8,1 4,9 15,2 8,3 96 17,9 8,8 31,5 18,2 175

Фон+Би 9,8 6,6 19,0 12,1 119 12,6 3,5 19,7 6,4 115

Фон+231 9,3 6,1 17,8 10,9 104 16,0 6,9 27,5 14,2 147

Фон-КЗБг 14,1 10,9 20,9 14,0 .163 18,3 9,2 27,7 14,4 150

Фон+Рс+ЭГ 12,5 9,3 19,3 12,7 147 18,6 9,5 34,3 21,0 202

НСРаз 3,7 5,8 о о -1- 3,0

В условиях 1981 г. эффективность кремнекислоты слабее, но тройная доза ее также не уступает действию внесенного суперфосфата. Надо отметить, что кремнекислота в большей мерс оказывала влияние на урожай зерна, чем соломы, увеличивая выход товарной части продукции в обшей ее массе. В вегетационном опыте совместное внесение кремнекислоты и суперфосфата не было эффективнее их раздельного внесения.

В условиях мелкоделяиочного опыта в 1980 г. внесение

■ кремнекислоты способствовало увеличению урожая ячменя, ко? торое было пропорционально дозе ее внесения. Прибавка урожая зерна ячменя на вариантах применения кремнекислоты составила 21—36% к контролю и увеличивалась при совместном применении кремнекислоты и суперфосфата.

В вариантах с кремнекислотой на дерново-подзолистой гле-еватой почве увеличился вынос основных элементов питания. Увеличение выноса фосфора обусловлено как увеличением урожая надземной массы растений, так и повышением в ней содержания фосфора. Причем, в большинстве случаев наблюдалось перераспределение фосфора в надземной массе в сторону накопления его в зерне по сравнению с соломой. Подобным образом кремнекислота влияла на накопление азота.

В наших исследованиях внесение кремнекислоты на дерново-подзолистой почве Лесной опытной дачи ТСХЛ не оказало влияние на урожай растений, что возможно, связано с быстрым снижением активности геля кремнекислоты на низком значении рН и высоком содержании подвижного алюминия. Однако и на этой почве наблюдалось накопление фосфора надземной массы растений.

Одной из причин положительного влияния кремнекислоты на урожай культур и использование ими фосфора на дерново-подзолистой глееватой почве явилось увеличение степени подвижности фосфатов почвы. Наши исследования показали, что внесение кремнекислоты способствовало увеличению подвижности фосфатов почвы (табл. 8). В год ее внесения в почве увеличилось содержание подвижных фосфатов и, в большей мере, степень их подвижности, что может быть связано с увеличением доступности сорбированных почвой фосфатов.

! . Таблица 8

I

! Влияние кремнекислоты на содержание подвижных фосфатов

! - (мг Р205/100 г почвы) и степень их подвижности (мг РгОз/л) .

1 Варианты Контроль Рс 251 351 РС + Б!

Почва с-за «Наро-Осаново», 1979 год

МГ РгОз/100 г. п. мг Р20=/л

2,6 0,11

0,19

2,8 0,18

3,4 0,22

6,3 0,26

мг РаСУЮО г. п. мг Р205/л

Почва Лесной опытной дачи ТСХА, 1979 год

1,4 I 4,0 I 1,5 I — I — 0,05 / 0,12 | 0,08 I — I —

Почва с-за им. Зои Космодемьянской, 1980 год

МГ Р2О5/ЮО г. п.

2,0

3,1

3,2

4,8

6,0 0,28

3,5 0,10

5,3

В вариантах с кремнекислотой было установлено повышенное по сравнению с контролем содержание нитратов в почве в вегетационный период.

Фенологические наблюдения и биометрические измерения в опытах с кремнекислотой показали положительное влияние ее на рост и развитие растений.

6. Экономическая эффективность применения навоза, и минеральных удобрений

За годы проведения исследований на всех вариантах внесения удобрений общий выход продукции с 1 га увеличился более чем в два раза. При применении навоза и навоза с минеральными удобрениями получены больший выход продукции и чистый доход, чем при применении одних минеральных удобрений. Наибольшая окупаемость дополнительных затрат с учетом последействия удобрений была при использовании 20 т/га навоза с минеральными удобрениями — 2,97.

Выводы

1. Ежегодное внесение навоза и минеральных удобрений в течение 15 лет на дерново-подзолистой глееватой почве обеспечило длительное последействие этих удобрений на урожай сельскохозяйственных культур, в результате которого было получено от 47 до 117 ц к. е. с га, причем последействие навоза оказалось более сильным, чем минеральных удобрений.

2. Возделывание сельскохозяйственных культур в условиях как прямого действия навоза и минеральных удобрений, так и их последействия на дерново-подзолистой глееватой почве показало на сравнительно невысокий коэффициент использования фосфора удобрений, который колебался по вариантам опыта от 10,5 до 17,9%. Вынос фосфора культурами на фоне последействия в течение 6 лет изучения составил 22—35% от общего суммарного выноса, причем более доступными оказались фосфаты на фоне последействия навоза, чем минеральных удобрений.

3. Применение аммиачной селитры и хлористого калия в течение 8 лет выращивания райграса и кукурузы в условиях вегетационного опыта на дерново-подзолистой глееватой почве после длительного применения удобрений обеспечивало существенные прибавки урожая этих культур в течение всего'периода изучения.

4. Использование различных доз и соотношений аммиачной селитры и хлористого калия в условиях вегетационного опыта способствовало усилению использования остаточных фосфатов удобрений в 2,6—4,7 раза. В результате за 8 лет изучения было

использовано до"34,8% остаточных.фосфатов удобрений. Jly<í-ше использовались растениями фосфаты , навоза, чем минеральных удобрений.

5. Снижение валовых запасов остаточных фосфатов в почве по мере использования растениями происходило за счет как минеральных, так и органических форм, .причем,, уменьшение. содержания органических фосфатов сопровождалось их минерализацией,, которая составила 11,6—23,9% по различным вариантам опыта.

6. Снижение минералньых фосфатов по мере использования их растениями шло за счет всех форм активных минеральных фосфатов, извлекаемых, методом ГинзбурггЛебедевой. Вынос фосфатов культурами более тесно коррелировал с уменьшением фракции Л1—Р (г = 0,92),- далее Са—Pi (г=0,79) и Fe—Р. (г==0,56), что свидетельствует об определенной .роли этих форм фосфатов в питании растений фосфором. ,

. 7. Остаточные фосфаты в дерново-подзолистой глееватой • почве при внесении,навоза накапливаются в более доступной : форме, чем при внесении минеральных удобрений. Равный запас подвижных фосфатов, накопленный как на фоне навоза, так и минеральных удобрений, имеет большую степень подвижности при использовании навоза, величина которой в условиях последействия навоза падает значительно слабее, чем ми- • неральных удобрений.

8. При расчете экономической эффективности применения навоза и минеральных удобрений в полевом опыте с учетом их , последействия установлена наибольшая эффективность ежегодного применения 20 т навоза совместно с N100P50K120. при этом окупаемость дополнительных затрат составила 2,97 раза.;

9. Применение кремнекислоты на дерново-подзолистой поч-, ве обеспечивало получение прибавок урожая зерна проса и ячменя, не уступая по своему эффекту суперфосфату. Кремне-кислота, внесенная в почву, способствовала увеличению выноса азота, фосфора и калия, который обуславливался как увели-; чением урожая растений, так и повышением содержания азота, и фосфора .в составе растений.

10. Кремнекислота, применяемая в качестве удобрения, обеспечила незначительное увеличение запаса подвижных фосфатов, но при этом заметно возрастала степень подвижности фосфатов, а,также увеличивалось содержание нитратов в почве.

Рекомендации производству

Принимая во внимание установленную в длительных опы-' тах высокую фиксацию фосфора удобрений на дерново-подзолистой глееватой почве, рекомендуется при составлении системы применения удобрений в хозяйствах Нечерноземной зоны

РСФСР принимать коэффициенты использования фосфора (с учетом последействия) навоза— 18—20%, минеральных удобрений— 13—15%. При внесении навоза в почве складывается более благоприятный фосфатный режим, чем при внесении минеральных удобрений, что указывает на необходимость обязательного внесения органических удобрений, как фактора, повышающего эффективность использования фосфорных удобрений. Наиболее экономически оправданным является совместное внесение навоза в сочетании с полным минеральным удобрением.

По материалам диссертации опубликованы работы:

1. Ю. Г, Чуприков, Т. В. Антоненко. Влияние длительного применения удобрений на урожай сельскохозяйственных культур и фосфатный режим дерново-подзолистой глееватой почвы.— Веб:: Тезисы докладов Всесоюзного н.-т. совещания: «Пути повышения продуктивности земледелия и почвенного плодородия и задачи Географической ;сети опытов с удобрениями в XI пятилетке». Белгород, 22—24 октября 1980 г.—М, 1980, с. 71—72.

2. Т. В. Антоненко. Изучение последействия фосфора навоза и минеральных удобрений в условиях вегетационного опыта. В сб.: Проблемы химизации и мелиорации почв (Сборник научных трудов ТСХА). — М., 1981, с. 64—88.

3. Т. В. Антоненко. Фосфатный режим длительно удобрявшейся дерново-подзолистой глееватой почвы. — В сб.: Тезисы докладов: «Вопросы теории и практики повышения плодородия почв». — М., 1981, с. 88—89.

4. Ю. Г. Чуприков, Т. В. Антоненко. Пищевой режим дерново-подзолистой почвы и урожай сельскохозяйственных растений под влиянием кремнекислоты. В сб.: Вопросы агрохимии азота. (Сборник научных трудов ТСХА). — А1., 1982, с. 130—135.

Л 106874 28/1V—83.г. Объем I1/« п. л. Заказ 942. Тираж 100

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