Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВОСПРОИЗВОДСТВО ПЛОДОРОДИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ УДОБРЕНИЙ, ИЗВЕСТКОВАНИЯ И СЕВООБОРОТА.

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "ВОСПРОИЗВОДСТВО ПЛОДОРОДИЯ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ УДОБРЕНИЙ, ИЗВЕСТКОВАНИЯ И СЕВООБОРОТА."

зизз

На правах рукописи

АЛФЕРОВ Алексей Анатольевич

ВОСПРОИЗВОДСТВО ПЛОДОРОДИЯ ДЕРНОВО - подзолистой ПОЧВЫ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ УДОБРЕНИЙ, ИЗВЕСТКОВАНИЯ И СЕВООБОРОТА

Специальность Об. 01.01 - общее земледелие

Автореферат диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва 1999

^СО/Ъ'нЬ^ - УГЪ;,..¿Г

го г // '

Работа выполнена на кафедре земледелия и методики опытного дела Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — кандидат сельскохозяйственных наук, профессор А. Ф. Сафонов.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Ю П Жуков, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник В. М. Лапочкин .

Ведущее предприятие — Центральный институт агрохимического обслуживания сельского хозяйства ( ЦИНАО ).

£9>:>

Защита диссертации состоится << у/- 2£2

1999 г. в >> час. на заседании специализированного совета

К 120.35.07 в Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва Н-550, Тимирязевская ул., 49. Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан «....» . . . 1999 г.

Ученый секретарь специализированного совета — кандидат сельскохозяйственных ^

наук Тазина Н. Г.

./ А ) •

.// С'

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В решении задач, поставленных перед сельским хозяйством, важное место принадлежит рациональному использованию почвенного плодородия, разработке приемов его сохранения и повышения.

В природных условиях имеет место ежегодное воспроизводство почвенного плодородия за счет стабильного поступления растительной биомассы в почву. При сельскохозяйственном использовании надземная часть растений отчуждается с поля и в почву поступают только растительные остатки.

В настоящее время интенсификация земледелия не обеспечивает необходимого роста рентабельности и чаще всего сопровождается нарушением охраны окружающей среды, высокими материальными затратами. Все это приводит к необходимости адекватной оценки как средств интенсификации и их применения, так и воздействия, которое они оказывают на плодородие почвы.

Научно обоснованное решение проблемы воспроизводства почвенного плодородия в адаптивно-ландшафтных системах земледелия возможно путем установления взаимосвязей между различными группами показателей ¿го составляющих, оценки действия на свойства почвы дозированного применения средств интенсификации с учетом региональных агроланд-шафтных условий.

Цель и задачи исследований. Основной целью настоящей работы являлась разработка технологических основ воспроизводства плодородия дерново-подзолитых легкосутинистых почв и установление количественных взаимосвязей между показателями плодородия почвы и урожаем сельскохозяйственных кулиур. Исходя из этого, в работе решались следующие задачи: ' ' ■-'■■. -V- ..'->:'■.'..■ •

1. Выявление роли культуры растений в воспроизводстве различных показателей плодородия почвы. '

2. Оценка действия удобрений и извести на воспроизводство и качество органического вещества, подвижных форм фосфора и калия, реакцию почвенной среда, целлюлозоразлагающую, структурообразующую способность почвы, численность нематод. '■.-'-*' • ■

3. Обоснование влияния севооборота на плодородие почвы и продуктивность полевых культур.

4. Установление взЬимосщ^>111)<^д^|^|^Ш4ЧШ

нАучная библиотека

Моск. с -.Д9МИИ

им. К. и. ¡р,^ Йнв. №¿1

ии показателями плодо-

родия почвы и урожайностью озимой ржи, ячменя, клевера и картофеля.

Научная новизна работы. 1. Проведена комплексная оценка влияния 86-летнего возделывания полевых культур в бессменных посевах и севообороте, применения удобрений и извести на плодородие дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы.

2. Выявлено, что полевые культуры на неудобренной почве не обеспечивают простого воспроизводства органического вещества почвы, а процессы минерализации и гумификации уравновешиваются под ними при разном его содержании. Применение NPK. раздельно и совместно с навозом способствуют расширенному воспроизводству органического вещества под клевером и озимой рожью, простому - под ячменем, а под картофелем его баланс остается дефицитным.

3. Доказана роль культур в формировании наиболее агрономически ценной структуры почвы.

4. Установлены корреляционные связи между содержанием органического вещества и структурой почвы, органическим веществом и численностью нематод, агрохимическим баллом плодородия почвы и урожайностью культур.

Практическая значимость работы. На основании результатов исследований выявлены и рекомендованы для разработки моделей адаптивно-ландшафтных систем земледелия Нечерноземной зоны закономерности изменения почвенного плодородия при применении удобрений, известкования и севооборота. Для расширенного воспроизводства плодородия дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы установлено наиболее целесообразное использование удобрений под различные культуры с учетом их продуктивности и экономической эффективности.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены на научных конференциях Московской сельскохозяйственной академии 10... 11 июня 1997г., 9... 10 июня 1998 г. и 8... 10 декабря 1998 г. По материалам диссертации опубликовано 3 печатных работы.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 216 страницах машинописного текста, состоит из 6 глав, выводов, списка использованной литературы ( 239 наименований, в том числе 31 иностранных ) и приложений.

Г МЕСТО, УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

Научные исследования были выполнены в 1996-1998 гг в длительном полевом опыте ТСХА. Почва опыта дерново-подзолистая, по гранулометрическому составу легкий крупнопылевато-песчаный суглинок.

В течение 86 лет схема опыта принципиально не изменялась. За исключением изменения доз удобрений и систем обработки почвы в соответствии с изменяющимися условиями сельскохозяйственного производства.

Для исследований нами были отобраны почвенные образцы со следующих полей д лительного опыта ТСХА: 1. Бессменно - пар, озимая рожь, ячмень, клевер и картофель^ 2. Севооборот - поле № 133.

Варианты удобрений: без удобрений, N, Р, К, NP, NK, PK, NPK, N PK.+навоз без извести и по известкованному фону. Образцы отбирались с глубины 0-20 см. Лабораторные и полевые исследования проводили по общепринятым методикам:

— содержание общего, щелочерастворимого и водорастворимого органического вещества - по И. В. Тюрину ( в модификации ЦИНАО ) с фотоко-лориметричесхим окончанием ( ГОСТ 26213 - 84 );

— подвижные формы фосфора и калия - по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО ( ГОСТ 26207 - 84 );

— гидролитическую кислотность - по Каппену рН-метрическим методом в модификации ЦИНАО (ОСТ 4648 - 76);

— определение реакции почвы - потенциометрическим методом в модификации ЦИНАО ( ОСТ 4649 - 76 );

— плотность почвы объемно-весовым методом;

— водопрочность почвенных агрегатов на приборе И. М. Бакшеева;

— целлюлозоразлагающую способность почвы — методом целлюлозных стандартов;

— содержание сапрофитных и фитотоксичных нематод стандартным модифицированным вороночным методом Декхера с экспозицией 72 часа.

Урожайность полевых культур учитывали сплошным методом!

Экспериментальный материал обрабатывали дисперсионным и корреляционным анализом по Б. А. Доспехову. , •

Метеорологические условия вегетационных периодов 1996... 1998 m отличались друг от друга. В 1996 году температура воздуха была выше

среднемноголетнего значения, а количество осадков только в июне превышало норму. 1997 год характеризовался пониженными температурами в начале и конце вегетации и повышенными - в середине. Количество осадков, за исключением июня, было меньше нормы. В 1998 году температура воздуха была выше среднемноголетнего значения в начале и ниже - в конце вегетации, а количество осадков превышало норму в течение всего периода вегетации.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Влияние длительного применения бессменных культур, севооборота, удобрений и известкования на органическое вещество и биологическую активность почвы.

Общее содержание органического вещества в почве, а также его качественное состояние широко варьирует в зависимости от способа содержания почвы и кулыуры (табл. 1). Парование дерново-подзолистой почвы в течение 86 лет обусловило снижение содержания гумуса. При этом темпы снижения гумусированности почвы со временем значительно замедляются. Стабилизация отмечается на уровне 0,48 С %.

По сравнению с бессменным паром в почве под культурами значительно выше общее содержание углерода в почве и его подвижных форм. Клевер, озимая рожь и ячмень способствовали сохранению органического вещества на уровне 0,98... 1,07 С%. В почве под картофелем содержание органического вещества на 35 % ниже, чем под культурами сплошного посева. При этом снижается содержание лабильной части органического вещества. Это объясняется более высокой минерализацией органического вещества в почве под ним.

В плодосменном севообороте гумусированность почвы ниже, чем под бессменными культурами сплошного посева, так как он включает пар и картофель, способствующие увеличению минерализации органического вещества.

Длительное применение удобрений привело к количественным и качественным изменениям органического вещества по вариантам опыта (табл. 2). Внесение отдельных элементов питания, а также двойного их сочетания оказывало несущественное влияние на содержание органического вещества. Это объясняется тем, что основным источником образования гумуса почвы в этих вариантах являются растительные остатки, масса которых

д

Таблица 1

Влияние длительного применения бессменных культур н севооборота на количествеш!ые и качественные изменении органического вещества почвы в слое 0...20 см, 1997г.

Способ возделывания хуяыур. - Общий _ углерод, С% ; Содержание углерода в вытяжке

Щелочной ■■ Водной

, . ыг/кг . %от ' С общ мг/кх %от С общ

Б«семснно: 1. Пар 0,48 " 1120,0 • 23,4 11,3 0,24

2. Озимая "рожь 1,04 ;; 2160,0 , 20,8 47,7 0,46

3. Ячмень ■ ; 0,98 л 2076,6 21,2 37,0 0,38

4. Клевер ' 1,07 2346,7 : 21,9 59,9 0,56 .

5. Картофель . 0,67 1453,3 21,7 30,1 0,45

Севооборот . 0,84 2103,3 25,0 ; 39,9 0,48

мало отличалась от контроля. Наибольший эффект от минеральных удобрений отмечался при тройном сочетании элементов питания растений. На ЫРК, по сравнению с вариантами без удобрений, содержание органического вещества выше на 0,24С%. Длительное унавоживание и КРК обеспечивают расширенное воспроизводство органического вещества почвы под клевером и озимой рожью, простое - под ячменем. Однако под картофелем балансорганического вещества складывается отрицательным.

. Лабильная часть органического вещества изменяется при внесении удобрений. При этом следует отметить, что содержание водорастворимого .органического вещества находится в тесной связи с общим углеродом. Коэффициент корреляции между ними составляет 0,84.

Щелочерастворимая фракция органического вещества при внесении удобрений составляет 14...25 % от общего его содержания. Применение РК, ИРК, извести й навоза снижает подвижность органического вещества в щелочной вытяжке. Это снижение обусловлено высокой величиной рНксь в этих вариантах. Коэффициент корреляции между кислотностью почвы (рНксх) и содержанием углерода щелочной вытяжки составляет -0,85, что свидетельствует о тесной связи.

Таблица 2

Влияние длительного применения удобрений на количественные и качественные изменения органического вещества почвы.

(Средние данные по всем культурам )

Общий Содержание углерода в вытяжке

Вариант удобрения углерод, Щелочной Водной

Совпь % иг/кг °/ь от Собш и г/кг 1 %отСовш

1. Без удобрений 0.92 2028.0 22.0 42.9 0.47

0,96 946,0 9,9 37,8 0,39

2.И 0.96 2347.0 24.9 44,2 0.46

059 1185,0 12,0 39,5 0,40

З.Р 0.90 1923.0 21.4 43.9 0.49

0,91 1021.0 11,2 37,5 0,41

4. К 0.87 1931.0 22,2 40.6 0.47

0.96 981,0 10.2 37.8 0.39

5. ЫР 0.96 2430.0 25.3 52.7 0.55

1.05 1153,0 11,0 41.1 0,39

б.:ык 1.06 2567.0 24.2 50.7 0.48

1,06 1199,0 11,3 41,9 0,40

7.РК 1.08 1900.0 17,6 51,8 0.48

1,02 1000,0 9,8 40.4 0,40

8.ЫРК 1.16 1927.0 16.2 59.7 0.51

1.19 1132,0 9,5 48,6 0,41

9.ЫРК + навоз 1.25 1802.0 14.4 67.8 0.54

1.26 929.0 7,4 57,0 0,45

Примечание: В числителе - без извести, в знаменателе - по извести.

Лабильная часть органического вещества почвы менее устойчива в течение вегетационного периода и подвержена изменению. Она возрастает к середине вегетации растений в следствие увеличения поступления свежего органического вещества и активизации деятельности микроорганизмов. Содержание водорастворимого углерода возрастает в 1,2 раза, шелоче-растворимого - в 2 раза.

Одним из показателей биологической активности почвы служит ее целлюлозоразлагающая способность. Она указывает на темпы превращения органических остатков в почве. Длительное парование дерново-подзолистой почвы без удобрений привело к резкому снижению целлюло-зоразлагающей способности и составило менее 10 % (табл. 3). Среди бессменных кулыур самое высокое разложение целлюлозы отмечено в почве под клевером. За вегетационный период здесь разлагалось более 50 %.

Таблица3

Действие длительного применения удобрений и севооборота на целлюлозо-

разлагающую способность почвы ( % разложившейся целлюлозы ). _ Средние данные за 1996 —1998 гг. __

Вариант удобрения Пар бессменно : Бессменные культуры Севооборот

- Озимая. рожь Ячмень Клевер Картофель

1. Без удобрений 9,6 20,5 19,0 56,7 29,7 23,5

2. Известь - 39,0 46,2 36,3 34,4 38,6

З.ОТК . 24,1 46,9 33,9 68,5 42,9 33,0

4. ИРК+ нзвесть - 33.6 . 55,7 37,7 48.3 49.5

5.МРК+ навоз 25,3 ' 41,2 33,7 69,6 40,5 44,5

6.Ш3К-*- нав.+ нзв. - 64,5 57,6 50,6 60,7 49,8

Активизация процессов разложения растительных остатков под многолетними травами обусловлена повышенной микробиологической деятельностью.

Более высокая целлюлозоразлагающая способность почвы под кар-■ тофелем по сравнению с зерновыми культурами объясняется рыхлым сложением пахотного слоя, которое достигается междурядными обработками. В плодосменном севообороте целлюлозоразлагающая способность почвы была на уровне вариантов бессменных посевов зерновых культур.

Внесение минеральных удобрений приводило к увеличению целлюло-зоразлагающей способности почвы по всем исследуемым культурам. Этот факт объясняется активизацией деятельности микроорганизмов и в первую очередь бактерий. ~ . ' ■ .

Влияние известкования почвы на разложение целлюлозы проявлялось в вариантах с бессменными ячменем, картофелем и в севообороте. Это связано с усилением активности разнообразных физиологических групп бактерий, участвующих на разных этапах разложения целлюлозы.

* Одним из показателей биологической активности почвы, влияющим как на ее фитосанитарное состояние, так и на процессы трансформации органических веществ в почве, является численность почвенных нематод различных трофических групп(тлблА). ; ~ >

- В почве длительного пара отмечались единичные особи нематод. Это обусловлено полным отсутствием свежих источников углеродного питания. При бессменном возделывании сельскохозяйственных культур численность почвенных нематод достигала 160...300 шт/100 г почвы. Среди них фитопа-разитические формы составляли около 11%. Различное количество нематод

Таблица 4

Действие длительного применения севооборота и удобрений на содержание нематод в дерново-подзолистой почве ( в числетгеле — фитоп ар азити ческих,

в знаменателе —сапрофитных ), шт1100 г почвы. _Средние данные за 1996 —1998 гг. _

Пар Бессменные культуры Севоо-

Вариант удобрения бессменно Озимая рожь Ячмень Клевер Картофель борот

1. Без удобрений 3 29 37 47 М 42

22 252 251 262 143 398

2. Известь - 38 44 38 20 40

- 238 318 253 140 396

3 ИРК. 10 34 37 48 73 57

37 333 244 341 294 555

4. КРК + известь - 37 Л. 73 45 62

- 342 304 360 315 429

5 ЫРК+навоз 3 41 56 46 78 54

60 437 347 500 434 526

б.ИРК + нав + изв - 50 69 25 100 53

- 431 355 435 323 526

в почве под культурами связано с содержанием органического вещества. Коэффициент корреляции между численностью нематод и органическим веществом почвы составил 0,85.

В севообороте возрастало количество сапрофитной педофауны, хотя численность фитопаразитов не увеличивалось. Таким образом, чередование полевых культур не способствует полному устранению фитопаразитов, но снижает их долю в общем комплексе педофауны.

Внесение минеральных и органических удобрений вызывало увеличение количества почвообитающих нематод. Наличие в основной массе нематод сапрофитов свидетельствует о том, что нематоды непосредственно участвуют в трансформации органического вещества почвы.

Водопрочность структуры и плотность почвы при длительном применении бессменных культур, севооборота и удобрений.

Структура почвы в значительной мере определяет плодородие. В процессе структурообразования принимают участие многие факторы, но первостепенное значение имеют органическое вещество и биологические процессы, протекающие в почве. Поэтому изменение структуры почвы связано с возделываемой культурой. Длительное время парующая почва содер-

в

Рис.1. Водопрочность почвенных агрегатов под бессменными культурами и в севообороте (без

Культуры

жит наименьшее количество водопрочных агрегатов (Рис. I.). Без удобрений лучшей структурой обладает почва под многолетними травами и озимой рожью. В севообороте содержание структурных комочков выше, чем под яровыми зерновыми и пропашными культурами, но ниже чем под многолетними травами и озимой рожью. Коэффициент корреляции между водопрочностью почвы и содержанием органического вещества составил 0,91.

Качественный состав почвенных агрегатов существенно различался под культурами. Водопрочные агрегаты в пару, под ячменем и картофелем имели размер менее I мм, а под озимой рожью и клевером агрегаты более I мм составляли не менее 50%.

Удобрения н известкование оказали незначительное влияние на изменение водопрочносга структуры почвы. Однако, навоз способствовал укрупнению структурных комочков.

Количество водопрочных агрегатов почвы г середине вегетации несколько увеличивалось за счет более крупной фракции. Однако к концу вегетационного периода водопрочность структуры почвы снижалась.

Максимальное значение коэффициента структурности (К) отмечается

в почве- под клевером - 1,25... 1,57. Под озимой рожью он составляет .1,17... 1,44, ячменем - 0,75... 1,21, картофелем - 0,69...0,87, в пару - 0.57...0.63. Минеральные удобрения способствуют повышению К в среднем на 0,1, а совместное внесение ЫРК и навоза - 0,2.

Плотность почвы под бессменными полевыми культурами без применения удобрений и извести к началу полевых работ устанавливается на уровне 1,30... 1,51 г/см3, а в бессменном пару - 1,60 г/см3. Равновесная плотность дерново-под золистой лепсосугаинистой почвы опыта составляет 1,55 г/см3. . . '

Известкование и минеральные удобрения оказывали незначительное влияние на изменение плотности почвы. Навоз способствовал не только снижению плотности почвы, но поддерживал ее оптимальный параметр в течение длительного периода времени. В течение вегетации плотность почвы под культурами увеличивалась. Поскольку плотность почвы является производной от структуры, то нами рассчитан коэффициент корреляции между этими показателями, который составил-0,83.

-...... Реакция почвенной среды и содержание подвижных форм фосфора

; ; и калия в почве бессменных культур и севооборота.. Исследования агрохимического состояния почвы показали неравноценное действие длительного возделывания сельскохозяйственных культур ■ без применения удобрений и известкования на кислотность и содержание подвижных форм фосфора и калия (табл. 5). Наиболее благоприятное влияние на реакцию почвенной среды оказывает озимая рожь. Величина рНш под озимой рожью была в среднем на 0,7 выше, чем под другими культура-

Систематическое внесение фосфорных удобрений понижает, почвенную кислотность на неизвесткованных делянках и увеличивает содержание Р2О5. Наибольшее количество Р2О5 содержалось в почве вариантов РК, ■ ИРК, ЫРК + навоз. : > ; : ; ; :

Применение калийных удобрений незначительно изменяло реакцию почвенной среды, но способствовало увеличению содержания КгО в почве до оптимального значения. : . - ,

. Азотные удобрения не оказывают влияния на количество подвижных форм фосфора и калия в почве. Однако длительное их применение на фоне . извести повышает кислотность почвенного раствора в среднем на 0,30 рН.

Содержание подвижных форм фосфора и калия в почве под бессменными

культурами при длительном применении удобрений и извести., мг/кгроч _Средние данные 1996-1998 гг._

Вариант удобрения Озимая рожь Ячмень Клевер Картофель

РзО$ КзО РЮ5 КзО РзО$ КзО РзО$ КзО

I. Без удобрений 83,0 52,8 57,8 59,8 30,6 38,0 144,3 48,5

2. Известь 76,0 51,3 65,1 53,8 19,6 32,0 105,0 51,7

3 N 92,8 41,2 78,0 51,0 31,8 34,0 127,5 49,7

4 N + известь 79,0 42.0 73,8 49,8 24,5 38,5 103,8 53,2

5. Р 170,5 147,5 222,5 89,2 158,5 41,5 176,3 79,3

6. Р+ известь 195,0 61.0 263,0 81,2 165.0 44,0 192,5 77,0

7. К 42,0 182,5 42,5 196,0 16,6 121,3 84,8 107,8

8 К+ известь 69,8 188,0 55,0 200,5 38,2 86,3 96,3 118,3

9. ИР 197,5 82,0 229,0 86,3 150,0 36,7 168,5 66,5

10 ИР ■*■ известь 183,0 45,5 247,8 72,3 154,0 35,0 187,2 50,5

И ИК 147,5 233,0 90,0 221,0 51,0 105,0 121,0 138,0

12 МК.+ известь 95,0 159,0 92,0 223,5 50,5 81,8 137,0 127,0

13. РК 323,0 311,8 274,3 291,5 244,7 89,5 283,8 122,2

14 РК + известь 287,5 269,0 311,3 285,3 2133 87,3 277,0 167,3

15 ЫРК 255,3 182,0 267,0 192,3 266,8 95,0 222,5 114,0

16 ОТК ■+■ известь 276.8 174,0 290,5 214,8 277.6 72,5 258,0 138,5

17. навоз 340,0 247,0 331,3 295,3 286,9 165,0 267,6 132,5

18 КРК + навоз ■+■ известь 331,5 265.0 363,0 283,8 267,5 147,0 323,0 181,0

Полное минеральное удобрение по сравнению с отдельными элементами питания растений наиболее значительно изменяло агрохимическое состояние почвы. С их применением возрастала величина рНы в среднем на 0,5 рН, содержание РгОз-на 78,2...258,0, а КлО - на 46,3— 161,5 мг/кг почвы.

Совместное применение минеральных и органических удобрений способствовало снижению почвенной кислотности на 0,64... 1,67 рН и повышению содержания подвижных форм фосфора и калия.

Периодическое известкование снижало кислотность почвы до 6,0...6,5 рН. При этом оно не влияло на изменение количества подвижных форм фосфора и калия.

В севообороте величина рНы , содержание подвижных форм фосфора н калия были ниже, чем в почве соответствующих вариантов под бессменными культурами за счет большего выноса элементов питания с урожаем.

и

Обобщенным показателем агрохимического состояния интенсивно используемой почвы по Б. А. Доспехову (1968) является агрохимический балл плодородия. Наибольшие его значения характерны для вариантов с озимой рожью. Немного меньше агрохимический балл плодородия почвы был под ячменем и клевером, самый низкий - под картофелем.

- По вариантам удобрений величина агрохимического балла возрастает, достигая наибольшей величины в варианте ЫРК + навоз + известь.:

Агрохимический балл плодородия почвы находится в корреляционной связи с продуктивностью сельскохозяйственных культур. Так. для озимой ржи коэффициент корреляции составил 0,67, для ячменя - 0,91, для клевера - 0,78. Для картофеля коэффициент корреляции был равен 0,46. Это указывает на то, что З'рожайность картофеля зависит не только от агрохимических свойств, но и от агрофизического состояния почвы. -

Урожайность полевых культур и экономическая эффективность длительного применения удобрений и севооборота. .

Продуктивность сельскохозяйственных культур более полно отражает эффективность почвенного плодородия при многолетних исследованиях, поэтому нами проанализирована урожайность за последние 20 лет.

Максимальное повышение урожая озимой ржи отмечается при возделывании ее в севообороте(табл. 6). В варианте без удобрений прибавка составила 12,2 ц/га. С внесением удобрений эффект от севооборота снижается.

Высокое стабильное повышение урожайности озимой ржи происходит при систематическом применении полного минерального удобрения и навоза (на 13,4 ц/га). Влияние отдельных элементов минерального питания существенно проявляется при двойном их сочетании. Озимая рожь наиболее отзывчива на внесение азотных удобрений и меньше на применение фос-форно-калийных.

Известкование не оказывает существенного влияния на урожайность озимой ржи. , ;

Продуктивность ячменя значительно варьирует от плодородия почвы. Оптимальные условия роста и развития создаются при внесении полного минерального удобрения и навоза. Прибавка урожая от их применения составляет 12,4...26,2 ц/га. Применение отдельных элементов минерального питания не повышает урожайность ячменя. Действие двойного их сочетания проявляется только на варианте РК. При внесении извести урожайность ячменя в севообороте возрастает на 3,2... 19,5 ц/га.

Урожайность полевых культур при длительном возделывании бессменно и в севообороте, применении удобрений и извести, у ¡га _Средние данные за 1978-1998 гг._

Вариант удобрения Бессменно Севооборот

Озимая рожь Ячмень Клевер Картофель Озимая рожь Яч-ыеяь Клевер Картофель

1. Без удобрен. 12,9 3,9 19,5 83,1 25,1 3,1 36,0 91,8

2. Известь 11,9 9,5 32,3 60,8 23,0 10,3 49,5 76,8

З.М 17,8 7,0 21,4 85,7 30,2 4,0 37,9 94,4

4. Н+известь 17,2 11,8 35,9 62,9 26,9 14,8 51,4 98,1

5. Р 14,0 7,9 26,3 85,7 27,5 4,7 44,0 116,6

б Р+известь 12,2 11,7 38,2 60,4 25,8 16,7 57,2 100,3

7. К 12,1 6,9 35.2 81,4 26,9 4,2 51,6 105,2

8 К+ известь 11,7 11,3 50,9 55,8 25,8 16,0 67,6 114,2

9 ИР 20,0 5,0 20,1 118,4 33,0 2,8 30,1 136,9

10ЛР+ известь 21,5 15,7 38,6 95,5 26,5 18,9 45,3 129,7

11 Ж 20,4 6,6 27,2 143,4 30,8 5,5 35,7 133,4

12 №£+ известь 24,8 19,2 49,8 118,0 30,8 25,0 51,7 161,6

13 РК 15,6 13,0 37,8 138,1 31,1 15,9 53,2 179,4

14 РК+ известь 17,1 15,5 55,5 89.1 28.3 23.9 66.6 165,4

15 КРК 233 25,6 36,7 190,5 29,7 15,5 39,5 190,9

16 ИРК+ изв. 25,7 25,9 65,6 159,6 32,2 28,3 57,0 208.8

17 МРК+навоз 24,7 26,3 39,7 198,7 31,0 29,3 53,7 222,7

18ЛРК+вав+нзв 26,8 27,9 58.5 167,0 32,9 32,5 59,9 233,1

НСР05 5,9 6,0 18,8 33,3 5,9 6,0 18,8 33,3

Продуктивность клевера в значительной степени зависит от обеспеченности его элементами питания. Наибольший положительный эффект на клевере дает применение РК, ИРК и ИРК+навоз в севообороте на известкованном фоне.

Высокое стабильное повышение урожайности картофеля наблюдается при систематическом применении ЫРК отдельно и в сочетании с навозом (на 100...142 ц/га). Действие отдельных элементов питания существенно проявляется только при двойном их сочетании.

Известкование не способствует повышению урожайности картофеля.

Динамика урожайности за годы исследования повторяет закономерности, установленные за 20-летний период. Достаточное количество тепла и влаги в период интенсивного роста и развития растений в 1997 году способ-

ствовали получению максимального урожая кулыур сплошного посева. Урожайность картофеля была самой высокой в 1998 году при умеренно теплой погоде с достаточным количеством осадков в течение вегетации.

Анализ экономической эффективности показывает, что в современных условиях применение факторов интенсификации земледелия ведет к значительному повышению себестоимости продукции растениеводства; По сравнению с вариантом без удобрений применение NPK ведет к увеличению прямых затрат при возделывании полевых культур в 2.V.4 раза. Это связано с существующим диспаритетом цен на сельскохозяйственную продукцию и удобрения. ; . ; ,

Выращивание озимой ржи в севообороте является экономически целесообразным. Наибольший уровень рентабельности в севообороте отмечается в варианте без удобрений — 186,2 %. При применении минеральных удобрений рентабельность составила 32,7 %. ■

Возделывание ячменя в севообороте при применении удобрений не окупает затрат на его производство.

Производство картофеля рентабельно в севообороте и повторных посевах при внесении Nioo Piso К120 раздельно и совместно с 20 т навоза и урожайности выше 190 ц/га.

ВЫВОДЫ.

1. Длительное возделывание культур в бессменных посевах и в севообороте, применение удобрений. и известкования позволило выявить их роль в воспроизводстве плодородия дерново-подзолистой лепсосутлинис-той почвы. Культура растений и удобрения оказывают решающее влияние на расширенное воспроизводство плодородия почвы.; • '

2. Положительное влияние культур на воспроизводство плодородия почвы увеличивается в ряду: картофель - ячмень- озимая рожь- клевер.

3. Содержание органического вещества в неудобренной почве бессменного пара за 86-летний период стабилизировалось на уровне 0,48 С%, а под бессменными культурами сплошного посева ( клевер, озимая рожь, ячмень ) поддерживается около 1,0 С%, картофелем - 0,67 С%," в севообороте -0,84С%. _ г

4. Раздельное применение азота, фосфора, калия и их двойного сочетания оказывали несущественное влияние на содержание' органического вещества в почве, а применение NPK раздельно и в сочетании с навозом способствовало увеличению его на 0 Д0...030 С%.

Известкование почвы не влияло на содержание органического вещества, но снижало его подвижность: шелочерасгворимой фракции в среднем в 2 раза, а водорастворимой - в 1,2 раза.

Установлена тесная отрицательная корреляционная связь между содержанием шелочерастворнмого углерода и величиной рНы ( г = - 0,85).

5. Целлюлозоразлагающая способность и численность почвенных нематод возрастает с увеличением содержания органического вещества в почве. Почвенный комплекс нематод состоит на 90 со из сапрфитов и на 10 % из фитопаразигов.

6. Образование агрономически ценной структуры в большей степени зависит от культуры. Клевер и озимая рожь в основном обеспечивают формирование водопрочных агрегатов размером более I мм, а ячмень и картофель - менее 1 мм.

Коэффициент корреляции между водопрочностью структуры и плотностью почвы составил -0,83.

7. Возделывание озимой ржи способствует поддержанию рН почвенной среды на более высоком уровне, чем возделывание других культур.

Применение азотных удобрений повышает кислотность почвенного раствора, а фосфорных - снижает.

8. Накопление подвижных форм фосфора в почве при внесении NPK и МРК-г навоз происходит в 1.5...2 раза интенсивнее, чем при применении только фосфорных удобрений.

Применение калийных удобрений обеспечивает расширенное воспроизводство содержания подвижных форм калия.

9 Урожайность полевых культур находится в положительной корреляционной зависимости от агрохимического балла плодородия. Более тесная связь проявляется у ячменя и клевера, а средняя у озимой ржи и картофеля.

10. В настоящее время, в связи с нарушением паритета цен на продукцию растениеводства и промышленные средства производства, экономически целесообразно возделывание озимой ржи в севообороте без удобрений и при применении >ТРК, производство картофеля рентабельно в севообороте и повторных посевах при внесении МРК. раздельно и совместно с навозом. Возделывание ячменя при урожайности ниже 30 ц/га не окупает затраты на его производство.

Предложения производству.

В адаптивно-ландшафтных системах земледелия Центральных районов Нечерноземной зоны на дерново-подзолистых легкосуглинистых почвах с содержанием органического вещества около 1,0 С% для устойчивого и экономически обоснованного получения 30 ц зерна озимой ржи и ячменя, 60...70 ц сена клевера, 200 ц клубней картофеля и расширенного воспроизводства плодородия почв необходимо применять в севообороте удобрения под зерновые культуры Nioo Piso К120, клевер Piso К120, картофель N100 Piso К120 и 20 т навоза и проводить известкование 1 раз в б лет.

Список опубликованных работ

1. Сафонов А. Ф., Алферов А. А. Изменение агрохимических показателей плодородия дерново-подзолистой почвы при длительном использовании севооборота, удобрений и известкования // Сб. тр. конференции молодых ученых и специалистов 10... 11 июня 1997 г. - М.: Изд-во МСХА, 1998. -С. 33-40.

2. Сафонов А. Ф., Алферов А. А., Золотарев М. А. Агрофизические показатели плодородия дерново-подзолистой почвы при длительном при- менении бессменных посевов^ севооборота и удобрений // Известия ТСХА. -

1998. - Вып. 3.-С. 13-23.

3. Сафонов А. Ф., Алферов А. А., Золотарев М. А. Действие длительного применения севооборота, удобрений на содержание и состав органического вещества дерново-подзолистой почвы II ВНИИТЕИагропром. -1998.-Вып.3.1.-№95/23 ВС-98.