Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ГУМУСА НА СВОЙСТВА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ, ЧЕРНОЗЕМОВ ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ И УРОЖАЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ГУМУСА НА СВОЙСТВА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ, ЧЕРНОЗЕМОВ ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ И УРОЖАЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

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

На правах рукописи БОРИСОВ Борис Анорьевич

I

УДК 631.417.2 : 631.445.4 +631.445.2 : 631.165

ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ГУМУСА НА СВОЙСТВА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ, ЧЕРНОЗЕМОВ ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ И УРОЖАЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Специальность 06.01.03 — почвоведение

Автореферат • диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА —1986

с { . лсс

/

{ГУ

л •

Работа выполнена на кафедре почвоведения Московской ордена Ленина и ордена Трудовогр Красного Знамени сельскохозяйственной академии нм. К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Н. Ф. Ганжара.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Гришина Л. А., кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Шаймухаметов М. Ш.

Ведущее предприятие — Всесоюзный институт удобрений и агропочвоведения им. Д. Н. Прянишникова.

Защита диссертации состоится » ¿яуг^^еЛ 1936 г.

в «*^»часов на заседании Специализированного совета К.120.35.01 в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва, И-650, Тимирязевская, 49. Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Отзывы на . автореферат, заверенные печатью, просьба направлять в двух экземплярах.

Автореферат разослан 1986 г.

Ученый секретарь

Специализированного совета— доцент

Гончарова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы., В проекте Основных направлений экономического и социального развития СССР на 1986— 1990 годы и на период до 2000 года намечено значительное увеличение продуктивности и устойчивости земледелия. Для успешного решения этой задачи необходимо осуществить комплекс мер по повышению плодородия почв.

Вопросы влияния гумуса на свойства почв и на продук-. тивность сельскохозяйственных культур изучались многими отечественными и зарубежными исследователями.. Тем не менее количественная оценка воздействия гумуса на почвенные свойства и на урожай растений изучена в недостаточной степени. В литературе встречается очень мало данных, показывающих, в каких пределах изменяются те или иные почвенные свойства при изменении содержания гумуса на кукую-либо определенную величину. . В имеющихся по этому вопросу работах в качестве содержащих разное количество гумуса нередко сравнивались почвы разного происхождения, почвы, развивавшиеся в разных природно-климатических условиях, или почвы, характеризующиеся различным хозяйственным использованием. Влияние содержания гумуса на свойства почв и урожай целесообразно изучать путем проведения вегетационно-полевых опытов, позволяющих активно моделировать условия почвенной среды.

Цель и задачи исследований. Цель наших исследований состояла в том, чтобы путем проведения специальных веге-тационно-полевых опытов, с дерново-подзолистыми и с черноземными почвами изучить влияние разных уровней содержания гумуса на свойства почв и на урожай некоторых сельскохозяйственных культур.

В задачи исследований входило:

1) Закладка вегетационно-полевых опытов с генетически однородными почвами, обладающими одинаковым механическим и минералогическим составом и отличающимися друг от друга только содержанием гумуса и свойствами, обусловленным й этимц^щ^ф^д^ТТ

НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Моск. сельски* оз. академии им. К. А. Ттл1/цэ!»-*ва

Инв.

2) Установление связей между физическими, водно-физическими, физико-химическими, агрохимическими и биологическими свойствами почв опытов и • содержанием в них гумуса. ■ '

3) Изучение влияния уровня гумусированности почв на величину урожая некоторых сельскохозяйственных культур как в неудобренных вариантах, так и при разных дозах органических и минеральных удобрений и установление на этом основании бслкчин оптимального содержания гумуса.

Кроме того, ставилась практическая задача: выяснение возможности проведения планировки полей учхоза ТСХА им. М, И. Калинина Тамбовской области, на территории которого насчитывается более 150 блюдцеобразных понижений. (западня) размером от 0,25 га до 5 га и более. Требовалось оценить: 1) насколько снизится плодородие почв, окружающих западины, при снятии их верхнего слоя для выравнивания понижений; 2) какой мощности слой гумусового горизонта можно снимать для выравнивания западин без существенного снижения плодородия почв.

Научная новизна. Проведено комплексное изучение и количественная оценка влияния содержания и состава гумуса на физические, водно-физические, физико-химические, агрохимические и биологические свойства почв и на урожай сельскохозяйственных культур в условиях вегетационно-по-левых опытов на двух контрастных по содержанию и составу гумуса типах почв (дерново-подзолистые • среднесугли-нистые — диапазон содержания гумуса 1,6—3,1 % и выщелоченные тяжелоруглинистые черноземы—диапазон содержания гумуса 3,5—5,5.%).

Практическая значимость работы заключается в возможности использования ее результатов при разработке мероприятий по оптимизации гумусового состояния дерново-подзолистых почв и выщелоченных черноземов. Показано, что при проведении работ по планировке полей учхоза ТСХЛ им М. И. Калинина Тамбовской области возможно использование для заравнивания блюдцеобразных понижений верхнего • 15—20 см слоя выщелоченного чернозема без существенного снижения его плодородия.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены на научных конференциях Московской сельскохозяйственной академии 31м. К. Л. Тимирязева 1983 м 1984 годов и на конференции молодых ученых Всесоюзного института удобрений и агропочвоведения им. Д. Н. Прянишникова 1984 года.

Публикация работы. Основные результаты исследований опубликованы в 4 статьях.

Объем работы. Диссертационная работа"состоит из вве-

• 2 ' ' «•, ":

г

дения, 5"глзв, выводов-и рекомендаций производству. Работа изложена на 145 страницах машинописного текста, имеется 33 таблицы и 12 рисунков. Список литературы включает 258 наименований, из них 41 на иностранных языках.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Для закладки вегетациоино-полевых опытов использовали образцы почв, различающиеся только по содержанию гумуса и свойствам, определяемым его содержанием, при максимально возможном равенстве остальных свойств. Такие образцы дерново-подзолистых почв получали путем смешивания в определенных соотношениях масс пахотных горизонтов генетически однородных освоенной дерново-подзолистой почвы и средне- и сильноокультуренных дерново-подзолистых почв бывшего в прошлом (20 лет назад) огородного участка.

Почвы взяты на территории Центральной опытной станции ВИУА в Барыбино Московской области. Расстояние между участками, на которых брали почвы-для опыта, 70 — 100 м. В последние 15—20 лет сельскохозяйственное использование этих участков было примерно одинаковым.

Всего в опыте было 4 варианта почв, которые характеризовались одинаковым минералогическим, механическим (среднесутлинистые) составом и разным содержанием гумуса— соответственно 1,6; 1,9; 2,5; 3,1%. Генетическая однородность сравниваемых почв подтверждается одинаковым морфологическим строением, механическим составом и данными микроморфологнческих исследований. Опыт заложен в сосудах без дна размером' 40X40X40 см, вкопанных в почву. В сосуды насыпали по 20 кг покровного суглинка, затем по 50 кг приготовленных почв. Осенью 1982 года были проведены известкование по полной норме гидролитической кислотности и уравнительный посев озимой ржи.

В 1983 году опыт проводился по следующей схеме, (здесь и ниже дозы навоза и растительных остатков выражены в пересчете на сухое вещество): 1 — Контроль — 4 варианта почв с разным содержанием гумуса, без удобрений; 2—1 варианта почв с разным содержанием гумуса'-Ь минеральные удобрения (иитроаммофос+калийная соль) из расчета 120.М 120Р 120К; 3—120М 120Р 120К4-навоз 4 т/га; 4 — 120М 120Р-120К+навоз 8 т/га; 5—120Ы 120Р 120К+зеле-ная масса озимой ржи 8 т/га. В 1983 году высевали ячмень на зерно. Все удобрения вносили весной, перед посевом.

В 1984 году схема опыта была изменена, следующим образом: 1 — Контроль —4 варианта почв с разным содержанием гумуса, без удобрений; 2 — 4 варианта почз с разным

содержанием гумуса+90Ы 90Р 90К; 3 —90N 90Р 90К+ + навоз 4 т/га; 4 — навоз 8 т/га; 5 — солома ячменя 8 т/га. В 1984 году возделывали горох на зеленую массы, а после его уборки горчицу белую на зеленую массу. Все удобрения вносили только весной, перед посевом гороха. На варианте 3 после уборки гороха посеяна смесь клевера и тимофеевки.

Схема опыта в 1985 году: 1 — Контроль — 4 варианта •поча с разным содержанием' гумуса, без удобрений; 2 — 4 варианта почв с разным содержанием гумуса + 90Ы 90Р 90К; 3 — многолетние травы 1-го года пользования (без удобрений); 4 — навоз 8 т/га; 5—зелена я масса горчицы 8 т/га (с осени). В 1985 году возделывали ячмень на зерно.

Повторность опыта 4-кратная, всего в опыте 80 сосудов.

Опыт с черноземными почвами был заложен в 1982'году на'опытном поле учхоза ТСХЛ им. М. И. Калинина Мичуринского района Тамбовской области. Почву — выщелоченный тяжелосуглшшстый чернозем — отбирали из гумусового горизонта одного разреза с различной глубины. Прс-ле ее смешивания в определенных соотношениях получили 3 варианта почв с содержанием гумуса 3,5; 4,5; 5,5%. При этом данные механического анализа и микроморфологических исследований подтвердили однородность полученных образцов. Опыт с черноземными почвами закладывался в такие же сосуды и таким же образом, как и опыт с дерново-подзолистыми почвами. Осенью 1982 года проведен уравнительный посев озимой пшеницы.

В 1983 году опыт проводился по следующей схеме: 1 — Контроль — 3 варианта почв с разным содержанием гумуса, без удобрений; 2 — 3 варианта почв с разным содержанием гумуса+минеральные удобрения (нитроаммофос+ка-лийиая соль) 90N 90Р 90К; 3 — 90N 90Р 90К+навоз 5 т/га; 4—90N 90Р 9QK+навоз 4 т/га; 5 — 90N 90Р 90К+навоз 8 т/га; 6 — 30N ЗОР ЗОК; .7—12ON 120Р 120К; 8 — 90N 90Р 90К+зеленая масса озимой пшеницы 4 т/га; 8 — 90N 90Р 90К+зеленая масса озимой пшеницы 8 т/га.. В 1983 году возделывали ячмень на зерно, все удобрения вносили весной, перед посевом.

В 1984 году'схема была изменена следующим образом: 1 — Контроль (3 варианта почв с разным содержанием гумуса, без удобрений); 2 — 3 варианта почв с разным содержанием гумуса+навоз 4 т/га; 3 — навоз 8 т/га; 4 — 90N 90Р 90К+навоз 4 т/га; 5 —90N 90Р 90К+навоз 8 т/га; 6 — контроль II, без удобрений; .7 — Известь 3 т/га; 8 — 90N 90Р 90К; 9—90N 90Р 90К+солома ячменя 8 т/га. В 1984 году высевали горох на зеленую массу, а после его уборки горчицу белую. на зеленую массу. Все удобрения вносили

только перед посевом гороха, (навоз, солома и известь — с осени). После уборки гороха:на вариантах 4, 5, 6 была посеяна смесь клевера и тимофеевки.

Схема опыта, в 1985 году: 1 —Контроль (3 варианта п'очв с разным содержанием гумуса, без удобрений); ' 2— навоз 4 т/га; 3 —навоз 8 т/га; 4, 5, б —многолетние травы 1-го года ■пользования; 7 — известкованный в 1984 году контроль; 8 — 90N 90Р 90К; 9— зеленая масса горчицы 8 т/га. В 1985 году возделывали ячмень на зерно. Навоз и растительные остатки вносили с осени, NPK — весной перед посевом.

Повторность опыта 4-кратная,, общее количество сосудов в опыте —108.

Изучение свойств почв в полевых и лабораторных условиях проводили общепринятыми методами^ Основная часть анализов выполнялась в образцах почв, отобранных в мае 1983 года.. Определение элементов 'питания, агрегатного и микроагрегатного составов, биологических свойств было проведено в образцах, отобранных летом 1984 года. В начале и в конце вегетационных периодов 1983—1985 годов определяли- плотность и влажность почв, а также величину окислительно-восстановительного потенциала (кроме 1983 года). Анализы выполняли в 3—4-кратной повторностн. Возделываемые на опытах в течение 3-х лет культуры высевались в сосудах рядками с шириной междурядий 10 см. После всходов количество растений ячменя' доводили до 80, гороха до 25, а горчицы белой до 50 штук на сосуд. Приблизительно через месяц после ■ появления всходов количество растений в сосудах выравнивали еще раз. Часть результатов анализов, а также результаты. учета урожая обрабатывали методом дисперсионного анализа.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ

1. Влияние содержания гумуса на свойства дерново-подзолистых почв

В образцах дерново-подзолистых почв, отобранных' из разных вариантов вегетационно-полевого опыта, были определены их физические, водио-физические,' физико-химические, агрохимические, биологические свойства и некоторые режимы. Генетическая однородность почв, использованных нами для закладки вегетационно-полевых опытов, позволяет предположить, что наблюдаемые различия в свойствах этих почв обусловлены влиянием разного уровня их гумусированности. В таблице 1 представлены результаты определения некоторых из исследованных нами свойств

Таблица!

Свойства дерново-подзолистых почв, в вариантах с разным содержанием гумуса (в числителе—контроль, в знаменателе — ЫРК+навоз 8 т/га)

Содержание гумуса, %

Свойства почв .1,6 1.9 2,5 3,1 HCPcs

Общая удельная, .поверхность, 94,9 101,4 104.5 М2Л 52

— — — ' —

Плотности г/см3 ........ 1.29 1.23 1,22 1.17 0,04

1,31 1,23 1,24 1,21.

Плотность твердой фазы. . . . 2.81 2.74 2.75 2.71 , недост.

2,761 2.73 2,72 2,69

Общая пористость,, % . . . . 54.9 55,1 55,6 56.8

52,4 54,9 54,4 . 55,5 ,

Капиллярная вдагоемкость, % _ . 23,1. 22.9 23 Л • 22,3 недост.

22,4 22,1 22,5 24J¡

Максимальная гигроскопическая влажность, % . . ^ . . . . .5.0 5,1 4,3 ■ 4,7 недост.

5.1 4,9 , 4,7 4,7

Гидролитическая кислотность, 2.4 3.9 3,2 2.6 недост.

мг-экв/100 г. 3,3 3,4 3,1 , 2,9

Сумма обменных оснований, 15.9 16.4 17.5 18.4 2,4

мг-экв/100 г . . ....... 14,1 16,5 17,0 17,6

Обменный КгО по Масловой, мг 6.» 10.9 18J5 17.9 • 1.9

на 100 г . ,....... . . 11Л 12,4 ■м,н 1«,1

Подвижный Р2О5 по Кирсанову, 12 24 36 35 6,0 1

мг на 100 г . ........ 1» ж 40

МОъ.мг на 100 г *. . . . . 0,7. 0,7 0.9. 1,1

1,2 1,1 1,6 1.4

5.2 . 5.2 5.4- 5.4 недост.

5,3 5,1 5,4 5,3

* МОз определяли ионоселективным электродом.

почв. С увеличением содержания гумуса по вариантам-опыта отмечается достоверный рост величины обшей 'удельной поверхности. Разница в этой величине между крайними вариантами по содержанию гумуса достигает 17,6 м2/г. В условиях опыта при увеличении содержания гумуса наблюдалась тенденция уменьшения плотности твердой фазы (примерно' на 0,1), однако это уменьшение недостоверно. Увеличение содержания гумуса в почвах опыта на 1,5% сопровождалось достоверным снижением плотности почв приблизительно на 0,1 г/см3: Следует - отметить заметно бо-6

лее высокую плотность почвы варианта с минимальным содержанием гумуса (1,6%) по сравнению с тремя остальными вариантами. Разница в плотности между последними в основном недостоверна. Общая пористость почв при росте их гумусированностн от 1,6 до 3,1% увеличивалась на 2— 3%., Увеличение содержания гумуса на 1,5% не вызвало достоверного изменения величин капиллярной влагоем-кости и максимальной гигроскопической влажности почв. В исследуемых дерново-подзолистых почвах сумма ■ поглощенных оснований с ростом гумусированностн последовательно увеличивалась. Разница в величине суммы обменных оснований .между крайними вариантами опыта достигала 2,5—3,5 мг-экв/100 г почвы. В то же время величина гидролитической кислотности почв проявляет некоторую. тенденцию к уменьшению при росте содержания гумуса, однако наблюдаемые различия между вариантами опыта несущественны. Колебания величины рН водной суспензии в почвах опыта с разным содержанием гумуса недостоверны.

Содержание обменного калия в исследуемых почвах увеличивается с ростом гумусированностн. В варианте без внесения удобрений содержание обменного калия при уровнях содержания гумуса 2,5 и 3,1% почти в 3 раза превышает содержание обменного калия в почве с уровнем гумусированностн 1,6%/ Совместное внесение минеральных удобрений и навоза вызвалр повышение содержания обменного калия во всех, вариантах опита, однако, достоверным это' повышение оказалось только в варианте с наименьшим содержанием гумуса (1,6%). Почвы вариантов с содержанием гумуса 2,5 и 3,1% характеризовались также очень высоким и примерно равным содержанием подвижных фосфатов. По этому показателю они значительно превосходили почвы вариантов с содержанием гумуса 1,9 и 1,6%. Применение минеральных удобрений и навоза вызвало достоверное увеличение содержания подвижных фосфатов только в варианте с содержанием гумуса 1,6%.. Имеющиеся между вариантами опыта различия по содержанию нитратов, в почвах недостоверны.

Почвы опыта с разным содержанием гумуса характеризовались примерно одинаковым агрегатным составом. Распределение по фракциям агрегатов, выделенных методом сухого просеивания, по вариантам опыта изменялось незначительно. Из результатов мокрого просеивания можно сделать вывод о низкой водопрочности агрегатов всех исследуемых почв. В наиболее гумуснрованной почве (3,1%) содержание водопрочных агрегатов фракций 1—0,5 и 0,5— 0,25 мм заметно выше по сравнению с .тремя другими вариантами. По своему микроагрегатному составу почвы опы-

та также очень близки. Доля : наиболее ценных в агрономическом отношении1 микроагрегатов — фракции 0,25—0,01. мм во всех исследуемых в опыте вариантах почв с разным содержанием гумуса приблизительно одинакова и изменяется в пределах 70—75% от массы сухой почвы.

Различия в составе гумуса почв опыта не слишком значительны, что объясняется, очевидно, выравниванием состава гумуса при смешивании исходных почв для вегетаци-онно-полевого опыта. В вариантах с содержанием гумуса 1,9; 2,5; 3,1% отношение СГк<Сфк равняется 0,9, а в варианте с содержанием гумуса 1,6% —0,8.

• Определение окислительно-восстановительного потенциала в почвах опыта показало, что при всех вариантах удобрения разные уровни содержания гумуса не оказали достоверного влияния на величину ОВП.

В большей части вариантов опыта не отмечено заметного влияния содержания гумуса на численность микроорга-. иизмов, определяемых на мясо-пелтонном, крахмало-амми-* ачном и нитритном агарах,.а также на среде Чапека— Док-са. Численность микрофауны групп Gamasoidea, Oribatei и Collembola с увеличением содержания гумуса несколько повышалась.

2. Влияние содержания гумуса на свойства черноземных почв v

t

В образцах- черноземных почв,, отобранных из разных вариантов вегетационно-полевого. опыта, также были определены их физические, водно-физические, физико-химические, агрохимические, биологические свойства и некоторые режимы. В таблице 2 представлены результаты определения некоторых свойств. При увеличении содержания гумуса по вариантам опыта наблюдалось достоверное увеличение величины общей удельной поверхности. С ростом содержания гумуса на 1 % обшая удельная поверхность увеличивалась на 6—8 мг/г. При изменении содержания гумуса в почвах опыта не отмечалось существенных изменений таких (показателей, как плотность твердой фазы, плотность, общая пористость, капиллярная влагоемкость и максимальная гигроскопическая влажность. Наблюдаемые колебания этих свойств незначительны и находятся в пределах ошибки методов определения.

В почвах опыта с увеличением содержания гумуса наблюдался последовательный рост суммы обменных оснований,. однако t достоверные различия в величине суммы обменных оснований имелись только между крайними вариантами: опыта (разница в: содержании гумуса : между ними 8 - «

Таблица 2

Свойства выщелоченных черноземов. в вариантах с разным содержанием гумуса-

(числитель— контроль; знаменатель — NРК + навоз 8 т/га)

Свойства почз Варианты jjo содержанию гумуса, % HCPoä

3.5 4Л 5,5

Общая удельная поверхность, 212,5 220.6 226.6 7,9

М2/Г • « « « •*-* — — —

Плотность, г/см3 . . ... . . . • 0.96 1,02 0.99 мед ост.

О,У« 0.ÍW 0,97

Плотность твердой фазы . 2,60 2,60 , 2.53 недост.

2,58 2.61: 2М

Общая пористость, • % .... 63.1 60.8 61.6 недост.

62,0 62,5 63,0

Капиллярная влагоемкость, • % . . 32.7 32.1 33.4. недост.

3.5,3 33„2 Mfi

Максимальная гигроскопическая 92: 9.0 8j8 недост.

влажность, %....... 9,0 »,9 8.7

Гидролитическая кислотнос'ть, 5.8 6.3 7,6 1.3

мг-экв на 100 г почвы . . . iö 6.7 6,2 .

Сумма обменных оснований 31.5 32,6 35.7 3,3

мгчэкв на 100 г почвы . . 31,У 33,1 35,5

Обменный КгО по Масловой, мг И 13 16 • 1.0

на 100 г почвы ....... 15 .15 W

Подвижный PjOs по Чириков}, мг на 100 г почвы . . ... 11 12 17 2.0

12 13 16

КОз *, мг на 100 г почвы . . . 0,6 0.9 1,0 недост.

0.» 1,0 1Д

pH- водной суспензии .. , - - . 6,1 5.9 6.0 недост.

6,2 5,9 ' 6,1

• N03 определяли ионоседективным электродом.

составляла" 2%). Величина гидролитической кислотности также повышалась при увеличении содержания гумуса. При этом только вариант с содержанием гумуса 3,5% достоверно отличался по этому показателю от двух других вариантов, разница между которыми была незначительной.

Изменения величины рН водной суспензии по вариантам опыта с разным- содержанием гумуса были недостоверны-Почвы опыта характеризовались средним содержанием обменного калия. При этом в варианте с содержанием гу-

Э

■муса 5,5% почва обладала большей обеспеченностью обменным калием, чем почвы вариантов с более низкой гу-мусированностью.

Обеспеченность доступными фосфатами почвы с содержанием гумуса 5,5% заметно выше, чем почв с содержанием гумуса 4,5 и 3,5%.

Следует отметить тенденцию к увеличению содержания азота нитратов в почвах опыта при повышении содержания гумуса. . .

Агрегатный состав почв мало различался но вариантам опыта с разным содержанием гумуса.. Доля агрегатов размером 3—2 мм, 2—1 мм-и 1—0,5 мм несколько увеличивалась с ростом содержания гумуса. .Процент агрегатов размером 0,5—0,25 мм с увеличением гумусированности почв заметно снижался. Почвы опыта. при всех уровнях содержания обладают низкой водопрочностью агрегатов.

Различия между вариантами опыта по микроагрегатному составу почв незначительны. ' Процент микроагрегатов фракций 0,01—0,005 и 0,005—0,001 мм заметно увеличивался с ростом гумусированности почв. Количество наиболее агрономически ценных микроагрегатов в почвах опыта было примерно равным (47,2—50,6%).

Исследуемые почвы обладали сходным фракционным составом гумуса, хотя между ними и имелись определенные различия по этому показателю: Суммарное количество гумусовых кислот, извлекаемых из почв опыта лри данном методе определения, значительно -увеличивалось с ростом гумусированности почв (от 44,4% в варианте с содержанием гумуса 3,5% до 67,5% в варианте, с. содержанием гумуса 5,5%). Отношение C,JСФк в вариантах с 3,5 и 4,5% гумуса составляет 2,0, а в варианте с.5,5% гумуса—2,3!

; В почвах опыта не отмечено существенного влияния разных уровней гумусированности почв, на величину окислительно-восстановительного потенциала во всех вариантах.

. Численность микрофлоры в почвах опыта несколько возрастала при увеличении содержания гумуса в августовский срок определения. Для майского срока определения такой •зависимости не установлено. Численность микрофауны всех изучаемых групп с повышением гумусированности почв опыта заметно возрастала.

3. Влияние уровня гумусированности почв ОПЫТОВ : на; урожайность сельскохозяйственных культур

Урожай полевых культур является функцией не только почвенного плодородия, но и многих других переменных — климата, растения, деятельности человеками времени. Одна-10

ко при прочих равных условиях урожай может служить .универсальным критерием плодородия почв.

Изучение влияния уровня гумусированности почв на, урожай проводилось как в неудобренных вариантах, так и при внесении минеральных и органических удобрений.

В таблице 3 представлены данные по урожайности ячменя, гороха, "горчицы белой по вариантам опыта с дерно-

ТаблицаЗ Урожайность сельскохозяйственных культур (г/сосуд)

в вегетационно-полевом опыте с дерново-подзолистыми почвами в 1983—1985 годах

Культура Варианты по содержанию гумуса, V \ НСРо5

1,6 " 1,9 2.5 3,1'

Ячмень, зерно -Горох, зеленая масса • Горчиаа, зелена» масса Ячмень, зерно

Ячмень

Горох

Горчица

Ячмень

Ячмень-Горох

Ячмень Горох Горчица Ячмень:

Ячмень Горох Горчица Ячмень

Ш

IV— NPK+навоз 3 т/га *.

58,7 575,1

45,0

58,8 578.6 251,842,2

61,6 553,0 252,1. . 41.4

61,а

• 571,9 . 254,$ 44,8

V —'NPK + растительные остатки >8т/га*

60,0 йзз.з

237,5 33,8

61,6 531,3 238,3 35,4

61.4 533,7 241,2 • зе,4

62,4 543,6 240,4 36,7

I—J контроль /

28 3 37,4 39,7 37,1 2,7

4.86,9 505,3 517,7 536,4 14j6

196,8 212,4 219,8 224.6,- 6,9

27,1 - 26,4 31,6 : 32,5 недост.

II - NI P К • ■

68,0 65.4 ' 69.6 74,1 недост.

593,1 , 595.8 603,2 59(7,6 кедост.

276,4 280,3 279.2. .282,7 кедост.

57,9 57,6 58,9 58,6 недост.

— МРК+навоз 4 т/га

55,5 55,5 ■64.6 64,0 . недост.

625,8 621,0 627,6- 625,2 недост.

недост.

13.8 недост. недост.

недост. недост. кедост. недост.

* В 1984 и 1985 годах — без NPK.

'Ячмень в 1983 л = Ш85 гг., горох, в 1984 г, горчица в 1984 г. после уборки гороха. . ...

lib .

во-подзолнстыми почвами в 1983—1985-годах (средние арифметические из 4-х повторностей). Данные таблицы 3 показывают, что воздействие содержания гумуса на величину урожая изучаемых в опыте культур проявилось достоверно только в вариантах:без внесения удобрений. Уровень гумусированности в вариантах с внесением минеральных, удобрений, навоза и растительных остатков ' не оказал существенного влияния на урожайность всех испытуемых культур. Этот факт позволяет предположить, что воздействие содержания гумуса в почвах опытов на урожай сельскохозяйственных растений в основном обусловлено более

Таблица 4 Урожайность сельскохозяйственных культур (г/сосуд) в вегетационно-полевом опыте с выщелоченными черноземами в 1983—1985 годах ,

Культура Варианты по содержанию-гумуса, % НСРМ

3,5 4,5 5,5

1 2 3 4 б

Ячмень, зерно . . . . Горох, зеленая масса . . Горчица, зеленая масса . Ячмень, зерно . . . .

I — Контроль

30,4

458,4 (307Л 29,1

32,5 473,8 318,4 305

36,0 519,4 3(25,2 31,3

И —13S3 г. —,\'РК; 1934, 1965 гг. — навоа 4 т/га

Ячмень Горох Горчица Ячмень

65,3 ■ 501,7 318,9 38,9

66.9 523,6 334,0 39,7

67,5 543,5 . 034.4 40,5

14.4

11.5 0,8

недост. 29.6 16,0 недост.

Ill — 19ЯЗ г. —NPK+навоз 5 т/га;, 19S4, 1985 —навоз 8 т/га;

Ячмень . Горох Горчица Ячмень

Ячмень Горох,.

67,0 566,8 345.31 49,7

6ЗД 580,2 361,250,5

66,7 598,5 367Д 50.6

IV —1983, 1034 гг. — \РК+навоз 4 т/га

65,8 617,3

66,2 603,9

66.4 635,9

V—19S3, 1934 гг. — NPK+навоз 8 т/га

Ячмень • Горох

67.0 645,4

67,7

6444

60,3 659,7

недост. 33.4 16,3 недост.

недост. 19,2

недост. недост.

Продолжение таблицы 4

.1 3 4 /

VI— 1933 г. — '/зМРК; 1934 г. —контроль II

Ячмень Горох • • .......; 42.2 44.7,0 ' 44.6 I 469,3' ; •46,1 I 512,5 2,4 27,4

V,II —1983 г. — V»NPK; 1984, 198G гг. —СаСОа 3 т/га

Ячмень Горох Горчица Ячмень ........ • • 76.3 497Л 313.6 23,0 76.2 507.3 321,7 . 28,8 76.3 535.3 329,7 29,8 нелосг. 21,9 11,5 1,4

VIII— 1983 г.— N.PK+растительные остатки 4 т/га; 1984, 1985 гг.— NPK

Ячмень Горох Горчица Ячмень . ... У.... . 63.5 059,4 58*5 62,6 617,1 «57,2 ' 58,7 63,4 619,9 361,1 . 58^7" недост. недост. недост. недост.

62,4 62,6 63,5 недост.

627,0 632,9 633.0 недост.

377,4 377.9 364,6 недост.

59.7 61,4 61,0 недост.

¿X—1983, 1984 гг. — КРК+ растительные остатки 8 т/га;. . 1985 — без КРК

Ячмень Горох Горчица Ячмень

,Ячмень в 1983 и, 1985 гг.» горох в 19в4 г., горчнца в 1984 г..после уборки гороха. .•

высокой обеспеченностью растений элементами минерального питания в вариантах с более высоким содержанием гумуса. Данное предположение подтверждается также результатами изучения свойств почв опыта.

В таблице 4 представлены данные по урожайности ячменя, гороха и горчицы белой по вариантам опыта с выщелоченными черноземами в 1983—1985. годах (средние арифметические из 4-х повгорностен)..

Из данных таблицы 4 видно, что влияние содержания -гумуса, на урожай испытуемых культур достоверно проявилось только в варианте без внесения удобрений, а также в вариантах с низкими дозами удобрений. При внесении значительных доз удобрений воздействие уровня гумусирован-ностн почв на величину урожая было недостоверным.

Общие выводы

В условиях трехлетних вегетациоино-полевых опытов проведены исследования связен между уровнем гумусиро-ванности и физическими, водно-физическими, физико-химическими, агрохимическими, биологическими свойствами дерново-подзолистых среднесуглинистых- и выщелоченных черноземных тяжелосуглинистых почв, а также урожаями ячменя, гороха и горчицы белой.

1. В среднесуглинистых дерново-подзолистых почвах при повышении содержания гумуса от 1,6% до 3,1% установлено 'достоверное увеличение общей удельной поверхности на 15—18 м2/г, емкости поглощения на 2,5—3,5 мг-экв на 100 г почвы, достоверное снижение-плотности почв на 0,07— 0,10 г/см3 и тенденция к снижению плотности твердой фазы и гидролитической кислотности.

2. Для дерново-подзолистых почв но обнаружено достоверной зависимости между уровнем гумусированности (в диапазоне 1,6—3,1%) и агрегатным И микроэгрегатным составом, а также следующими свойствами: полевой влажностью, капиллярной влагоемкостью, максимальной гигроскопической влажностью, величинами рН водной суспензии и окислительно-восстановительного потенциала.

3. В тяжелосуглинистых выщелоченных черноземах при увеличении содержания гумуса от 3,5% до 5,5% наблюдалось достоверное' повышение общей' удельной ' поверхности на 14 м2/г, емкости поглощения катионов на 5-НЗ мг-экв на 100 г почвы, суммы обменных оснований на 3,5—4,0 мг-экв на 100 г почвы и гидролитической кислотности на. 1,5— 2,0 мг-экв иа 100 г почвы.

4. Для черноземных почв не установлена существенная связь между содержанием гумуса (в диапазоне 3,5—5,5%) 'и агрегатным и микроэгрегатным составом, а также следующими свойствами: плотностью твердой фазы, плотностью, полевой влажностью, »капиллярной влагоемкостью, максимальной гигроскопической влажностью и величинами рН водной суспензии и окислительно-восстановительного потен- • циала.

5. При увеличении содержания гумуса как в дерново-подзолистых, так и в черноземных почвах отмечалось значительное повышение содержания обменного калия, подвижных форм фосфора, а также кальция, меди и цинка.

6. С увеличением содержания гумуса в дерново-подзолистых и черноземных почвах возрастала численность' микрофауны, в обоих опытах не установлено существенной зависимости численности микрофлоры' от содержания гумуса.

7. С4 увеличением содержания гумуса в почвах обоих 14' \

опытов урожайность ячменя, гороха, горчицы белой достоверно повышалась только в контрольных вариантах — без удобрений и в вариантах с низкими дозами удобрений. В вариантах с минеральными и органическими .удобрениями не 'получено достоверных различий урожаев всех испытуемых культур в зависимости от содержания гумуса. . ' 8. Высокая и примерно равная эффективность органических и минеральных удобрений как в вариантах с низким, так и с высоким содержанием гумуса (в исследуемых диапазонах) свидетельствует о том, что «критическое» значение содержания гумуса находится вне исследуемых диапазонов, то есть для изучаемых дсрново-сюдзолистых почв ниже 1,6%, а для черноземных почв ниже 3,5%. Для более точного определения «критического» содержания необходи-•' мы дополнительные исследования, в которых имелись бы варизнты с более низким содержанием гумуса в почвах..,

9. Установлено значительно более эффективное влияние свежих органических веществ (навоз, растительные остат-• кл) по сравнению*с собственно гумусовыми веществами на урожай испытуемых культур как Для дерново-подзолистых почв, так и для черноземов.,

Практические рекомендации

1. При расчете -норм внесения органических "удобрений-целесообразно учитывать содержание свежих органических веществ, в почвах, независимо от общего содержания гуму- _ са (при его содержании для дерново-подзолистых средне-суглинистых почв выше 1,6%, а для выщелоченных тяжелосуглинистых черноземов выше 3,5%).

2. Примерно равные (при внесении удобрений) урожаи сельскохозяйственных культур в вариантах опыта с выщелоченным черноземом разного уровня гумусированности дают основание считать, что при выравнивании западин на полях учхоза ТСХА имени М: И. Калинина Тамбовской области снятие верхнего 15—20-саитиметрового слоя прилегающих к западинам выщелоченных черноземов не приве- . дет к существенному снижению их плодородия.

Список опубликованных работ по материалам диссертации: ' -

1. Борисов Б. А., Ганжара Н. Ф. Влияние содержания гумуса на свойства черноземных почв.—:В сб.: Современные процессы почвообразования и их регулирование в ус-' ловиях интенсивных систем земледелия. М., 1985, с. 8—11.

2. Ганжара Н.. Ф., Борисов Б. А. Влияние содержания

гумуса в дерново-подзолистых почвах на их свойства и-урожайность сельскохозяйственных культур.—Известия ТСХА, 1985, вып. 2, с. 53—59.

3. Ганжара Н. Ф., Борисов Б. А. Роль гумуса в плодородии дерново-подзолистых и черноземных почв: Тезисы краевой научно-практической конференции «Повышение эффективности использования мелиорированных земель». Красноярск, 1985, с. 39—40.

4. Ганжара Н. Ф., Борисов Б. А. Зависимость свойств дерново-подзолистых почв и урожая от уровня их гумуси-рованности. — М., 1985. — 7 с. — В сб.: Труды конференции молодых ученых. ТСХА МСХ СССР. Деп. во ВНИИТЭИСХ 17 апр. 1985 г., № 200/21—85 Деп. •

Л-60842 27/11-86 г. Объем .1 п. л. Заказ 550. Тираж 100

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

\

Бесплатно