Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ ОКУЛЬТУРИВАНИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ НА ИЗМЕНЕНИЕ ЕЕ ФОСФАТНОГО РЕЖИМА И УРОЖАЙ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ ПРИЕМОВ ОКУЛЬТУРИВАНИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ НА ИЗМЕНЕНИЕ ЕЕ ФОСФАТНОГО РЕЖИМА И УРОЖАЙ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

л МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА

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

Влияние приемов окультуривания дерново-подзолистой почвы на изменение ее фосфатного режима и урожай полевых культур

(Специальность № 06.01.01 — Общее земледелие)

На правах рукописи

РОМАНОВ Владимир Иванович

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА —1973

/

Диссертационная работа выполнена на кафедре земледелия и методики опытного дела Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук профессор П. М. Балев. '

Официальные, оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук профессор Ш С. Косинскийу кандидат сейьЬкйхбзяйствен-ньк^аук доцент А. П. Мершин. : ,, ... .,.„,; , •

Ведущее предприятие.— Научно-исследовательский институт картофельного Хозяйства^ . * ■ ' • у *-

Автореферат разослан « ; » -,т< . *.. / . . . . 1973 г.

Защита диссертации состоится «-. » »> 1973 г.

в . . . часов на заседании Ученого совета агрономического факультета ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА (корпус 10).

Просим Вас принять личное участие в работе указанного Совета или-прислать письменный отзыв по данному автореферату по адресу: Москва.1250Ь8, ул. .Тимирязевская, 49, Ученый совет ТСХА.

Отзывы, заверенные печатью, просьба направлять в двух экземплярах.

Ученый секретарь Совета

доцент Ф. А. Девочкин

ВВЕДЕНИЕ

Земледелие центральной нечерноземной зоны базируется на . относительно малоплодородных, слабоокультуренных почвах дерново-подзолистого типа. Главным направлением, обусловливающим повышение плодородия этих почв, является углубление пахотного слоя, которое в сочетании с удобрением и известкованием служит важнейшим условием интенсификации земледелия в данной зоне.

В целях разработки рациональных приемов ускоренного создания глубокого пахотного слоя и установления длительности эффекта и периодичности повторного проведения мелиоративных вспашек проводятся широкие и разносторонние исследования.

Однако вследствие большого разнообразия видов подзолистых почв, различающихся по условиям генезиса и уровню окультуренности, нередко получаются результаты противоречивого характера, что является главной причиной сложности научной разработки многих вопросов ускоренного окультуривания этих почв.

Особенно слабо изучены вопросы фосфатного режима при интенсивных приемах окультуривания пахотного слоя нечерноземных почв. В связи с этим в задачу наших исследований входило: • '

1) изучение действия и последействия механических факторов обработки на фосфатный режим почвы;

2) определение влияния органических, минеральных удобрений и известкования на изменение фосфатного фонда в свя- . зи с различными технологическими приемами механической обработки почвы;

3) выявление роли приемов интенсивного окультуривания в повышении плодородия почвы и урожая сельскохозяйственных культур. _____,

1, Условия и методика проведения исследований

Экспериментальная работа проводилась в полевом стационарном опыте, заложенном в 1969 г. на экспериментальной базе ТСХА «Михайловское» кафедрой земледелия и методики опытного дела. _______________

Цеитргг!!к,| ви«»^ й:,:,т*"тш • .

Ко-хй\Г..;.;. Г. ::::: гег^л.

Почва опытного участка слабоподзолистая, среднесуглини-стая, подстилаемая покровным суглинком. Перед закладкой опыта почва пахотного слоя характеризовалась следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса — 1,80%, общего азота — 0,087%» гидролитическая кислотность — 3,7 мэкв, обменная кислотность — 0,40 мэкв, сумма поглощенных оснований— 11 мэкв на 100 г почвы, рН солевой вытяжки— 4,4, подвижный алюминий по Соколову — 6,8 мг, Р2О5 по Кирсанову — 3,9 мг, КгО по Масловой — 8,0 м:г/100 г почвы. Эти показатели свидетельствуют об относительно низком плодородии опытного участка. До закладки опыта почва участка была произвесткована по 0,5 г гидролитической кислотности.

Изменение фосфатного фонда при интенсивных способах углубления и окультуривания пахотного слоя изучали в следующих вариантах обработки почвы:

1) Вспашка на 25 см (контроль):

2) Вспашка плугом с вырезным отвалом (ВО) на 45 см.

3) Вспашка 3-ярусная на 45 см.

Мелиоративные вспашки выполнялись плугами ПУ-45-С-36 и ПТН-40 в агрегате с трактором С-100.

Различные приемы углубления пахотного слоя проводили осенью 1969 г. В последующие годы по всем вариантам опыта проводилась вспашка на 25 см.

Каждый способ обработки почвы изучался при сочетании следующих вариантов удобрений: 1) без удобрений (контроль), 2) навоз 30 т/га, 3) ЫРК по содержанию в навозе 30 т/га, 4) 1/2 навоз+1/2 №К, 5) навоз ЗОд/та в два слоя: 15 т/га вносили под зяблевую вспашку и вторая половина (15 т/га)—при предпосевной обработке почвы. Все виды удобрений, кроме азотных, вносились ежегодно под основную вспашку, азотные— весной в виде подкормки или под предпосевную обработку почвы.

Полевой опыт проводили в 2 полях четырехпольного севооборота во времени зерно-пропашном и зерно-травяном. Чередование культур в первом севообороте следующее: озимая пшеница, картофель, ячмень и картофель ранний, а во втором севообороте: ячмень + травы, клевер 1 года, озимая пшеница и картофель. Проведение опыта в двух севооборотах позволяет оценить эффективность глубоких обработок в зависимости от биологических особенностей и степени насыщенности севооборота различными культурами. -

Агротехника возделывания культур в опыте, за исключением изучаемых приемов обработки почвы, соответствовала рекомендациям для данной зоны Московской области.

Повторность опыта—4-кратная, размер делянки первого порядка (на которых изучали приемы обработки почвы)—

720 м2, а по фонам удобрений — 144 м2. Площадь учетной делянки— 100 м2. Размещение вариантов рендомизированное.

Почвенные образцы для анализов отбирали с двух несмежных повторений перед закладкой опыта — осенью 1969 г., весной 1971 г. и осенью 1972 г. с глубины 0—20 и 20—40 см. Смешанные поделяночные образцы, взятые из 10 скважин с каждого повторения, анализировали отдельно с двумя параллельными.

Для характеристики изменения фосфатного режима в работе использовали следующие показатели: валовой фосфор— сжиганием навески почвы в смеси серной и хлорной кислот, формы минеральных фосфатов — сокращенным методом Чанга и Джексона с рН ЫН4р раствора 8,5, органический-фосфор — по разности между валовым содержанием фосфора и суммой фракций минеральных фосфатов, подвижный фосфор — в 0,5 н уксуснокислой вытяжке методом Чириков а, степень подвижности фосфатов — в 0,03 н Кг504 вытяжке методом Карпинского— Замятиной, емкость поглощения фосфат-ионов по методу Иванова (1962), удаление полуторных окислов из почвы проводилось реактивом Тамма с последующей отмывкой последних с дистиллированной водой, содержание фосфора, калия и кальция в растительных'образцах по методу Гинзбурга и Щегловой (1960). \

Урожай учитывали поделяночно сплошным способом и полученные данные обрабатывали методом дисперсионного анализа для двухфакторного опыта с расщепленными делянками.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Изменения фосфатного режима при интенсивном

окультуривании пахотного слоя дерново-подзолистых почв

1. Влияние особенности генезиса и способа использования почвы на развитие ее фосфатного режима

В целях теоретического обоснования и экспериментального подтверждения общих закономерностей развития фосфатного режима в зависимости от особенностей генезиса и степени окультуренности дерново-подзолистых почв определяли фосфорные соединения в почвах леса, залежи и огорода. Эти почвы находились в одинаковых гидротермических условиях рельефа и материнской породы и отличались только различным характером их использования (табл. I).

Из приведенных данных следует, что длительное применение навоза в почве огорода обусловило более высокое содержание почвенных фосфатов не только в пахотном, но и в подпахотном слоях по сравнению с почвами леса и залежи.

з

Влияние особенности генезиса и степени окультуренности почвы «а содержание почвенных фосфатов, 1971 г.

Слой почвы, см

Степень подвижности р2оа л Подвижная р2о5 Валовой фосфор Сумма минеральных фосфатов

мг/100 г почвы

В ТОМ, ЧИСЛЕ

¿5

2 к А "п

О. у £1*

е.

I

<

Си

I

о.

I

«

у

Лес

0—20 0,10 1,1 106,5 37,1 0.1 6,0 19,0

20—40 0,10 0.6 120,0 43,7 0,1 5,0 25,0

Залежь

Огород

0—20 0,40 13,0 ' 253,3 85,1 1,6 17,5 42,0

20—40 0,20 11,8 200,0 64,4 0,8 13,5 30,0

12,0 13,6

24.0

20.1

0—20 3,00 14,0 306,7 139,6 13,1 42,0 52,0

20—40 2,00 12,8 293,3 118,9 7,4 34,5 48,0

Обеднение верхнего горизонта органическим веществом и разрушение алюмосиликатного комплекса в результате усиленного почвообразовательного процесса способствовало снижению содержания фосфорных соединений в почве леса, где количество валового и минеральных фосфатов в среднем в 3, раза меньше, а подвижной фосфорной кислоты в 13 раз по сравнению с их содержанием в почве огорода.

Значительное накопление различных фосфатов в почве залежи объясняется процессами биологической их аккумуляции.

Определение группового состава фосфатов показывает увеличение по профилю в окультуренной почве огорода всех фракций минеральных фосфатов, особенно А1—Р, Ие—Р и рыхло-связанного — Р. Заметное увеличение рыхлосвязанного фосфора в даной почве обусловлено длительным внесением навоза и защитным действием органического вещества против связывания фосфат-ионов полуторными окислами.

' В целом, распределение минеральных фосфатов в почвах огорода следующее: рыхлосвязанный-Р<Са—Р<А1—Р<Ре— Р, а в почвах залежи и леса: рыхлосвязанный-Р<А1—Р<Са— р<ре—Р.

Следовательно, в зависимости от осрбенностей генезиса и характера окультуренности почвы при одинаковых почвенно-

климатических условиях формируются почвы с различным фосфатным режимом, что в известной мере является научной основой для разработки и применения целенаправленных приемов улучшения фосфатного режима, старопахотных почв дерново-подзолистого типа.

2. Влияние приемов углубления и окультуривания на содержание общего и фракционного состава фосфатов в почве.

Основные закономерности изменения фосфатного режима при интенсивном окультуривании дерново-подзолистых почв определяются в первую очередь количественным и качественным содержанием различных фосфатов в тех почвенных горизонтах, которые вовлекаются в пахотный слой при применении дифференцированных систем мелиоративных обработок.

Результатами наших исследований установлено, что в профиле среднесуглинистой дерново-подзолистой почвы наибольшее содержание валового и минеральных фосфатов обнаружено в пахотном (121,6 мг и 24,0 мг/100 г почвы) и иллювиальном (113,8 мг и 48,9 мг/100 г почвы) горизонтах, в подзолистом же горизонте (Лг) их количество снижается в 1,5—2 раза, что объясняется генетическими особенностями этих почв.

Среди минеральных форм фосфатов на данной почвенной разности преобладают фосфаты железа (8—24 мг) и алюминия (1,8—12,8 мг/100 г почвы) и меньшую часть составляют фосфаты кальция.

Применение глубоких мелиоративных обработок оказало заметное влияние на перераспределение фосфора в профиле почвы по вариантам опыта (табл. 2).

Углубление пахотного слоя с применением 3-ярусной вспашки на 45 см значительно увеличивает содержание почвенных фосфатов в слое 0—40 см, что объясняется частичным перемещением генетических горизонтов при ярусной обработке почвы. Так, по этому варианту в слое 0—10 см количество валового фосфора превышает содержание их в почве контрольного варианта на 11 —12 мг/100 г почвы, а суммы минеральных фосфатов соответственно на 7—11 мг/100 г почвы.

Согласно результатам исследований значительную часть (61—70%) валового фосфора составляют органические фосфаты, их запасы в почве по вариантам опыта более стабильны. Накопление валовых запасов фосфора в почве в основном происходит за счет минеральных его соединений.

При применении удобрений и известкования процесс аккумуляции фосфора по вариантам вспашки более выражен при внесении навоза совместно с минеральным удобрением, где количество валового и минерального фосфора превышает содержание их в почве без удобрений на 6—9 мг/100 г почвы.

Фракционирование минеральных фосфатов по Чангу и

Джексону свидетельствует о том, что на всех вариантах опыта .

&

влияние- способов■ окультуривания? пахотного слоя- насодержание общего фосфора и его фракционный состав в слое 0—40 см, 1972 г.

5 3 "я В том числе

Удобрения Валовой фосфор 8 « Ь оз *г: о ш о К 3 о 311 и =•©■ * 8 с. 1 с. 1 с, 1

мг/100 г почзьг < и.

До закладки, опыта, 1969 г........ 109.9 77.2 32.7 0,1 6.0 19.5 7.1

Вспашка на - 25 см (контроль)

Без удобрений , . . . 113,4 78.0 33.3 0,1 5.6 20,5 7,1

Навоз .. ...... 114,0 80,0 34.0 0.1 6,1 20,7 7,1

КРК ........ 115.0 79.7 35,3 0,1 6.1 21,5 7,1

1/2 навоз + 1/2 МРК . 117,7 79.3 38,4 0.1' 6.9 23,0 8,4

Вспашка 3-ярусная на 45 см

Без удобрений . . . . 123.5 82.8 40,7 0,1 8,1 23,0

Навоз........ 125.0 81,3 43,7 0,1 8.8 24.0

МРК....... 126,2 79,0 47,2 0.1 9,2 26,4

1/2 навоз + 1/2 ХРК . 129.0 79,3 49.7 0,1 9,8 27,8

Б*«},-1.58. НСРС95=3,17.

основная их часть представлена в виде фосфатов железа и кальция, которые составляют около 60% и 20% от общего содержания доступных фосфатов в почве.

При сравнении количества минеральных фосфатов и составляющих его групп, накопленных по вспашкам на 25 см и 3-ярусной на 45 см, выделяется преимущество мелиоративной обработки. Увеличение фракций минеральных фосфатов по фону глубокой обработки произошло в основном за счет Ре—Р и Са—Р и в меньшей степени за счет А1—Р.

Следует отметить, что запасы валового и минеральных фосфатов значительно увеличились по ярусной вспашке по сравнению с исходным их содержанием и контролем.

3. Действие приемов окультуривания пахотного спол на подвижность и динамику доступной ^ фосфорной кислоты почвы

Окультуривание пахотного слоя, осуществляемое на фоне глубоких обработок путем применения удобрений и известкования, оказало определенное влияние на степень подвижности фосфорной кислоты (фактор интенсивности) в пахотном и подпахотном слоях почвы (табл. 3).

Изменение степени подвижности Р*С>5 в зависимости от приемов вспашки и удобрений (мг/л)1 среднее за 1971—1972 гг.

Удобрении , Вспашка! на 25 см (контроль) Вспашка плугом с вырезным отвалом на 45 см Вслаигха > 3-ярусна я на 43 см

слои почвы, см

0—20 20—40 0—20 20-40 0—20 20—40

До закладки опыта, 1969 г. . . . 0,05 0.02 — » — —

Без удобрений 0,07 0,03 0.06 0,01 0.06 0,05

Навоз ............. 0,12 0,03 0,08 0,04 0,03 0,05

^К . ........... 0,03 0.08 0,05 0,07 0.05

1/2 навоз + 1/2 ,\'РК .... 0,12. 0,03 0.08 0,05 0,11 0,07

Результаты исследований показывают, что в почве всех изучаемых вариантов опыта концентрация Р2О5 в 0,03 н КгЗО^о-волыю низкая и не превышает 0,12 мг/л, тогда как в окультуренной почве огорода (табл. 1) ее содержание составляет 3,0 мг/л. Это подтверждает наличие прямой корреляции между уровнем окультуренности и степенью подвижности Р^Оз в почве.

Исследованиями установлено, что частичное разбавление пахотного слоя подзолистым и частью переходного горизонтов по вариантам вспашки плутом с вырезным отвалом на 45 см и 3-яруснои на 45 см в слое 0—20 см приводило к снижению подвижности фосфат-ионов на 0,03—0,04 мг/л. Однако в результате некоторого перемещения, почвы пахотного слоя вниз по этим вспашкам наблюдалось увеличение подвижности ионов фосфорной кислоты в слое 20—40 см.

При применении удобрений и известкования концентрация фосфат-ионов в пахотном слое увеличивается в большей степени по вспашке на 25 см, чем по мелиоративным обработкам..

Таким образом, глубокие обработки даже при внесении удобрений и известкования снижают степень подвижности фосфорной кислоты в слое 0—20 см и одновременно увеличивают этот показатель в слое 20—40 см.

Результаты наблюдений за динамикой подвижной Р2О5 показали низкое содержание доступного фосфора в почве различных вариантов вспашки. Так, в среднем за 1971—1972 гг. разница в обеспеченности почвы пахотного слоя подвижным фосфором колебалась от 0,40—5,0 мг/100 г почвы, в то время

как в окультуренной почве ее содержание составляет 14 мг/100 г почвы.

В: результате выворачивания подпахотных горизонтов на поверхность по вариантам мелиоративных вспашек накопление доступных соединений фосфора в слое 0—20 см отставало за все сроки определения на 1,5—2,0 мг/100 г. В то же время в слое 20—40 см, наоборот, по этим вспашкам наблюдалось увеличение фосфорной кислоты на 2—3 мг/100 т почвы по сравнению со вспашкой на 25 см, что объясняется окультуриванием подпахотных слоев частичным перемешиванием их с почвой пахотного слоя.

Ежегодное применение удобрений на фоне известкования обеспечило увеличение содержания подвижного фосфора в пахотном слое по вариантам вспашки на 1—3 мг/100 г почвы.

В наших опытах наблюдался интенсивный процесс накопления подвижной фосфорной кислоты в нижних слоях почвы (20—40 см) по вариантам мелиоративных обработок даже на третий год после их проведения.

Влияние приемов окультуривания пахотного слояг -на емкость поглощения фосфат-ионов

1. Изменение емкости поглощения фосфат-ионов при различных способах углубления и окультуривания пахотного слоя

Характер изменений фосфатного режима при различных приемах углубления пахотного слоя в значительной степени зависит от емкости поглощения Р2О5 почвой отдельных генетических горизонтов, которые вовлекаются в пахотный слой при мелиоративных обработках.

Результатами исследований установлено, что в профиле среднесуглинистой дерново-подзолистой почвы наименьшей емкостью поглощения обладает подзолистый (Аг) горизонт, наибольшей — переходный (А2/В) и иллювиальный (В1) горизонты. Емкость поглощения фосфат-ионов подзолистого горизонта при 0,1 н концентрации КН2РО4 составляет 98,0 мг/100 г, а переходного и иллювиального горизонтов соответственно 110,0 мг и 120 мг/100 г почвы. Высокая и различная степень изменения величины поглощения Р2О5 почвой отдельных генетических горизонтов объясняется особенностями физико-химических свойств этих горизонтов.

Различная степень примешивания подпахотных горизонтов почвы в создании глубокого пахотного слоя обусловили различия в емкости поглощения фосфат-ионов по вариантам опыта (табл. 4).

Изменение емкости поглощения фосфат-ионов в зависимости от приемов окультуривания пахотного слоя (мг/100 г почвы), 1972 г.

Удобрения Концентрация раствора >КНгРО, Сумма пэ-глошенкой Р2О5 ПО вариантам

0.001 н ] 0.01 н

слой П0Ч8Ы, см 0—20 20—10

0—20 ко—401 0—20120—40

До заклалки опыта, 1969 г. . . . Вопзшка на 25 см (к-ль> . . . . Вспашка плугом с вырезным отвалом на 45 см . ....... Вспашка З-ярусная н,а 45 ом . . . 5,3 5.3 5.0 5.8 7,0 6,8 5.9, 5.5 30,0 26,0 23,0 29.6 31.6 30,6 30.0 23.0 35.5 31,3 33,0 33.5 33,6 37.4 35.9 33.5

Почва огорода ........ * леса ......... 3.0 6,7 42 . 6.8 25.0 32,0 26.0 34,0 28.0 38,7 30.2 40,8

Полученные данные показывают, что частичное вовлечение в пахотный слой переходного горизонта, обладающего наи- , большей емкостью поглощения Р205, по мелиоративным вспашкам в слое 0—20 см увеличивает поглощение фосфат-ионов в среднем на 2,5—4,5 мг/100 г почвы по сравнению с контролем. В то же время в подпахотном слое почвы (20—40 см) по этим вариантам обработки происходит некоторое снижение поглощения фосфора, что обусловлено частичным примешиванием почвы пахотного слоя, обладающей более благоприятными коллоидно-химическими свойствами.

Следует также отмстить, что с повышением концентрации раствора КН2РО4 происходит увеличение емкости поглощения ионов фосфорной кислоты, что объясняется наличием большого количества фосфорной кислоты, взаимодействующей с почвой.

При сравнении поглотительной способности почвы опыта с почвами леса и огорода выявлено, что величина поглощения Р2О5 почвы огорода (в пахотном и подпахотном слоях) ниже на 3—10 мг/100 г по сравнению с почвами опыта и леса. Последнее можно объяснить большей насыщенностью почвы ого-года фосфатами гуматов полуторных окислов .менее активно поглощающих фосфат-ионы.

Наибольшую емкость поглощения ионов фосфорной кислоты имеет почва леса, что обусловлено низким значением рН (3,9) в этих почвах и повышенным содержанием в них полуторных окислов алюминия и железа.

Следовательно, поглощение фосфат-ионов дерново-подзолистыми почвами зависит от их физико-химических свойств, рН, концентрации фосфора в растворе и в целом — от степени окультуренности этих почв.

2.. Емкость поглощения и содержание различных форм фосфатов в илистом фракции (частицы. <0,001 мм)

Проведенные исследования подтверждают, что илистая фракция, всех вариантов вспашки, обладающая значительной активной поверхностью, характеризуется наибольшей величиной поглощения, которая составляет 163—207% по сравнению с почвой до удаления этой фракции.

Соединения фосфора в илистой фракции вследствие их прочного связывания и удерживания менее подвижны, свидетельством чего является низкое содержание доступной Р^СЬ (0,90—2,70 мг/100 г) и незначительная: степень подвижности (0,06—0,12 мг/л) в частицах <0,001 мм.

Установлено также, что в илистых частицах всех вариантов вспашки в слоях 0—20 и 20—40 см содержание гумуса, валового и минеральных фосфатов в 3—4 раза больше (табл 5) чем

• • • - -Таблица 5 Содержание гумуса и различных фосфатов в илистой фракции -(частицы <0.001 мм). 1971г.

2.- & | Сумма ми! неральиых ! фосфатов В том числе

Слой ■почвы, -см Содержание ила, % о"* - и. ш сЗ о «■е- я О ?■©■ о Л . < ь, ' Си

мг/100 г фракции <0,001 мм 8 а -э са О о. ^ В 1 1и 1 и

До закладки опыта, 1969 г.

23.0 21,8

30,0 20,2

36,0' 35,4

их количество в исходной почве (табл. 2). Последнее можно объяснить прочным связыванием их минеральными коллоидами и слабой их доступностью для растений, а также повышенным содержанием несиликатных полуторных окислов и гумуса в частицах размером <0,001 мм. Ю-

0—20 1!€ С пр . 6.70 630,5 527,1 123,4 0,4 25,5 69,5

20—40 » з.оо' 402,6 297,1 105,5 0,1 18,0 65,6

Вспашка на 25 см (контроль) -

0—20 13,60 6.82 634,2 525,1 129,1 1,1 26.0 72,0

20—40 22,20 • 3.30 404 0 298,1 105.9 0.2 19,5 66,0

Вспашка 3-ярусная на 45 см

0—20 18.45 5,37 658,7 501,3 157.4 1.4 30,0 90,0

20—40 17,60' 3,96 600,0 444,7 155,3 0,4 29,5 90,0

При вспашке на 25 см в слое 20—10 см содержание частиц <0,001 мм больше, чем в слое 0—20 см, а валового и минерального фосфора в илистой фракции меньше Последнее позволяет утверждать, что фосфор в илистой фракции содержится преимущественно в органическом веществе..

Перемещение органо-минеральных коллоидных частиц в слой 20—40 см при 3-ярусной вспашке на 45 см увеличивает содержание почвенных фосфатов в илистой фракции этого слоя.

Результаты фракционного анализа минеральных форм фосфатов показали, что в илистой фракции преобладают'соедине-ния Ре—Р и Са—Р.

По фону 3-ярусной вспашки увеличение количества минеральных фосфатов по сравнению с исходным их содержанием и по контролю произошло преимущественно за счет Ре—Р и Са—Р.

3. Роль полуторных окислов алюминия и железа: в поглощении ионов фосфорной кислоты

Проведенными исследованиями установлена взаимосвязь между подвижными формами полуторных окислов и процессами поглощения и содержания фосфора в почве (табл. 6),

Т а б л и ц а 6

Поглощение фосфат-ионов почвой после удаления подвижных форм полуторных окислов (адг/Юй г почвы). 1972 г.

Варианты

рН равно-веского рзствсрв

Поглощено

Р205 из 0,1' н. раствора КНгРО,

в % к

ИСХОДНОМУ

(до удаления 170-'Д8ИЖНЫХ

1?гОэ

слот почвы, См

0—20120—40 0—20 20—40 0—20 20—10

Вспашка на 25 см (контроль)' . 5,4 5.2 8.9 9,0 31,4 30,0

Вспашка 'плугом' с вырезным отва

лом на 45 см....... 5.4 5.2: 8.0 8.9 30.0 30.0

Вспашка. З-ярусная на 45 см . 5,6 5,3 9,0 8,0 30.0 30.0

'Почва леса . .... . , . . . 5,2 5,2 7,0 8.0 22,0 23,5

Горизонт Аа/В почвы опыта (33—

63 см) , „ . . ... . . . . 5.1 7.0 20

При удалении из почвы подвижных форм алюминия и железа величина- поглощения фосфат-ионов на всех вариантах вспашки в пахотном и подпахотном-слоях уменьшилась в 3— 4 раза- или достигает лишь 30—34% от количества исходного поглощения Р2Ог (табл .4).

Небольшие колебания рН равновесного раствора не оказали влияния на процесс поглощения фосфат-ионов почвами.

В наших опытах не выявлено резких различий в емкости поглощения фосфат-ионов > между почвами леса и переходного горизонта после удаления полуторных окислов алюминия и же- , леза, хотя до удаления ИзОз они обладали максимальной величиной поглощения ионов фосфорной кислоты.

В результате удаления подвижных полуторных окислов из почвы изучаемых вариантов вспашки, уменьшилось также содержание основных форм фосфатов А1,Ре—РиСа—Р (табл.7).

Таблица 7

Фракционный состав фосфатов в слое почвы 0—40 см после удаления подвижных форм 1^0$ (мг/100 г почзы), 1972 г.

Варианты Сумма, минераль кых фосфатоз рыхло-связанный Р В том а. 1 <с числе т и* Са-Р

Вспашка на 25 от (контроль) . . 8,13 0.60 1,20 3,33 3,00

Вспашка плугом с вырезным отва-

8,23 0.53 1,00 3,00 3,70

Вслашка З-я-рлсная. на 45 см . . 8.38 0.58 1.30 3.00 3.50

ГЪэчза леса......... Горадоот А2/В почвы, опыта. (33— 63 см) % . . ....... 8,61' 8,36 0,81 0,60 1,25 1,60 3,41 3,16 3,14 3,00

Количество А1—Р после удаления подвижных 'форм ИгОз в среднем в 5 раз, а Ре—Р в 7—9 раз меньше по сравнению с их содержанием в почвах до удаления (табл. 2). Уменьшение Са—Р после удаления полуторных окислов, по-видимому, объясняется их вымыванием в результате обработки навески почвы реактивом Тамма. . • г

Следовательно, в среднссуглинистой дерново-подзолистой почве около 80% минеральных фосфатов связано с полуторными окислами железа и алюминия.

Одновременно с уменьшением основных фосфатов при уда--лении ИгОз наблюдалось увеличение рыхлосвязанных фосфатов во всех вариантах вспашки, а-также- в-почвах леса и переходного горизонта, где их содержание достигало 0,5— 0,8 мг/100 г против 0,1 мг/100 г до удаления подвижных форм ИгОз. Последнее возможно объясняется непрочным связыванием фосфора почвенными коллоидами и увеличением их подвижности в результате удаления полуторных окислов алюминия и железа

III. Действие и последействие приемов углубления и окультуривания пахотного слоя на урожай растений

Различные способы углубления и окультуривания почвы, изменяя свойства пахотного и подпахотного горизонтов, оказывали определенное влияние на урожай сельскохозяйственных культур (табл.8).

Т а б л и ц а 8

Влияние приемов окультуривания пахотного слоя на урожай культур

(ц/га)'

Удобрения-

■ 197 0 г. 1971 г. 1972 г.

«3 3 s ¡5 й а о к ячмень клевер 1-го года картофель га * § 2 £ С, & Й 3 О в § £ &

Вспашка на.25 см (контроль)

Вез удобрений . . .

Навоз......

NPK ......

1/2 навоз + 1/2 NPK Навоз в 2 слоя. . ,

13.8 19.8 1'6.2 76,2 17.1 17.2

24.9 30,9 28,0 113,1 22.0 25,2

26,8 29.2 29.6 132.8 25,0 23.8

31,1 30.7 28,7 129.0 25.3 24.9

37,2 31,1 28,1 131,4 23,4 25,7

Вспашка-плугом с вырезным отвалом на 45 см

Без удобрений ... Навоз

NPK ......

1/2 навоз + 1/2 N.PK Навоз в 2 слоя) . .

17,7 21„5 18,5 91,3 17,2 18,8

• • 33.7 34.0 32,4 129,1 '23.8 26.0

32,7 30,5 34.4 144,2 26,0 23.8

• • • 32.7 31,8 34.4 144.5 26,1 25.1

37,6 34,9 34.4 144,2 25,4 27.1

Вспашка 3-ярусная на 43 см

14.6 20.9 13.1 83.5 15,4 18.6

Навоз....... 27,2 28,3 28,6 116,6 21,6 27,1

NPK...... . 30.2 28.2 23.9 122,4 24.9 25.1

1/2 навоз + 1/2 NPK . • • * 30.6 23.0 23,4 126,7 25.5 26.8

Навоз в 2 слоя) . . . . . . 33,2 32,5 31,6 132,3 22,8 27.8

HCPcs (вспашка) . , . 3,33 0,46 4,73 6.49 0,98 0,95

НС'Рда (удобрения) . . 3,63 2,98 5.28 0,42 0.33

В начальный период окультуривания среднесуглинистой слабооподзоленной почвы в опыте не выявлено значительных • различий урожая по всем вариантам обработок. Однако по варианту 3-ярусной вспашки на 45 см как с внесением удобрений, так и без внесения удобрений урожай культур оказался

ниже, даже на третий год после проведения этой вспашки, что объясняется значительным вовлечением в обработку малоплодородных и подпахотных горизонтов и внесением недостаточных доз органических и минеральных удобрений. I

Следовательно, при разработке системы удобрений в опытах интенсивного окультуривания дерново-подзолистых почв необходимо дозы удобрений рассчитывать на весь объем обрабатываемого слоя почвы. |

При совокупном действии факторов (вспашка+ удобрения + известь) прием разового углубления на 45 см с использованием плуга с вырезным отвалом оказался более эффективным уже в первые годы проведения опыта,, где урожайность культур в среднем выше на 1—4 ц/га,.чем по обычной и ярусной вспашкой.

Полученные результаты показывают значительную эффективность применения органических, минеральных удобрений и известкования, которые обеспечили прибавку урожая по всем вариантам вспашки на 6—24 ц/га зерновых культур и на-37— 53 ц/га картофеля. ........

Следует учесть, что приведенные данные урожаев получены в неблагоприятных климатическйх;условиях вегетационных периодов 1971—1972 гг. Высокая температура воздуха и недостаток влаги в середине вегетации и снижение температуры до (—1,8°С) в 3-ей декаде августа (1971 г.) явились главными причинами низкого урожая картофеля. Исключительно неблагоприятные погодные условия 1972 г. с начала до конца вегетации также оказали отрицательное влияние на урожай ячменя и озимой пшеницы. ...

IV. Экономическая эффективность различных систем, интенсивного окультуривания дерново-подзолистых почв

При решении вопроса" о внедрении в производство .научно обоснованных агротехнических способов окультуривания подзолистых почв важное значение приобретают методы экономической их оценки.

Экономическая оценка изучаемых приемов углубления и окультуривания пахотного слоя (табл. 9) показала, что в сумме за 3 года (1970—1972 гг.) по вспашке плугом с вырезным отвалом на 45 см был получен чистый доход на 117 руб. больше, уровень рентабельности на 10,3%) выше,.а производительность труда увеличилась на 0,4 руб. на 1 ч/час валовой продукции по сравнению с контролем. Этот экономический эффект получен за счет увеличения урожайности культур, хотя затраты на обработку на 1 га несколько увеличились (34,3 руб.) По 3-ярусной вспашке на глубину 45 см, наоборот, чистый до-

Экономическая эффективность приемов < окультуривания среднесу глинистой дёрново-подзолистой почвы (в сум;ме за 3 года, 1970—1972 tir.)

Затраты на 1 ira л С о —

Варианты опыта л Оценка урожая с 1 га, руб. О «3 ? <LÏ S все материал ьно-денсж-ные, р\б. Чистый доход с 1 га, руб. % рентабельности J d Й Т S5 О Ci go в sês S » О Г < M Л i f s Затраты на 10( руб. валовой продукции

Вспашка на 25 см (контроль) ...... Вспашка плугом с вырезным отвалом на 45 см Вспашка 3-ярусная на 45 см . . . . 4 . . 1368.8 1520,0 1333,0 193,2 203,7 195,0 952,7 987Д) 981,0 416,1 533,0 352,0 43,7 54,0 36,0 7,1 7,5 6,8 69.5 64.9 71,5

ход был меньше на 181 руб., уровень рентабельности ниже на 18% и затраты.на 100 руб. валовой продукции соответственно выше на 6,6 руб. по сравнению со вспашкой плугом с вырезным отвалом на 45 см.

Общие выводы

1. Наши исследования подтверждают, что при одинаковых гидрологических условиях рельефа и материнской породы, но при различных, способах использования земельных угодий в течение длительного периода формируются почвы с различным фосфатным режимом, о чем свидетельствует достаточно высокое содержание фосфатов в более окультуренной почве огорода по сравнению с почвами леса и залежи. Фосфаты в окультуренной почве огорода также характеризуются более высокой подвижностью.

2. В результате некоторого перемещения подпахотных горизонтов при применении 3-ярусной вспашки на 45 см заметно увеличивается в слое 0—40 см содержание валового и минеральных фосфатов по сравнению со вспашкой на 25 см. Применение удобрений и известкования, особенно навоза совместно с минеральным удобрением на фоне глубоких обработок, повышает количество этих форм фосфатов в основном за счет накопления фосфатов алюминия, железа и кальция.

3. Частичное перемещение на. поверхность подзолистого и переходного горизонтов при мелиоративных обработках, особенно по 3-ярусной вспашке, в связи с ее технологическими осо-

, бенностями в первые годы их проведения, даже при ежегодном применении удобрений несколько снижает содержание подвиж-

ной фосфорной кислоты и степени ее подвижности в слое 0— 20 см и увеличивает их в слое 20—40 см.

4. В генетических горизонтах среднесуглинистой дерново-подзолистой почвы опытного участка наибольшей величиной поглощения фосфат-ионов обладают переходный и иллювиальный горизонты. Частичное перемещение и вовлечение их в пахотный слон при мелиоративных вспашках увеличивает емкость поглощения Р2О5 в слое 0—20 см и уменьшает в слое 20—40 см в среднем на 2—4 мг/100 г по сравнению с контрольной вспашкой.

5. Содержание гумуса, валового и минерального фосфора в илистой фракции'(частицы <0,001 мм) в 3—1 раза превышает их величины в исходных почвах. Перемещение органо-мине-ральиых коллоидных частиц в слой 20—40 см при 3-ярусной вспашке увеличивает содержание почвенных фосфатов в илистой фракции этого слоя.

6. Удаление подвижных форм полуторных-окислов алюминия и железа из почвы различных вариантов вспашки резко снижает емкость поглощения фосфорной кислоты в слоях 0— 20 и 20—40 см. При этом уменьшается количество связанных с ними фосфатов алюминия и железа и значительно увеличивается содержание рыхлосвязаниых фосфатов.

7. В первые годы последействия глубоких обработок, применение комплекса приемов окультуривания в сочетании с мелиоративной вспашкой на 45 см плугом с вырезным отвалом обеспечило более высокий урожай, а по 3-ярусной вспашке наблюдалось некоторое снижение урожайности даже на третий год после ее проведения по сравнению с контролем.

8. В системе окультуривания вновь созданного глубокого пахотного слоя ведущая роль принадлежит удобрениям и в меньшей степени проявляется действие мелиоративных обработок.

9. Ускоренное окультуривание. дерново-подзолистых почв методом 3-ярусной вспашки на 45 см вследствие больших затрат на первоначальную обработку и снижения урожайности, применительно к данным почвам является нецелесообразным в ближайшей перспективе. Углубление и окультуривание пахотного слоя плугом с вырезным отвалом на 45 см "при одновременном внесении удобрений и известкования оказалось наиболее эффективным мероприятием.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

При окультуривании дерново-подзолистых почв необходимо рекомендовать комплекс агрономических мероприятий, включающий глубокую вспашку с вырезными отвалами на 16

.45 см с одновременным применением известкования и повышенных доз органических и минеральных удобрении.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации

1. Влияние различных способов обработки почвы на урожай картофеля и его качество. Доклады ТСХА, вып. 182, 1972 г.

2. Изменения фосфатного режима при углублении и окультуривании пахотного слоя суглинистых дерново-подзолистых почв. Известия ТСХА, вып. 6, 1972 г. (в соавторстве с П. М. Ба-левым, О. А. Распутиным).

3. Влияние глубины вспашки на фосфатный режим средне-суглинистой дерново-подзолистой почвы. В сб. «Вопросы интенсификации сельскохозяйственного производства». М., 1972 г. (в соавторстве с О. А. Раскутиным).

Объем l'A п. л._Заказ 887._Тираж 150

Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева Москва 125008,; Тимирязевская! ул., 44