Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВОЗДУШНЫЙ РЕЖИМ ДЕРНОВО- ПОДЗОЛИСТОЙ СУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЫ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ УДОБРЕНИЙ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ВОЗДУШНЫЙ РЕЖИМ ДЕРНОВО- ПОДЗОЛИСТОЙ СУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЫ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ УДОБРЕНИЙ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

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

На правах рукописи ХРИПУНОВА Галина Львовна *

УДК 631.433 : 631.8 : 631.445.2

ВОЗДУШНЫЙ РЕЖИМ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ СУГЛИНИСТОЙ почвы ПРИ ПРИМЕНЕНИИ УДОБРЕНИЙ

Специальность 06.01.03 — почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА —1985

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

Научный руководитель — академик ВАСХНИЛ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Н. П. Панов.

Официальные оппоненты: доктор' биологических наук, ст. н. с. Л. О. Карпачевский; кандидат биологических наук доцент В. В. Кидин.

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

Зашита состоится « . . ... . 1985 г.

в «/3. . » часов на заседании Специализированного совета К.120.35.01 при Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

, Адрес: 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 49, сектор защиты диссертаций ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан

1985 г.

Ученый секретарь Специализированного совета — доцецт

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Успешное выполнение Продовольственной программы СССР тесно связано с эффективным использованием основного средства производства в сельском хозяйстве - земли. Резервы почвенного плодородия и эффективность удобрений в полной мере могут реализоваться при оптимальных агрофизических свойствах, среди которых важное значение имеет воздушный режим.

Воздушный режим почв складывается из совокупности процессов поступления воздуха в почву, передвижения его в профиле почвы, изменения состава, газообмена мезду твердой, жидкой и газообразной фазами, а таете мезду почвой и атмосферой. Потребление кислорода в почве и образование углекислоты связано с напряженностью биологических и биохимических процессов. 1'лтенсивность удаления из почвы избытка СО2 и поступление О2 находятся в прямой зависимости от физического состояния почвы. Управление режимом физических свойств почв в условиях интенсивной химизации невозможно без познания закономерностей их изменения.

В литературе накоплен значительный материал о влиянии удобрений на отдельные показатели воздушного режима почв. Однако исследования по данному вопросу носят разноречивый характер. Одни авторы считают, что при применении удобрений происходит усиление продуцирования почвой С02, улучшение физических свойств; другие указывают на отсутствие положительного влияния удобрений на интенсивность выделения С02 из почвы и ее физическое состояние.

Формирование урожая сельскохозяйственных культур происходит на разных этапах развития растений и в значительной степени определяется почвенными условиями. Однако исследованию воздушного ре-

жима почв в динамике ш фазам развитая растений уделялось мало внимания. Требования сельскохозяйственных ¡су ль тур а условиям аэрации, реакция растений на содержание а качественный состав почвенного воздуха на фоне применения удобрений изучены слаоо. Почти не освещены в литературе вопроси взаимосвязи воздушного режима почв с особенностями продукционного процесса растений, одним из показателей которого является фотосинтетическая активность. Изучение влияния удобрений на воздушный режим дерново-подзолистых суглинистых почв, характеризующихся малоблагоприятными физическими свойствами, требует особого «внимания. Выявление оптимальных параметров воздушного режима этих почв имеет больаое теоретическое и практическое значение для разработки приемов элективного использования удобрений, регулирования почвенного плодородия, управления ростом и развитием растения, создания моделей почвенного плодородия.

Цель и задачи. Цель работы - изучить влияние органо-кинераль-ной системы удобрения в севообороте на воздушный режим дьрново-подзолистой суглинистой почвы под картофелем, озимой пшеницей л многолетним* травами I г.п. При экспериментальной разработке диссертации была составлена задача изучить следующие вопросы :

1. Интенсивность продуцирования С0.2 с поверхности почвы.

2. Состав почвенного воздуха - содерашние СО2 и 02.

3. Структурное состояние - структурный состав, водопрочность, пористость агрегатов.

4. Плотность сложения, общая пористость и ьоадухоооеспеченность.

5. Окислительно-восстановительные свойства почвенных агрегатов.

Научная новизна. Проведены комплексные исследования на дерново-подзолистой суглинистой почве по выявлении влияния удобрений на состав почвенного воздуха и интенсивность выделения угле-

кислого газа из почий с параллельным изучением показателей физического состояния почвы. Установлено, что состав почвенного воздуха оказывает влияние на продуктивность сельскохозяйственных культур. Выявлены параметры состава кочиеииого воздуха, при которых отмечается снижение продуктивности изучаемых культур на фоне применения удобрений. Показано, что интенсивность выделения СО2 из почий может служить косвенным показателем продуктивности растений и объективности агротехнические приемов.

Практическая ценность. Результаты исследований могут найти применение при определении путей направленного улучзения агрофизических свойств сочв и разработке мероприятий по их окультуриванию в целях оптимизации условии минерального катаная растений, использоваться при планировании системы в норм удобрений на окультуренных дерново-подзолистых почвах; при прогнозировании характера изменения агрофизических свойств при внесении удобрений. Экспериментальные данные могут бить использованы при разработке оценочных критериев оптимальности почвенных условий для конкретных сельскохозяйственных культур.

Апробация работы и публикации. Результаты исследований доложены на конференциях Московского областного НТО сельского хозяйства в учхозе ТСХА "Мпхайловское" /1978 г., 1582 г./, научной конференция ТСХА /1982 г./. По материалам диссертации опубликовано 5 статей.

Объем работы.. Диссертация изложена на 181 странице машинописного текста н состоит из введения, 4 глав, обеих выводов и приложении. Иллюстративный материал имеет 19 таблиц, 9 рисунков. Библиография содержит 283 наименования, в том числе 52 работы зарубежных авторов4

уоодаи 15 и::го/:,:ка лгсеешул кссл^оежи!

Исследования проводили ь Ю?6-И)еО гг. на базе солевого стационарного опита учсбно-ошпиого хознИстпа 'ГСХА ".'¿лхо^-лоБское" /Московская область/» Лочьа д^жою-слабоподзоластая среднесугла-нистая на покровном суглипко. га выполнена на следувдих вариантах опита, заложенного 'В -Юо? под руководством профессора И.СХатилова : I» Средииокульчурукнан почва с внесением удобрений на планируемый урожай сельскохозяйственных культур. 2. Средиеокуль-туренная почва, используемая без удобрений с 1УТ4 г. 3. СлаОоокульту рекиоя почва, используемая'без удобрений со времени закладка опита, не известковалась. Лсрохилшчесшя характеристика пахотного горизонта почь представлена 6 табл. I.

Таблица i.

Агрохимическая характерютака пахотного горизонта дериово-

подзолиспйс суглинистых почв

Вари- Глубина взятия м.-экв. на 100 почвы Г Подвижные уОрдО!, ыт на 100 г почвы

ант образца, см ; л» Ир 5 .Р2°5 50,0 *•

I 0-15 5,9 I.? 14,9 15,4 13,5

2 0-16 •г,"5 6.1 1,5 15,6 12,3 ?,?

3 0-15 .Л 1 4,2 4,6 8,3 4,6 5,1

Нолевые исследования щоьодились сод посеваьа озимой пзенв-цы Д!ироновская КОЗ/, картофелем /Лорх/, шо голе тними транша 1-го года пользования /клевер+тимо^еевка/ в 7-польлом сеаоосоро-то о чередованием ^ль тур : занятый пар /вика+овес/, озимая пзе-шша, картофель, ячмень с подсевом трав, травы 1-го и 2-го года

пользования, овес. Норм» внесения удобрений рассчитывались на планируемой ypoiuai культур : картофеля - 250 ц/га, озимой kzопции - 45 ц/га, ссна многолетних tj«ib I г.п. - 80 ц/га. Дозы минеральных удобрений под изучаемые культуру в. сроднем за год и исследований составили : под картоЮль -N ici^ö^S • под 03ЙМУЮ сзени-"^136р22%7' Е0Д иногавотние траьи - РобК49' IJaB03 D0 S5 т/га вносился 2 раза за ротацию сеьооОорота иод занятый пар п картофель Агротехника возделывания сельскохозяйственных культур общепринятая для Московской области. Повторность опита на среднеокультуренной почье 4-кратная, на слаСоокультуренной - 3-кратная. Размер делянок состаиляот соответственно 180 м^ и 360 vfi.

Исследования состава почвенного воздуха, "дыхания", влажности и температуры почвы проводили по $азам развития растений. Интенсивность выделения СО^ с поверхности почвы определяли методе» В.И.Етатнова. Состав почвенного воздуха /С02 и 02/ исследовали на газоанализаторе путей последовательного поглощения газов растворами -лелочи и пирогаллола "А". Определение плотности слогения почвы а отбор образцов на структурный анализ проводили в три срока' вегетационного периода. Все определения выполнены по слоям почвы 0-15, 15-25, 25-35, 35-45 см. Структурный состав определяли по Н.м.Саввинову, водопрочность - по И.М.£акзееву, пористость агрегатов - методом насыщения керосином в вакууме. В модельных опытах состав почвенного воздуха определяли на газовом хроматографе фирмы "Перкин-^лмер", ОШ и pH — потекциометрическа, нитратны!! азот -1 на спектрофотометре СФ-4А, аммиачный азот а нитриты - колориметрически соответственно с реактивом Несслера и реактивом Грясса, за-кисное и окисное железо - пометоду В.А.Казариновой-ОкнияоИ, ка-талазу - по методу А.Ш.Гадстяна. Повторность определений 4-8-врат-

ноя. Математическая обработка аналитических данных проведена методами вариационно!: статнстлки /Доспихоц L.A.,1979/.

За время нападения исследований вегетационные периоды 1976, 1978 и 1930 гг. отличались избыточным количеством осадков и понм-хенньаш температурами; 1977 г. бил топлим и с достаточно ¡«вло-мерным распределением осадков; 197у г. характеризовался жаркий и засушливой погодой в мав-иыш, кзбнточиш уыиошенпоы в илле.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЛОЕАКИЙ

Воздуашый режим дерново-подзолистой сугллнистой почвы Црй применении удобрений

Интснсиьность продуцирования СО^ с поверхности сочен /"дыхание" почвы/ йЬляется одним из показателей ьозду.зного режима почв, тесно связана о состивсм почвенного воздуха и условиями пэ]*ция.

напряженность биологических процессов в дерново-подзолистой почва при ее окультураъиини возрастает. Продуцирование СОо с поверхности среди 00 куль туренной почвы на 3,8-Gfi,9^ вше по сравнению со слаСоокультуренной /табл. 2/.

Влияние удобрении на интенсивность "дыхания" среднеокультуренном почвы зависит от особенностей сельскохозяйственных культур, условия увлажнения и аэрации. Интенсивность выделения С02 из почвы под влиянием удобрений возрастает при оптимальных условиях увлажнения и аэрации. Дефицит или избыток влаги в почве неблагоприятно отражается на биологических свойствах удобренной почвы.

Продуцирование C0¿ о поверхности ореднео^льтуренной почвы под картофелем при применении.минеральных и органических удобрение по сравнения с вариантой без удобрений возрастает в среднем

Таблица 2

Интенсивность выделения С02 с поверхности дерново-подзолистой почвы сод разными сельскохозяйственными культурами, мг СОо на I и2 в час

Культура Вариант Год исследований

1976 1977 1978 1979 1980

Картофель I 80 114 124 153 -

2 64 93 127 125 -

Озимая пшекииа I 163 130 259 220 ' 364

285

2 165 192 359 225 427

279

3 - - - 142 350

Многолетние тра- I 189 194 330 230 -

вы I г. п. 260

2 202 184 361 247 -

294

3 - - - 220 -

Примечание: варианты на среянеокудьтуренной почве I - удобренный, 2 — неудобренный; слабоокультурекпая почва - 3. В числителе без орошения, в знаменателе при орошении.

за вегетации на 17Между интенсивностью выделения углекислого газа из почвы и урожайностью картофеля существует полоаительная связь, коэффициент корреляции составляет X =4-0,66.

"Дыхание" среднеокультуренной дерново-подзолистой почвы под озимой пшеницей на фоне применения удобрений в сравнении с вари-

ил том без удобрений ив имеет преимулесгв. Средние данные за вего-тацкю на удобренном варианте даже mue, чьм на неудобренном. Ене-ceirae удобрений ни сродиеокультурениой почве сод многолетние травы I г.и. не приводит к существенному изменению интенсивности ьы-даления COg из почвы. Корреляционный инадиз эохшсшюста продуцирования СО о из почвы с урожайностью этих культур показал отсутствие положительной связи между данными показателями на удобренном и неудобренной вариантах среднеокультуренной почвы / Z =-0,27-0,41/ и слабую положительную связь при сраьнении данних на сред-неокультуренной и слабоокультуренной почва / t =+0,18-0,37/.

Влияние удоороний на интенсивность продуцнроьания углекислого газа из почва изменяется на протяжении вегетации сельскохозяЯст-вонных культур, что определяется как процессами ¡оста и разьатия растений, так и особенностями обмена выцеств в растениях.

Интенсивность выделения С0^> из почвы под картофелем в течение вегетации нарастает и при благоприятной увлажнении /52-67* от полной вдагоемкости/ в период активного кяуСнеооразования достигает 150-250 мг С02 на I м2 в час. Енесение удобрений способствует ах-тивдзаади биологических процессов в почве, различия иезду удоорен-нш ц неудобренным вариантами среднеокультуренной почвы аа интенсивности почвенного "дыхания" достоверны. Пра избыточной увлажнении газообмен мшеду почвой и атмосферой нарушается, различия между вариантами по продуцировании СОл становятся недостоверней, иногда отмечаются даже более низкие показатели на удобренном варианте."

Интенсивность "дыхания" почвы под картофелем в определенной степени характеризует особенности продукционного процесса растений. одним из основных показателей которого является активность

фотосинтеза, В порпод интенсивного роста и развития картофеля /фазы бутонизации, цветения и начальный период клубнеобразоБання/ продуцирование С02 вз сочвц сопряжено с ¿отосинтотичсской активностью, коэффициент корреляции между данными показателями составляет г. =+0,50-0,79, Наблэдения за фотосинтезом растений картофеля в дакнем опито проводились Г.Х.Назаряном /1979/. На удобренном фо-1Ю в эти фазы разиития картофеля отмечаются болоо высокие показатели как "дыхашш" почвы, так и фотосинтетической активности.

Активность биологических процессов в средиеонультуренной почве под озимой пшеницей имеет свои особенности. Внесение удобрений способствует усилению "дыхания" почвы в весенний период на 5,326,12. Однако начиная с фазы выхода в трубку в варианте с удобрением отмечается некоторое ослабление почвенного "дыхания" в сравнении с неудобренным вариантом, так кок на удобренных делянках при лучшем развитии растений расходуется больше влаги. Но даже при достаточном увлажнении к концу фазы выхода в трубку-начало колошения "дыхание" среднеокультуренной почва в варианте с удобрением становится достоверно ниже. Вероятно, это связано с затенением растений на удобренном варианте, который до высоте растений, илошади листьев, количеству стеблей на I м^ превосходит вариант без удобрений. По данным А,Ф,Шарова /1979/, в этом опыте на удобренном варианте нижние ярусы листьев озимой пшеницы в результате затенения имеют более слабую фотссинтетическую активность, нижние'междоузлия растений обнаруживают только дыхательный газообмен я гв фотосинтезе не участвуют, а на неудобренном варианте остаются фотоскнуетичес-ки активными. Поэтому можно предположить, что корни озимой пшеницы на удобренном варианте испытывают недостаток энергетического материала для дыхания, продуцирование С02 вз почвы уменьшается от-

иоситвльно неудобренного варианта. Снижение интенсивности продуцирования СО2 удобренное почвой при обеспеченности влагой и питательными веществами свидетельствует о нарушении обмена веществ в растениях. В среднем за 5 лет исследований удобренный вариант хотя п отличался большим накоплением'биомассы, однако не имел существенных преимуществ по урожайности, в'по качеству зерна /масса 1000 зерен/ даже уступал неудобренному варианту.

Динамика биологической активности в ореднеокультуренной почве под посевом многолетних трав X г.п. в значительной степени определяется состоянием травостоя. и»оголе«шв трави I г.п. в весенний период на удобренном варианте азрежени, здесь отмечаются более низкие показатели продуцирования почвой COgt ílo мере роста н развития трав активность "дыхания" почвы в Eapaamro с удобрением возрастает.

Состав почвенного do здуха /содержание СО-» а Оо/. Исследование

- - -*•■-

состава почвенного воздуха'соками» «го «сну» связь с вадряхен-

*

ностью биологических процессов, увлажнением а аэрацией почвы. В табл. 3 приводятся'ебкрацааные данные по динамике С02 почвенного воздуха под изучявшаяа 'культурами»

В соответствии а .усилением биологических процессов в дерново-подзолистой 'суглштсгаВ почве при ее окультуривании в составе почвенного воздуха возрастает концентрация С02 /на 0,1-1,3* /, снижается содержание 02 при оптимальной увлажнении почвы в период наиболее активного роста растений. Слабоокультуренная почва имеет более низкую концентрации СОо в почьшшом ьоадухе. При недостатка asara *а почва варианты опыта мало различаются по состану почвенного воздуха. При избыточном увлажнении отмечается резкое ухшллчо-нае концантрации С0Ч в почвенном воздухе, что oimuea прошидытсд

1&блц& 3 ■

Дкяашгса coxepxam 002 в почвенной воздухе дервово-подзомсго! сугливистой

почва под различный! смьсихозяасгвеввтю культурами (в *)

¿«pi-Ut . Горхэовт, с* 1977 г • 1978 г. im т.

У 1 п ' m |уш У УХ УХХ УХХ1 У УХ ni mi

Картофель

I 0-25 0,50 0,66 0,63 0,33 0,73 1,67 2,51 2,01 0,43 0,62 1,60 0,7A

25-45 0,94 1,14 0,95 0,63 1,49 1,46 3,32 2,99 1,43 1,59 2,47 1,43

2 0-25 0,43 0,87 0,59 0,38 0,53 1,55 2,24 1,20 - 0,63 0,57 1,71 0,85

25-45 0,72 1,30 0,91 0,70 1,05 1,73 2,39 2,59 1,72 1,74 2,98 1,73

Оэхх&я паеяква

X 0-25 1,52 1,95 0,43 0,55 1,50 1,27 2,29 3,34 1,59 0,34 1,70 2,11

25-45 1,79 2,30 0,67 0,71 2,47 1,70 2,55 3,25 1,70 0,51 1,92 2,23

г 0-25 1,14 1,58 0,77 0,86 2,76 1,67 3,32 3,90 1,43 0,36 1,89 2,54

25-45 1,85 2,26 0,98 1.19 2,72 2,13 3,54 4,14 1,65 0,58 2,10 2,37

3 0-25 Be cap. Ее cap* 1,36 0,31 1,66 1,15

25-45 1,93 0,50 1,93 1,36

• Кзогсхетннб трави I г*а.

i 0-25 2,26 4,64 3,60 2,31 3,39 2,01 2,96 4,38 Не cap »

25-45 2,» 4,96 4,19 2,91 3,15 2,05 3,00 4,30

г от25 1,67 2,56 2,42 2,31 4,42 1,76 2,61 5,16

25-45 2,39 2,52 2,64 2,61 3,98 2,58 3,09 5,66

Приечаяве i варкавгы на среднеокулмуревноа почве I - удобреввыа, 2 - неудобренвшц

мабоогутурезвая почва - 3

в вариантах без удобрений.

От условии аэрации, содержания О2 и СО^ в почвенной воздухе ыа протяжении всего вегетационного периода в значительной степени зависит продуктивность растений и эффективность применения удобрений. Сельскохозяйственные культуры различаются со своим требованиям к составу почвенного воздуха. Критерием в оценке почвенных условий для растений является 1а продуктивность.

Картофель предъявляет высокие требования к аэрации иочвы. Наиболее благоприятно условия аэрации для этой культуры складывалась в 1977 г., когда Йкд собран самый высокий за годы исследований урожай. Концентрация С0<> в почвенном воздухе кориообитаеиого слоя не превышала 1»0-1»5/£, а содержание было вше 20%. Неудовлетворительные усдавая аэрации, которые создавались в 1976 г. и 1978 г» от всходов до уборки картофеля из-за высокой влажности почвы, обусловили сохранение в течение всей вегетации высокой концентрации С02 в почвейИсМ воздухе - до 2-3£. и более. Урожайность картофеля в эта годы была низкая, отмечалось поражение его фитофторой. Даже кратковременное переувлажнение почвы в период клуСнеобраэованял, как в 1979 г»» повышение концентрации СО^ до /при содержании 0о 17-16Я / приводит к снижению продуктивности картофеля,

л*

Концентрация С02 и почвенном воздухе под озимой гаешщей в период ее активного роста при оцтимальиом увлажнении /около 0070% от полной шагоемкости/ достигает 1,0-2,5^ /02 18-20* /. Такой газовый соотав обеспечивает нормальное развитие озимой езеня-цц. & ранне-весеиыий пориод концентрация С02 вша на удобренной фоне. С конца фазы выхода в трубку и период коловения озимой пао-иицы содержание СО^ в почвенном воздухе средавокультуреныок почвы а варианте с удобрением снижается относительно неудобренного варж-

анта, что согласуется с динамикой продуцирования С02 с поверхности почвы.

О опыте прослеживается связь мезду составом почвенного воздуха и полеганием озти! шеницы. Возможность полегания злаковых культур при неблагоприятных условиях аэрации почьи отмечали и другие исследователи /Туркова [{.С. ,1959/. G возрастанием содержания СОо в почвенном воздухе средиеокультуренной удобренной цочиы до З-4/i /02 около 17-Юл / под озимой пшеницей в 1азы выхода ь трубку и колошения /1976 г. и 1ÖDÖ Г./ее полегание начинается в период колошения-цветения при формировании сухо Ii надземной ыаосы сшив 67 ц/га. При таком составе почвенного воздуха, но меньшей бвомаосб в вариантах без удобрений озимая ваеница не полагала. В 1970 г. повшение концентрации С02 до 3/ь и вше отмечалось в более поздний срок - в 4аэу малочно-восковой спелости, когда полегание озимой пзеншш произошло при сухо И надземной массе свшз 100 ц/га.

Ццогодетние травы характеризуется высокой устойчивостью к tsosiaemouy содоржашш С02 в составе вочаашюго воздуха. Наиболее высокая продуктивность многолетних трав I г,в. была в 1976 г., когда в течение вегетации концентрация С02 в почвенной воздухе составляла около 2-4% /02 15-19?! / ври влажности почвы 65-07^ от полной взагоемкостя, В 1977 г. и 1978 г. отмечались контрастные условия увлажнения и азрацаи, что отрицательно сказалось на продуктивности многолет1шх трав I p.a., особенно на удобренном фоне. Так, максимальная концентрация С0о в 1978 г. составила на неудоб-

А»

рваном варианте 5,9-6,/о отдельных пробах до б,9;£ /, на удобренном - 5,2-5,9л. Содержание кислорода снижалось соответственно до 7,5-8,5;* и 13,6-14,б*.

Влияние удобрений на физические•свойства дериово-подзо-листой суглинистой почвы

Физические свойства почвы в значительной степени определяют ее воздушный режим. В опыте прослеживается взаимосвязь ыеаду структурным состоянием сочвы и вродуиированием СЮ^ с ее поверхности. Коэ!|фициент корреляции ыезду структурным составом /К^/, количеством водопрочных агрегатов в слое почвы 0-15 см и интенсивностью выделения С02 из почвы составляет 24+0,60-0,75. В периоды с избыточным увлажнением связь более тесная, г =+0,70-0,99.

Структурный состав дерново-подзолистой суглинистой почвы при ее окультуривании улучшается /табл. 4/, увеличиваются значения коэффициента структурности : в пахотном елоо среднеокультуренной почвы он составляет 1,84-1,38, в слабоокультуренной - 1,74-1,02. Водопрочность структуры с окультуриванием почвы токае возрастает,

Таблица 4

Структурно-агрегатный состав дорново-ползолвстой суглинистой почвы

Вариант Глубина, см Содержание 4рак- • щш в %, размер В 12Л Ь Содержание водопрочных агрегатов о %, размор в № Пористость агрегатов в $

>7 $7-0,25 <0,25 |1-0,25|<0,25

I 0-15 20,5 65,3 14,2 1,88 16,0 47.6 36,4 39,3

15-25 21,3 66,5 12,2 1,98 15,2 46,6 33,2 38,4

2 0-15 23,0 64,8 12,2 1;Б4 17,4 47,5 35,1 29,3

15-25 24,8 65,4 9,8 1,89 13,5 48,2 38,3 37,7

3 0-15 23,5 63,6 12,9 1,74 12,4 45,9 41,7 37,2

15-25 23,0 64,6 12,4. 1,82 8,8 47,5 43,7 36,1

ори атом увеличивается доля водопрочных агрегатов >I им на 3,6-6,4>£. Среднеокультуренная почва характеризуется более равномерный распределением водопрочных агрегатов >1 мм по слоям пахотного горизонта.

Пористость агрегатов размером 7-0,25 мм в среднеокультурен-ыой почве на 1,6-2,3?. вше, чем в слабоокультуроннои.

Влияние удобрений на структурное состояние ночь;; зависит от вида а доз применяемых удобрений. При внесении шииролышх удобрений а пахотном горизонте увеличивается выход (шакчтой деисщм, уменьшается содержание водопрочных агрегатов>0,25 мм в отдельны« периода на 5,5-17,ареицучоствеино за счет разрушения агрегатов >1 мм. Под влиянием минеральных удобрении в первой полоьано вегетационного периода отаечается некоторое уменьшение агрегатной пористости /табл. б/, что сопряжено с изменением водопрочнооти структуры /Т»+0,65-0,70/. С повшением доз минеральных удобрений

'Таблица &

Пористость агрегатов дерново-подзолиотой суглинистой

__ почвы, в %

Гхч&ы*. г Срок опредазения

см : Пай , 11адь Октябрь

£ 40,1 39,6 38,4

0-16 2 40,0 40,2 37,7

3 36,4 38,1 37,3

^О.ОБ 0,5 0,6 0,3

I 30,5 39,5 37,3

15-25 2 39,2 37,0 36,3

3 36,2 35,7 Б6.4

ШР0,05 0,4 0,3 0,3

/в основном й»"хг«ной сслятрц/ отрицатолыюо влияние их на структуру усиливается, особенно в переувлажненные периоды веготации. С ростом растения и их корневых систем структурное состояние почвы улучшается. Еносенио оргшгачоскзх удобрений под картофель способствует сохранению и укрупнения водопрочных агрегатов, пра этом содержание водопрочных агрегатов>1 зел повивается на 2,9-3,7£.

Использований средисокультуреиной дерново-подэоластой почвы без удобрений в течетю 3-7 лет не приводит к замотноцу ухудшению структурного состава, водопрочности агрегатов и их пористости, что свидетельствует об устойчивости окультуривания.

Дерново-подзолистая сугдяшштая средаеокультурснная почва характеризуется относительно высокой плогаостью сложения пахотного горизонта и по скало Н.А.Кдчзнского /Ш&5/ не могот быть отяоайио. к разряду культурной палая,

Окислцтелыю-восстакэсатеяьние свойства агрегатов дарвоьо-

подзолистой почвы на 5<5ие применения удобрений

В модельных опытах изучались окасдяташт-восстановательние свойства агрегатов с удобренного и неудобренного вариантов ервхяв-окультуренной почвы. Использовались фракции агрегатов размерса 53, 3-2, 2-1, 1-0,5, 0,5-0,25 и меньше 0,25 мм, а также образец ае-рассеянной почвы. Почва капилляра*) увлажнялась дистиллированной водой в течение I месяца яри температура +18-21°С. В одном из опытов после полного капиллярного насыщения почвы в каждый стаканчик было посажено по 12 проростков ячменя. Повторное» опытов 4-кратная. Увлажнение почвы аа счет капиллярных сия возрастает от крупных агрегатов к более мелким.

Удобренная почва отличается более высокой, капиллярной влаго-

емкостью, что обусловлено кот^снмем пористости агрегатов па фэне применения органических и минеральных удобрений.

Показателя окислительно-ьосстаноиательного потенциала /ОШ/ в структурных фракциях аочаы>0,2.5 ш удобренного и неудобренного ьарлантов мало различается и характеризуют разьитио в ночве окислительных реакций /тасл. с/. Со фракции почвы <0,25 км 0121 резко снижается» развиваются ьосстакоьительные процессы. Присутствие во

1аОлица 6

Окисдительно-воссклоьлтбльны© свойства агрегатов дерново-

подзалистой почвы /опыт с пчиьчви/

Показатели Размер агрегатов иочвы, в мм

5-3 5-2 2-1 1-0,5 0.5-0,-га <.0,25 норассе лшшл

ОШ, ив 01Й С1о 6С5 5ЬЗ 410 596

620 С25 614 021 610 435 610

з~. «г на 100 г 7 >5 7,7 6,2 ОД 6,3 7Л

сочви 5,о 5,8 6,1 5,4 5.1 3,5 5.0

мг на 100г ■ , г. •«•и 2,9 3.1 2,а 6Д 2.0

почвы 2.0 ¡¡По' 3,3 3.6 3,4 ' 4,7 213

Га2*, иг на 1С0г 0£ 0,9 1Д 1.8 ы 10,1 0,9

почвы 0,5 0,5 2,0 3.3 3,5 3,8 3.0

, «г на 100г 15,2 16,4 16,2 20,9 10.1 23,1 16.1

почвы 12,8 14,0 14,0 15,7 16,7 ' 21,9 15.6

Содержание . 0,12 0,50 0,45 0.55 0.62 1,45 0,65

0,41 0,50 0,44 0,55 0,93 1,34 0,66

Активность кагала- 6,2 6,2 6,2 6,2 М 10,4 0,4

зц, их. 0-, за 2 мин. 6,2 •мм* ' |■■ ——— — »——

на 1г почвы 6,2 6,2 6,2 6,8 7,8 6,2

Примечание: в числителе удобренная, в зньменателе неудобренная почва

всех структурных фракциях-почвы нитритов и закисного железа указывает на наличие внутри почвенных комков анаэрооных микрозон. В пылеватой фракции почвы отмечается иакси.\иш>ное содерханио нитратов, аммиака, подвижных форм окисного и закисного железа, С02 в почвенном воздухе, наименьшее содержание нитратов.

Под влиянием удобрений напряженность биологических и биохимических процессов в почве изменяется. В удобренной почве по сравнение с неудобренно» настолько снижаются значения СЕЛ, возрастает содержание ионов, Ге"*+, Ре01", увеличивается концентрация С02 в почвенном воздухе. Заметное усиление восстановительных процессов в удобренной почве по сравнению с неудобренной отмечается в мелких агрегатах размером 0,5-0,25 мм и особенно 0,25 мм.

Одним из наиболее распространенных почвенных ферментов, отра-жяпттм ОВ-состояипе почвы, является каталаза. Наиболее высокая активность каталазы характерна для фракции сочьы 0,5-0,25 мм и особенно < 0,25 №. Активность каталазы в определенной степени сопряжена с содержанием в почве закисного железа. В ризосфере растений ячменя активность каталазы в 1,8-2,3 раза вше, чем в почво без растений. Усиление продуцирования каталазы корнями растений я микроорганизмами в условиях слабой аэрации почвы, вероятно, является защитной реакцией на возникновение неблагоприятных условий в почве.

ВЫ ВОДЫ

1. Систематическое внесение органических и минеральных удобрения в севообороте способствует оптимизации воздушюго режима дерново-подзолистой средвесуглинистой.почвы.

2. В среднеокудьтуренной дерново-подзодистой. почве по сравнению с

^лабоокультуронной усиливается интенсивность продуцирования СО-, /на 4-о7Я /, несколько увеличивается концентрации у г.: с целого газа и почленно« воздухе. При поьи^онном увлажнении отмечается Солее ььсокая обеспеченность кислородом почвенного воздуха средне-окультурсиной сочьи в сравнении со слабоокультуренной, чго связано с улучшением физических свойств: структурного состаьа, ьодо-прочности и пористости агрегатов.

3. Слияние удобрений на интенсивность "дыхания" средиеокультуренной дерново-подзолистой почвы зависит от особенностей сельскохозяйственных культур, условий увлажнения и аэрации. ;:роду1,ированив СО., почвой под картофелем при применении удобрений возрастает в среднем за вегетацию на 1?^. Установлена положительная связь между продуцированием СО., из со чьи и урокаьностью картофеля, а также взаимосвязь с ¿отосинтетпческий активностью растений. Активизация биологических процессов в почве под озимой езьницей на фоне удобрений характерна только в пориод куаения-начало выхода в трубку. Влияние удобрения на "дыхание* почвы снижается при избытке или недостатке ьлаги в почве.

4. Установлены различные требования сельскохозяйственных культур ж условиям аэрация, составу почвенного воздуха. Наиболее чувствителен х избытку СОо в почвенном воздухе картофель, для которого концентрация С02 в хох&ьобитаемом слое не должка превышать 1,5-2,02.. Даже кратковременное увеличение содержания С02 до 232 /при 1?-18> 02 / в период клубнеобразоьаиия приводит * снижения урожайности этой культуры.

Озимая сленицд более устойчива к повышенному содержанию С02 в почвенном воздухе, однако при 3-4;* С02 /02 около 17-1БД, / воя-растает опасность ее полегания при формировании сухой надземной

массы свызе 07 ц/га.

• Многолетние траиы X г.п. характеризуются высокой устойчивостью х поименному содержанию СО^ в почвенной воздухе, но при концентрации СО., 5-0¡» к содержанки Оо нило I-U на удобренном £оие ьозмох-но снижение их продуктивности. .

5. Воздугкии режим почьы ь значительно« степени зависит от оо qa-аических свойств. Установлена корреляционная зависимость между структурным составом почвы,водопрочностью почвенной структуры и интенсивностью продуцироьания С0«> с поверхности почьы / £=+0,£0-0,75/. В периоды с избыточным увлажнением связь Оолоо тссная /1 * ♦0,70-0,99/. ' *.'

6. Систематическое применение,органических и мглеральных удоброни ü в севообороте способствует изменению ^зических свойств дерново-подзолистой суглцлгстой почьы: улучшается структурный состав, повышается водопрочность почвенных агрегатов и их пористость.

■ Использование ореднеокультуренной дерново-подзолистое почвы оез удобрений в течение 3-7 лет не приводах к заметному ухудзогош ее физических свойств, что свидетельствует об устойчивости окультуривания. . ". • •

7. Влияние удобрений на структурное "состояние почвы зависит от вида в.доз применяемых удобрение,, условий увлажнения. При внесении

. ииноралышх удобрений отмечена тенденция к увеличении распыленности почвенной структуры, снижению ее.»одопрочноста. уменькенив пористости агрегатов. С повшеняем доз минеральных удобрений отра- . . дательное влияние их усаливается. особенно прг избыточном увлажнения; Внесение органнчесго зяобре^ Е' укрупнешш водопрочных агрегатов. повшензю их пористости.

8. Направленность окислатёльно-воссталовательных Ероцассов в поч-

вв зависит от со структурного состояния. На удобренном <{оне биологические и биохимические процессы в почвенных агрегатах усиливаются. В структурньа фракциях почвы > 0,25 мм при капиллярном увлажнении преобладают аэробныо процессы. В пылеватой фракции при влажности, равной капиллярной платоемкости, развиваются восстановительные процессы, причем на фоне удобрения они активизируются сильнее. Поэтому в бесструктурных, распыленных почвах окислительно-восстановительные условия при применении удобрений могут складываться менее благоприятно.

В условиях центральных районов Нечерноземной зоны на дерноьо-подзолистых средне- и тяжелосуглинистых почвах получение планируемого урожая сельскохозяйственных культур при внесении расчетных доз удобрений в значительной степени зависит от агрофизических свойств почв, их воздушного режима. В годы с поыменным в избыточным увлажнением даже в окультуренных почвах отмечается накопление высокой концентрации С02 в почвенном воздухе /до 2-1% и более/. При неудовлетворительных условиях аэрации почвы снижается урожайность сольскохоэяЯствшшых культур, применение удобрений становится малоэффективным. Наиболее высокие требования к аэрации почвы предъявляет культура картофеля, продуктивность которой снижается в 1,5 раза при концентрации С02 2-СД в почвенном воздухе в течение больной части вегетационного периода.

Для оаиыой пшеницы при высокое обеспеченности влагой особое виачшшо на $оне применения удобрыши.приобретает регулирование роста растения, так как при чрезмерном развитии вегетативной мао-оы с ухудшением состава почвенного воздуха возрастает опасность

полегания этой культуры. Поэтому на дерново-подзолистых сугдннио-тых среднеокультуренных почвах рекомендуется :

- под озимую гкениду дробное внесение азотного удобрения при до-. ае азота 90-150 кг;

- сод культуру картофеля предпосадочное глубокое рыхление а междурядные обработки в период вегетации.

Список опубликованных работ по материалам диссертации:

1. Хрипунова Г.Л. Воадушшй режим дерново-подзолистой почвы под озимой пзеннцеа на <1йне применения удобрений. - В сб. дологические основы совизения урожайности сельскохозяйственных культур.

Ы.: ТСХА, 1979, с. 65-67.

2. Панов Н.II., Стратснович Ы.В., Хрипунова Г.Л., Замараев А.Г. Влияние аэрации дерново-подзолистых почв на урожайность картофеля. - Доклады ЬАСХНИЛ. 1982, * 3, с. 6-8.

3. Панов Ы.П., Стратонович Ы.З., Хрипунова Г.Л. Биологическая активность почв как показатель эффективности удобрений. - Доклады ЕАСХК'Л. 1983, ü 3, с. 3-4.

4; Стратонович Ы.В., Хрипунова Г.Л.. Влияние удобрений на агрегатный состав и водопрочность почвенных агрегатов дерново-подзолистых суглинистых почв.:- В сб.:'Сизико-химичесхие свойства а плодородие иочв. М.: ТСХА., 1983, с. 56-69. 5. Панов Н.Е., Стратонович Ы.З., Заыараев А.Г., Хрипунова ГЛ. Биологическая активность дерново-подзолистой суглинистой почвы в продуктивность озимой-пшенипы на фоне применения удобрений. -Вестник с.-х. науки; 198410,' с. I2I-I27. .

Л ______. __

Объем //¿пи ЗакаНООЧ Гираж/С0

Типография Московской с.-х. академии им. К. Л. Тнчирядена 127330, Москва И-350, Тимирякиккая ул., 44