Главная Коллекция "Revolution" Сельское, лесное хозяйство и землепользование Оптимизация питания ячменя, озимой ржи, картофеля и клевера и эффективность минеральных удобрений при разной окультуренности дерново-подзолистых почв Предуралья

Оптимизация питания ячменя, озимой ржи, картофеля и клевера и эффективность минеральных удобрений при разной окультуренности дерново-подзолистых почв Предуралья

Уровень содержания доступных фосфатов как важнейший признак почвенного плодородия. Анализ динамики агрохимических показателей дерново-мелкоподзолистых тяжелосуглинистых почв при длительном применении извести, минеральных и органических удобрений.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид автореферат
Язык русский
Дата добавления 29.01.2018
Размер файла 275,6 K
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Актуальность темы. В настоящее время в условиях недостаточного ресурсного обеспечения сельскохозяйственного производства отмечаются существенные изменения агрохимических свойств почв. В сложившейся ситуации важно проследить изменения агрохимических свойств окультуренных дерново-подзолистых почв, длительно использующихся без внесения удобрений, чтобы не допустить деградацию их почвенного плодородия. Изучению последействия удобрений исследователи уделяли недостаточно внимания. В частности нет данных о том, в течение какого времени происходят существенные изменения физико-химических свойств окультуренных дерново-подзолистых почв без внесения удобрений.

Уровень содержания доступных фосфатов является главным признаком плодородия почв, а их фосфатный фонд - национальным достоянием страны. По мере повышения содержания фосфора в почве и улучшения фосфорного питания растений возрастает продуктивность агроценозов и их устойчивость к неблагоприятным климатическим условиям. От обеспеченности почв подвижным фосфором напрямую зависит эффективность удобрений. Низкая обеспеченность почв фосфором ведёт к непроизводительным затратам азота и калия, а излишнее обогащение им приводит к резкому снижению эффективности вновь вносимых фосфорных удобрений (Касицкий Ю.И., 1983; Сдобникова О.В., 1985; Постников А.В., 1988).

Нам представляется, что при решении этой проблемы более целесообразно идти по пути установления оптимального уровня содержания подвижного фосфора для конкретных сельскохозяйственных культур и эффективности доз минеральных удобрений в зависимости от содержания его в почве.

К настоящему времени в Предуралье накоплен обширный, богатый по содержанию экспериментальный материал по изучаемым вопросам. Однако отсутствует единое мнение об оптимальном количестве подвижного фосфора в почвах Предуралья с учётом особенностей отдельных полевых культур. Кроме того, в Предуралье недостаточно данных по влиянию различных уровней фосфора на эффективность вносимых удобрений и качество продукции. Отсутствуют нормативы затрат фосфора и калия почвы при выращивании культур без внесения удобрений.

Цель и основные задачи исследований. Цель работы - экспериментальное и теоретическое обоснование оптимизации минерального питания ячменя, озимой ржи, картофеля и клевера на разных созданных фонах окультуренности дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почв Предуралья. Исходя из поставленной цели, решались следующие задачи:

- изучить изменение агрохимических показателей дерново-мелкоподзолистых тяжелосуглинистых почв при длительном применении извести, минеральных и органических удобрений;

- обосновать периодичность известкования для оптимизации питания исследуемых культур на окультуренных почвах;

- установить оптимальные уровни обеспеченности исследуемых почв подвижными фосфатами для изучаемых культур;

- обосновать оптимальные дозы и комбинации минеральных удобрений на разных по окультуренности почвах под исследуемыми культурами (по урожайности и качеству продукции их), а также нормативы затрат фосфора почв для оптимизации питания этих культур;

- провести экономико-энергетическую оценку оптимизации питания исследуемых культур на изучаемых почвах.

Научная новизна. Впервые в условиях Предуральского региона Нечернозёмной зоны РФ проведена сравнительная оценка фосфатных уровней согласно существующей градации, дано теоретическое обоснование оптимальных уровней содержания подвижного фосфора для ячменя, озимой ржи, картофеля и клевера. Рассчитаны фактические нормативы затрат фосфора и калия почвы при выращивании культур без внесения удобрений. Изучена взаимосвязь между содержанием подвижного фосфора в почве и эффективностью минеральных удобрений на изучаемых культурах в длительных стационарных опытах в условиях севооборотов. Обобщены данные по действию и последействию извести и удобрений на агрохимические показатели дерново-мелкоподзолистых тяжелосуглинистых почв в течение четырёх ротаций восмипольного севооборота.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

- действие и последействие извести, минеральных и органических удобрений на агрохимические показатели и фосфатный режим дерново-мелкоподзолистых тяжелосуглинистых почв;

- нормативы затрат фосфора и калия почвы при выращивании культур без внесения удобрений;

- научное обоснование оптимального уровня подвижного фосфора в дерново-подзолистых почвах Предуралья для выращивания ячменя, озимой ржи, картофеля и клевера;

- количественная взаимосвязь между содержанием подвижного фосфора в почве и эффективностью минеральных удобрений на ячмене, озимой ржи, картофеле и клевере;

- оценка действия фосфатных уровней и минеральных удобрений на качество урожая изучаемых культур;

-энергетическая и экономическая эффективность применения минеральных удобрений на ячмене, озимой ржи, картофеле и клевере в зависимости от уровней фосфора в почве.

Практическая значимость. Обоснованы и предложены производству:

- периодичность проведения известкования окультуренных дерново-мелкоподзолистых тяжелосуглинистых почв;

- оптимальные уровни содержания подвижного фосфора в почве для ячменя, озимой ржи, картофеля и клевера;

- эффективные дозы минеральных удобрений для изучаемых культур в зависимости от содержания фосфора в почве;

- определены фактические нормативы затрат фосфора и калия почвы при выращивании культур севооборота без внесения удобрений.

Полученные результаты исследований могут быть использованы при выращивании ячменя, озимой ржи, картофеля и клевера не только в Предуралье, но и в других районах Нечерноземной зоны России, имеющих аналогичные почвенно-климатические условия.

Реализация научных исследований. Материалы диссертации использовались при составлении рекомендаций «Научные основы системы земледелия Пермской области на 1981-1985 гг.», 1982; «Система ведения агропромышленного производства Пермской области (производственно-технологические системы)», 2002, 2005.

Научные разработки реализованы в сельскохозяйственных предприятиях на площади 19000 га. Производственная проверка результатов исследований проведена в хозяйствах Пермского и Кунгурского районов Пермского края.

Апробация. Материалы диссертационной работы докладывали на научно-практических конференциях ученых и специалистов Пермской государственной сельскохозяйственной академии им. академика Д.Н. Прянишникова (Пермь, 1977 - 2008 гг.), на Всероссийских и межвузовских конференциях (Ижевск 2005, 2008 гг., Киров 2004, 2006 гг., Екатеринбург 2006 г., Москва 2006 г., Пермь 2008). Методика и правильность закладки полевых опытов ежегодно проверялись методической комиссией по приемке опытов при ФГОУ ВПО «Пермская ГСХА».

1. Объекты, методика и условия проведения исследований

Исследования проведены на дерново-мелкоподзолистых тяжелосуглинистых почвах. Всего было проведено 11 полевых опытов и 1 лабораторный. Опыты проводили на учебно-опытном поле Пермской сельскохозяйственной академии (1977-2006 гг.) и центральном опытном поле Пермского НИИСХ (2000-2002 гг.).

Исследования проводили в четырёх закладках многолетнего стационарного полевого опыта кафедры агрохимии Пермской ГСХА (1967, 1968, 1969 и 1970 гг.) с восмипольным севооборотом (пар чистый - озимая рожь - пшеница - клевер 1 г.п. - клевер 2 г.п. - ячмень - картофель - овес). В данном опыте в течение первых двух ротаций изучали различные системы удобрений на культурах севооборота (табл. 1). В результате чего были созданы различные уровни по обеспеченности фосфором, на которые накладывали дозы минеральных удобрений в последующие ротации.

Для установления влияния фосфатных уровней на урожайность и качество ячменя было заложен полевой однофакторный опыт без внесения удобрений в третьей, четвёртой и пятой ротациях. В третьей и четвёртой ротациях изучалось влияние следующих фосфатных уровней: 51 - 100, 101-150, 151-200, 201-250, >251 мг/кг почвы.

В пятой ротации появился фон с содержанием подвижного фосфора 26-50 мг/кг почвы и отсутствовал фон >200 мг/кг. Минеральные удобрения не вносили. Размещение вариантов рендомизированное. Общая площадь делянки составляла 150 м2 (25Ч6); учётная - 80 м2 (20Ч4). Количество учётов по вариантам от 3 до 67.

Таблица 1. Схема внесения удобрений в многолетнем стационарном полевом опыте кафедры агрохимии за четыре ротации

№ вар-та

Внесено удобрений (навоз - т/га, минеральные удобрения - кг/га д.в.)

1 и 2 ротации

3 ротация

4 ротация

навоз*

N

P2O5

K2O

N

P2O5

K2O

N

P2O5

K2O

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

2

120

-

-

-

245/305

140/170

395

90/120

60

360

3

-

670

354

678

245/305

140/170

395

90/120

60

360

4

120

645

705

555

245/305

140/170

395

90/120

60

360

5

120

645

705

-

245/305

140/170

395

90/120

60

360

6

120

645

-

555

245/305

140/170

395

90/120

60

360

7

120

1290

1410

1110

245/305

140/170

395

90/120

60

360

8

120

1290

1410

245/305

140/170

395

90/120

60

360

9

120

1290

-

1110

245/305

140/170

395

90/120

60

360

10

-

1290

1410

1110

245/305

140/170

395

90/120

60

360

11

-

1290

1410

-

245/305

140/170

395

90/120

60

360

12

-

1290

-

1110

245/305

140/170

395

90/120

60

360

13

120

150

705

555

245/305

140/170

395

90/120

60

360

14

120

250

1410

1110

245/305

140/170

395

90/120

60

360

* - 1-я ротация - 60т/га; 2-я ротация - 60 т/га.

Химический состав навоза: 1968 г. - азот 0,47%, фосфор 0,30% и калий 0,58%; 1976 г. - азот 0,48%, фосфор 0,29% и калий 0,55%; 1969 г. - азот 0,40%, фосфор 0,24% и калий 0,51%; 1977 г. - азот 0,49%, фосфор 0,37% и калий 0,47%;.1970 г. - азот 0,69%, фосфор 0,22% и калий 0,61%; 1978 г. - азот 0,49%, фосфор 0,23% и калий 0,40%.

Для установления эффективности азотных удобрений на ячмене изучали действие N60 и N90 при содержании подвижного фосфора в почве 51-100,151-200, 201-250 и >250 мг/кг. Дозы фосфорно-калийных удобрений вносили на возмещение выноса планируемой урожайностью 30 ц/га без учета коэффициентов использования из удобрений. Размещение вариантов рендомизированное методом расщепленных делянок. Площадь делянки первого порядка 150 м2 (25Ч6), общая площадь делянки второго порядка 75 м2 (12,5Ч6), учётная - 40 м2 (10Ч4). Количество учётов по вариантам - от 5 до 33.

Изучение влияние азотных и калийных удобрений на урожайность и качество ячменя при разных уровнях содержания подвижного фосфора в почве проводили в пятой ротации (2004-2006 гг.) по следующей схеме:

Фактор А - уровень содержания фосфора в почве Р2О5, мг/кг:

А1 - 26 - 50; А2 - 51 - 100; А3 - 101 - 150; А4 - 151 - 250;

Фактор В - доза азота, % от выноса без учёта коэффициентов использования: В1 - 0; В2 - 50; В3 - 100.

Фактор С - доза калия, % от выноса без учёта коэффициентов использования: С1 -50; С2 -100; С3 -150.

Дозы азота и калия под ячмень, рассчитанные на 100% возмещение при урожайности 3 кг/10м2, составили: азот - 87 кг/га, калий - 69 кг/га.

Повторность вариантов шестикратная, размещение вариантов рендомизированное. В 2004 и 2006 годах общая площадь делянки ЙЙЙ порядка составила 12 м2, учетная 4 м2, а в 2005 году соответственно 6 и 2 м2. Предшественником в данном опыте был клевер луговой.

Объектом исследований в третьей и четвёртой ротациях был сорт ячменя Роланд, в пятой ротации - сорт Сонет.

Для определения влияния минеральных удобрений на урожайность и качество ячменя при средней обеспеченности почв фосфором в 2004-2006 гг. дополнительно был проведён однолетний полевой опыт в трёх закладках на опытном поле Пермской ГСХА по следующей схеме:

Фактор А - % возмещения азота: А1 -50; А2 -100; А3 -150;

Фактор В - % возмещения фосфора и калия: В1 - Р100К50; В2 - Р150К75; В3 - Р200К100.

Дозы удобрений рассчитывали на возмещение выноса без учёта коэффициентов использования элементов питания из удобрений. Планируемая урожайность ячменя 3 кг/10 м2. При 100% возмещении элементов питания доза азота составила 87 кг/га, фосфора - 30 кг/га, калия - 69 кг/га.

Повторность вариантов шестикратная, размещение вариантов систематическое. Площадь делянок ЙЙ порядка в опыте была следующей: общая - 7,2 м2, учетная - 2 м2. Объектом исследований был сорт Сонет.

Эффективность возрастающих доз элементов питания на ячмене при высокой обеспеченности почв фосфором изучали в многолетнем стационарном полевом опыте Пермского НИИСХ заложенном в 1971 г. с восмипольным севооборотом (пар чистый - озимая рожь - картофель - пшеница - клевер 1 г.п. - клевер 2 г. п. - ячмень - овес). Исследования проводили в 2000-2002 гг. в 3-х закладках по факториальной схеме 1/9 (666). Схема представляет 24 вариантную выборку (3 восьмерные схемы) из полного факториального эксперимента объёмом 216 вариантов.

Выборка представлена следующими вариантами:

000, 300, 030, 003, 033, 303, 330, 333,

111, 411, 141, 114, 144, 414, 441, 444,

222, 522, 252, 225, 255, 525, 552, 555.

Повторность вариантов - двукратная, размещение вариантов проведено по специальной схеме, разработанной В.Н. Перегудовым (блоками).

Площадь делянки: посевной - 120 м2 (6Ч20), которая после внесения удобрения была разделена (расщеплена) на три делянки с сортами площадью 40 м2 (220), учетная площадь под каждым сортом составляла 27 м2 (1,5Ч 18). Одна доза каждого макроэлемента составляет 30 кг д.в./га. Объектом исследования являлись сорта - Эколог, Сонет, Биос 1.

На озимой ржи во второй ротации (1977-1979 гг.) изучали действие N60 и N120 при содержании подвижного фосфора в почве 151-200, 201-250 и >250 мг/кг, в третьей (1985 - 1987 гг.) - N45 и четвёртой (1993 - 1995 гг.) - N30 и N60 при содержании подвижного фосфора в почве 51-100, 101-150, 151-200, 201-250 и >250 мг/кг. Общая площадь делянки во все годы исследований составляла 150 м2 (25Ч6); учётная - 80 м2 (20Ч4). Количество учётов по вариантам составляло от 3 до 37. Объектом исследования являлся сорт Вятка-2.

На картофеле исследования проводили в третьей и четвёртой ротациях севооборота. В третьей ротации (1989-1992 гг.) на каждом уровне, кроме варианта без удобрений вносили две дозы азота 90 и 120 кг/га д.в. на фоне Р60К240. Дозы фосфорно-калийных удобрений вносили на возмещение выноса планируемой урожайностью 300 ц/га без учета коэффициентов использования из удобрений. Размещение вариантов методом расщепленных делянок. Площадь делянки первого порядка 150 м2 (25Ч6), общая площадь делянки второго порядка 75 м2 (12,5Ч6), учётная - 40 м2 (10Ч4). В четвёртой ротации (1997-2000 гг.) общим фоном внесены минеральные удобрения в дозе N60Р60К60. Общая площадь делянки составляла 150 м2 (25Ч6); учётная - 80 м2 (20Ч4). Количество учётов по вариантам составляло от 4 до 33. Объектом исследования являлся сорт Невский.

Для установления влияния фосфатных уровней и фосфорно-калийных удобрений на урожайность и качество клевера исследования проводили в третьей ротации севооборота (1988-1990 гг.). На каждом фосфатном уровне изучалось действие удобрений К40 и Р30К40. Удобрения вносили весной в подкормку на клевере 1 г.п., при этом на половину делянки удобрения не вносили. Размещение вариантов рендомизированное методом расщепленных делянок. Площадь делянки первого порядка 150 м2 (25Ч6), общая площадь делянки второго порядка 75 м2 (12,5Ч6), учётная - 40 м2 (10Ч4). Количество учётов по вариантам составляло от 4 до 53. Объектом исследования был сорт клевера лугового Пермский местный.

Лабораторные анализы почвенных образцов проводили по методикам, приведённым в «Агрохимических методах исследования почв» (1975); определение влажности почвы проводили по методике описанной С.А. Воробьёвым и др. (Практикум…, 1971). Определение коэффициентов использования питательных веществ из удобрений проводили разностным методом. Учет урожайности - сплошным методом.

Анализы химического состава изучаемых культур проводили по методикам, утвержденным стандартами. Статистическую обработку результатов исследований проводили на ЭВМ по алгоритму дисперсионного анализа в изложении Б.А. Доспехова (1969, 1985), корреляционно-регрессивный анализ с использованием программы “Stat”. Определение численных значений параметров уравнения факториального опыта проводили по методу наименьших квадратов в изложении В.Н. Перегудова (1965), В.Н. Перегудова, Т.И. Ивановой (1977).

Главная особенность климата Нечернозёмной зоны Урала по сравнению с другими районами Нечернозёмной зоны России - его континентальность, обусловленная расположением Урала в глубине материка. Опыты закладывали в IVб агроклиматическом районе Пермского края. Район умеренно теплый, влажный. Осадков за год выпадает 475-500мм, сумма активных температур (10°С и выше) составляет 1600-1800°С. Метеоусловия в годы исследований были различными. Засушливые явления 1991, 1999 и 2005 гг. неблагоприятно сказалось на урожайности ячменя, 1998 и 2000 гг. - на урожайности картофеля. 1994 год был переувлажненным, что неблагоприятно повлияло на урожайность озимой ржи.

2. Изменение агрохимических свойств дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почвы в течение четырёх ротаций

Высокие и стабильные урожаи можно получать на почвах с оптимальными агрохимическими показателями, поэтому вся практика земледелия должна быть направлена на их улучшение, то есть на окультуривание почв. В большинстве случаев реакция почвенной среды выступает как главный фактор, ограничивающий урожайность сельскохозяйственных культур.

Для создания оптимальной реакции почвы после уборки озимой ржи в первой и в чистом пару во второй ротациях севооборота проводили известкование по полной гидролитической кислотности. Для установления действия и последействия извести, навоза и минеральных удобрений на агрохимические свойства дерново-мелкоподзолистой почвы были взяты восемь вариантов (1, 2, 3, 4, 7, 10, 11 и 12) базового стационарного полевого опыта (табл. 1). Исследования проводили на закладках 1969 и 1970 гг. При внесении извести во всех без исключения вариантах произошло снижение кислотности почвы (табл. 2). После первого известкования рН солевой вытяжки изменился на 0,5 единицы, гидролитическая кислотность снизилась на 1,28 мг-экв на 100г почвы; после повторного известкования рН солевой вытяжки составил 5,8-6,0 при исходном значении 5,1-5,2, гидролитическая кислотность - 1,85-2,65 мг-экв/100 г почвы.

Наибольшее снижение кислотности отмечено в вариантах с внесением навоза (2, 4). Применение минеральных удобрений без навоза (вар. 10, 11, 12) привело к менее значительным изменениям. Положительное действие извести на рН проявлялось в течение 24 лет. В последующие восемь лет произошло подкисление почвенного раствора, скорость падения рН составила 0,09 единицы ежегодно. К началу пятой ротации отмечается также повышение гидролитической кислотности на 0,44 мг-экв/100 г почвы по сравнению с кислотностью в четвёртой ротации. Сумма обменных оснований в среднем по опыту снизилась на 6,34 мг-экв/100 г почвы, ежегодное снижение составило 0,8 мг-экв/100 г почвы. По нашему мнению основными причинами ухудшения физико-химических свойств являются вынос кальция и магния урожаями сельскохозяйственных культур, выщелачивание их выпадающими осадками в результате физико-химического взаимодействия между почвенно-поглощающим комплексом и одновалентными катионами вносимых удобрений (NH4NO3, KCL) и вытеснение из поглощающего комплекса водорода и алюминия катионами, входящими в состав удобрений. Результаты исследований показали, что для поддержания оптимальной реакции почвенной среды дерново-подзолистых тяжелосуглинистых окультуренных почв повторное известкование требуется проводить через 24 года.

Таблица 2. Влияние извести, минеральных удобрений и навоза на изменение рНКСl и гидролитической кислотности дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почвы

Удобрения (А)

рНКСl

Нг мг-экв/100 г почвы

перед закладкой опыта*

ротация (В)

среднее по А

перед закладкой опыта*

ротация (В)

средняя по А

2

3

4

5

2

3

4

5

1

5,2

5,8

6,0

5,9

5,2

5,6

3,80

2,50

1,85

1,90

2,00

2,41

2

5,1

5,8

6,0

6,0

5,2

5,6

4,20

2,35

1,85

1,70

2,40

2,50

3

5,1

5,6

5,8

5,9

5,2

5,5

4,20

2,40

2,25

2,65

2,70

2,72

4

5,1

5,8

5,9

5,9

5,0

5,5

4,00

2,45

2,05

2,00

2,70

2,64

7

5,1

5,6

5,8

5,7

5,0

5,4

4,35

3,00

2,40

2,45

2,70

2,98

10

5,2

5,5

5,8

5,7

5,0

5,4

3,95

3,00

2,55

2,50

2,90

2,98

11

5,1

5,5

5,8

5,7

5,0

5,4

3,75

3,05

2,65

2,50

2,70

2,93

12

5,2

5,4

5,8

5,8

5,4

5,5

3,60

2,85

2,35

2,20

2,70

2,74

средняя по В

5,1

5,6

5,8

5,8

5,1

-

3,98

2,70

2,24

2,16

2,60

-

НСР0,01 гл. эфф. А

0,1

0,38

НСР0,01 гл. эфф. В и АВ

0,1

0,30

НСР0,01 для частных различий

0,2

0,87

* - В этой таблице и далее данные из отчетов кафедры агрохимии, полученные В.Г. Изотовым.

В формировании почвенного плодородия важная роль принадлежит гумусу. Отмечается существенное снижение содержания гумуса на 0,41% в варианте без удобрений по сравнению с вариантом 2, где вносили органические удобрения. Ежегодные потери гумуса за время проведения опыта при использовании пашни без внесения удобрений составили 0,5 т/га. В целом по опыту выявлена тенденция снижения содержания гумуса по ротациям за исключением второго варианта, где вносили один навоз. В этом варианте навоз способствовал стабилизации гумуса на исходном уровне.

Однако и в других вариантах с удобрениями резкого снижения содержания гумуса не наблюдали. Основной причиной, препятствующей резкому снижению содержания гумуса, является наличие двух полей клевера в севообороте и применение удобрений, особенно органических. По нашим данным для сохранения содержания гумуса на исходном уровне в изучаемом восьмипольном севообороте необходимо наличие двух полей клевера и насыщенность органическими удобрениями не менее 7,5 т/га, что согласуется с результатами полученные ранее С.И. Поповой и др. (1981).

Применение калийсодержащих удобрений в первой и второй ротациях привело к повышению содержания обменного калия в почве на 16-35 мг/кг (табл. 3). Содержание обменного калия увеличилось пропорционально дозам вносимых удобрений (r=0,66). В четвёртой и пятой ротациях отмечается снижение его содержания в среднем по опыту на 25 мг/кг почвы из-за необменного поглощения его и превышения выноса над внесением. В то же время возделывание сельскохозяйственных культур в течение 32 лет без внесения калия (варианты 1 и 11) не привело к значительному снижению содержания его в пахотном слое. По данным Г.Н. Беляева (2005) в питании растений участвует калий всего почвенного профиля. Также В.У. Пчёлкин (1966), Л.М. Жукова (1974), К.М. Забавская и др. (1981), В.В. Прокошев и др. (2000) отмечают, что все формы калия находятся во взаимной связи, т.е. как обменный калий может переходить в необменный, так и необменный пополнять запасы обменного.

Таблица 3. Влияние извести, минеральных удобрений и навоза на содержание подвижного фосфора и обменного калия, мг/кг

Удобрения (А)

Р2О5

К2О

перед закладкой опыта*

ротация (В)

среднее по А

перед закладкой опыта*

ротация (В)

среднее по А

2

3

4

5

2

3

4

5

1

140

135

127

130

121

131

134

115

124

120

106

120

2

163

172

197

175

146

171

127

117

143

135

127

130

3

179

182

219

186

157

185

125

112

141

127

129

127

4

135

204

233

227

184

196

132

126

167

151

126

140

7

158

248

313

249

206

235

123

139

185

153

145

149

10

138

204

276

241

200

212

152

150

175

158

124

152

11

138

210

276

220

179

204

139

116

123

103

135

123

12

142

130

136

117

101

125

145

148

167

142

138

148

среднее по В

149

185

222

193

162

149

134

128

153

136

129

НСР0,01 гл. эфф. А

48

20

НСР0,01 гл. эфф. В и АВ

38

16

Подтверждением этого является эффективность использования калия удобрений и почвы. В первой ротации суммарные потери обменного калия составили 57-708 кг/га, а вынос - 669-1031 кг/га, во второй ротации соответственно 237-876 кг/га и 669-1095кг/га, в третьей ротации - 407-491 кг/га и 727-908 кг/га и в четвёртой ротации - 264-462 кг/га и 472-598 кг/га. Для формирования урожая культуры использовали необменные формы калия. В первой ротации потребность растений в элементе за счёт необменных его форм удовлетворялась в среднем на 57%, во второй - на 59%, в третьей - на 44% и в четвёртой - на 27%. Это указывает на то, что калий минералов нельзя считать неисчерпаемым источником для питания растений. При отрицательном балансе для оценки изменения калийного режима важным является знать затраты калия, вызывающие снижение обменного калия в почве на 10 мг/кг. Для снижения обменного калия на 10 мг/кг почвы в третьей ротации вынос составил 243 кг, в четвёртой - 130 кг/га (табл. 4). При этом темпы снижения обменных форм калия по ротациям в среднем были близкими и составили 2,1-1,6 мг/кг в год. Затраты калия почвы, вызывающие в пахотном горизонте снижение обменного калия зависят от процесса мобилизации его из необменных форм. По нашим данным при недостаточном внесении калийных удобрений в течение длительного времени мобилизующая способность почвы в отношении данного элемента значительно снижается.

Таблица 4. Нормативы затрат калия (кг/га), дополнительно вынесенных из почвы для уменьшения содержания его на 10 мг/кг почвы

Ротации

Скорость снижения, мг/кг в год

Вынесено сверх внесённого, кг/га д.в. в год

Затраты калия почвы

3-я ротация

2,1

51

243

4-я ротация

1,6

21

130

Как показали наши исследования, проводимые в пятой ротации на ячмене для получения высоких урожаев данной культуры, требуется обязательно вносить калийные удобрения. При определении насыщенности пашни калийными удобрениями необходимо, прежде всего, учитывать уровень урожайности культур.

В наших исследованиях применение удобрений, содержащих в своём составе фосфор, в первой и второй ротациях, способствовало значительному накоплению его в почве (см. табл. 3). Содержание подвижного фосфора изменялось в зависимости от доз фосфорных удобрений, коэффициент корреляции составил 0,67 или 44,6 % подвижного фосфора образуется за счёт вносимых удобрений. Затраты фосфора удобрений на увеличение содержания подвижного фосфора на 10 мг/кг в первой ротации в среднем составили 67 кг/га, во второй ротации - 56 кг/га д.в. (табл. 5). Нами установлено, что затраты фосфора на повышение содержания подвижных фосфатов в пределах одной почвенной разности изменяются в зависимости от интенсивности баланса. При интенсивности баланса до 200% они составили 38-42 кг, при интенсивности больше 250% - 73-82 кг. В третьей ротации на 1 га севооборотной площади было внесено 23 кг Р2О5, в четвёртой - 7,5 кг, что было недостаточным для поддержания созданных уровней (см. табл. 1). Снижение содержания подвижного фосфора составило в среднем по опыту 29 мг/кг, в четвёртой ротации - 31 мг/кг почвы (см. табл. 3). Темпы падения абсолютных значений возрастали с ростом обеспеченности почвы подвижным фосфором.

Однако следует отметить, что полный отказ от применения фосфорных удобрений в течение 32 лет (варианты 1 и 12) не привёл к резкому снижению содержания подвижного фосфора. Основными причинами, препятствующими значительному уменьшению содержания подвижного фосфора, являются следующие: почва сформирована на элювии пермских глин, богатых фосфором, и дважды проведено известкование по полной гидролитической кислотности. Известно, что основным источником почвенного фосфора является почвообразующая порода. Под воздействием растений, животных и микроорганизмов фосфор материнской породы вовлекается в биологический круговорот, образуются новые вторичные соединения фосфора - органические и минеральные, которые перераспределяются по профилю почвы. А известкование способствует не только сохранению остаточных фосфатов, внесенных с удобрениями в подвижном состоянии, но и увеличению подвижности природных почвенных фосфатов.

Таблица 5. Затраты фосфора удобрений на увеличение содержания подвижных фосфатов (Р2О5) на 10 мг/кг

Варианты

1- я ротация

2-я ротация

увеличение Р2О5, мг/кг

баланс (±), кг/га д.в.

затраты удобрений, кг/га д.в.

интенсивность баланса, %

увеличения Р2О5, мг/кг

баланс (±), кг/га д.в.**

затраты удобрений, кг/га д.в.

интенсивность баланса, %

1

-5

-222

-

-

-8

-238

-

-

2

9

-102

-

58

25

-94

-

65

3

3

-98

-

58

37

-85

-

65

4

69

+263

38

194

29

+178

61

159

7

90

+660

73

329

65

+473

73

255

10

66

+540

82

300

72

+299

42

199

11

72

+547

76

308

66

+307

47

205

12

-12

-229

-

-

6

-269

-

-

Средние за ротацию

67

-

56

-

** - данные Л.В. Дербенёвой (1994).

Для более полной характеристики изменения содержания подвижных форм фосфора необходимо учитывать трансформацию подвижных фосфатов. По данным наших исследований вынос фосфора с урожаем в третьей и четвёртой ротациях превышал потери (табл. 6). В третьей ротации он в среднем составил 91 кг/га, в четвёртой - 74 кг/га д.в. Превышение выноса над потерями свидетельствует о последействии фосфорных удобрений, внесённых в первые две ротации. Это указывает на то, что на окультуренных дерново-подзолистых почвах фосфор удобрений длительное время остаётся доступным для растений.

При дефицитном балансе для оценки фосфатного режима нужно знать затраты почвенных фосфатов, потребляемых растениями в количествах, обеспечивающих снижение содержания подвижных фосфатов в почве на 10 мг/кг. Это позволит прогнозировать снижение подвижных фосфатов с учётом выноса. Следует отметить, что нормативы затрат по снижению подвижного фосфора из почвы в большей степени зависят от исходного фосфатного уровня и с увеличением последнего уменьшались (табл. 7). Если для снижения содержания подвижного фосфора на 10 мг/кг почвы при четвёртом классе обеспеченности (101-150 мг/кг) было вынесено его с урожаем сверх внесённого с удобрениями 100 кг, то для 6 класса (>250 мг/кг) - 38 кг/га. При этом темпы снижения подвижного фосфора составили от 1,8 до 6,5 мг/кг в год и возрастали с ростом исходной обеспеченности.

Изменение содержания подвижного фосфора в почве в зависимости от выноса можно выразить следующим уравнением регрессии:

Р2О5=8,8-0,6ЧB (1),

где Р2О5 - изменение содержания подвижного фосфора, мг/кг; В - вынос Р2О5 сельскохозяйственными культурами, кг/га.

Таблица 6. Трансформация подвижного фосфора в пахотном горизонте в третьей и четвёртой ротациях севооборота, кг/га д.в.

Варианты

Внесено удобрений за 8 лет

Сумма удобрений и почвы в начале ротации

Содержание в почве в конце ротации

Изменения в почве

Вынос с урожаем за 8 лет

Мобилизация

Третья ротация

1

155

536

390

146

287

141

2

155

746

525

221

320

99

3

155

812

558

254

321

67

4

155

854

681

173

356

183

7

155

1094

747

347

365

18

10

155

983

723

260

353

93

11

155

983

660

323

355

32

12

155

563

351

212

303

91

Четвёртая ротация

1

60

450

363

87

208

121

2

60

585

438

147

227

80

3

60

618

471

147

227

80

4

60

741

552

189

244

55

7

60

807

618

189

262

73

10

60

783

600

183

234

51

11

60

720

537

183

218

35

12

60

411

303

108

208

100

Таблица 7. Затраты почвенных фосфатов, потребляемых растениями (кг/га), эквивалентных снижению содержания подвижных фосфатов в почве на 10 мг/кг

Р2О5, мг/кг почвы

Скорость снижения, мг/кг в год

Вынесено сверх внесённого, кг/га д.в. в год

Затраты почвенных фосфатов

101-150

1,8

18

100

151-200

3,3

21

64

201-250

5,0

22

46

>250

6,5

25

38

Третья ротация

4,8

22,7

47

Четвёртая ротация

3,9

21,1

54

В среднем за две ротации

4,4

21,8

51

Определение группового состава фосфатов показало, что использование почв без внесения фосфорных удобрений приводит к ухудшению фосфатного режима за счёт использования доступных фосфатов растениями и их перегруппировки.

В пятой ротации по сравнению с третьей отмечается снижение общей суммы минеральных фосфатов на 3,9-16,4 мг/100 г почвы. Существенно уменьшилась сумма фосфатов кальция (на 11,9-23,5 мг/100 г почвы). После прекращения внесения удобрений содержание легкоусвояемых фосфатов падает быстрее, чем менее растворимых форм. Содержание однозамещенных фосфатов (Са-Р1) в среднем по опыту снизилось вдвое, двухзамещенных - на 2,6 мг/100 г и трехзамещенных - на 5,4 мг/100 г почвы. В то же время содержание фосфатов алюминия повысилось на 33,6% и фосфатов железа - на 28,6 %. На перераспределение минеральных фосфатов существенное влияние оказывают кислотность почвы и сумма обменных оснований, а изменение данных показателей напрямую связано с известкованием. Увеличение содержания полуторных окислов пропорциональны повышению кислотности почвы (r=0,75), а снижение количества фосфатов кальция уменьшению суммы обменных оснований (r=0,64). Полученные результаты указывают, что одним из главных условий улучшения фосфатного режима почв является известкование. На превращение остаточных фосфатов существенное влияние оказали и ранее вносимые удобрения. Установлено длительное (в течение 24 лет) положительное последействие навоза на фосфатный режим почв. По органической системе удобрения (2 вариант) отмечается меньшее снижение фосфатов кальция и незначительное повышение фосфатов алюминия и железа. Совместное использование органических и минеральных удобрений также способствует меньшему образованию полуторных фосфатов.

В то же время применение одних минеральных удобрений и особенно азотно-калийных (вариант 12) привело к увеличению фосфатов полуторных окислов с 22,5 до 45,6 мг/100 почвы. Это указывает на то, что фосфор, накопленный в почве при применении навоза, более подвижен, так как меньше связывается с полуторными окислами, чем при внесении минеральных удобрений, которые мобилизуют эти окислы.

В настоящее время при резком сокращении применения фосфорных удобрений вопросы превращения фосфора и, в частности, влияние известкования на мобилизацию фосфатов дерново-подзолистых почв различной степени окультуренности представляют большой практический интерес. Для решения поставленной задачи был заложен лабораторный опыт в 3-кратной повторности. Для проведения опыта использовали пахотный слой дерново-мелкоподзолистых тяжелосуглинистых почв разной степени окультуренности (табл. 8).

Таблица 8. Физико-химические показатели пахотного слоя дерново-мелкоподзолистых тяжелосуглинистых почв до закладки опыта

Гумус, %

рН(KCl)

Мг-экв./100г почвы

V, %

Степень подвижности Р2О5, мг/л

Подвижные элементы, мг/кг

S

Hг

EКО

Р2О5

К2О

2,26

4,3

16,4

4,7

21,1

78

0,08

28

56

1,91

5,8

19,2

4,4

23,6

81

0,10

115

167

2,53

5,7

22,0

2,1

24,1

91

0,39

230

127

1,94

5,8

22,9

2,6

25,5

90

0,95

472

182

* Исследования проведены совместно с Л.В. Дербенёвой.

Известкование по разному повлияло на содержание подвижных фосфатов, определяемых по Кирсанову (табл. 9).

Таблица 9. Содержание подвижного фосфора по срокам компостирования разноокультуренных дерново-мелкоподзолистых тяжелосуглинистых почв, Р2О5 мг/кг почвы

Исходное содержание Р2О5 (А)

Варианты (В)

Продолжительность компостирования (месяцы)

Средне по А

1

2

3

5

10

28

Без извести

29

28

28

23

21

25

Известь по 1 Hг

28

26

29

23

17

115

Без извести

108

92

109

83

84

102

Известь по 1 Hг

125

128

122

98

72

230

Без извести

234

236

209

180

111

198

Известь по 1 Hг

230

242

229

190

116

472

Без извести

478

369

381

365

242

353

Известь по 1 Hг

472

388

319

281

236

Средне по В

Без извести

112

181

182

166

115

Известь по 1 Hг

214

196

175

148

110

НСР0,01 гл. эфф. А

14

6

10

5

11

НСР0,01 гл. эфф. В и АВ

9

4

7

3

8

НСР0,01 для частных различий

19

9

14

7

16

На кислых почвах с низким содержанием фосфора (28 мг/кг) известкование не оказало существенного влияния на содержание подвижного фосфора. В нейтральных почвах изменения зависели от исходного содержания фосфора и продолжительности компостирования. При повышенной (115 мг/кг) и высокой (230 мг/кг) обеспеченности почв фосфором положительное действие извести проявлялось до 5 месяцев, но наибольшим было на 2-ом и 3-ем месяце. При очень высоком исходном содержании фосфора (472 мг/кг) положительное действие извести отмечалось только на второй месяц, в дальнейшем наблюдалось резкое снижение запасов подвижного фосфора. Уменьшение содержания подвижного фосфора с увеличением срока компостирования связано с тем, что в растворе повышалось содержание кальция и шло новообразование трёхзамещенных фосфатов кальция.

Изучение динамики фракционного состава минеральных фосфатов показало, что общая сумма минеральных фосфатов находилась в прямой зависимости от исходного содержания подвижного фосфора. На почве кислой с низким содержанием фосфора известкование не оказало влияние на содержание минеральных фосфатов. Наибольшее увеличение суммы минеральных фосфатов на 44 мг/кг отмечалось в почве с содержанием подвижного фосфора 115 мг/кг при рН 5,7. При содержании подвижного фосфора 230 и 472 мг/кг почвы известкование увеличило количество одно- и трехзамещенных фосфатов и снизило - 2-замещенных. Содержание фосфатов алюминия и железа почти не изменилось.

Полученные данные свидетельствуют, что на групповой состав минеральных фосфатов оказывает влияние и реакция почвенной среды. На сильнокислых почвах известкование не позволяет сразу достичь оптимального значения рН. Под воздействием процесса нитрификации на кислых почвах повышается подвижность алюминия и железа, что приводит к некоторому увеличению фосфатов алюминия. Смещение реакции почвенного раствора до 6,4-6,5 при известковании сопровождается значительным увеличением концентрации иона кальция, что привело к увеличению фосфатов кальция на 23-36 мг/кг. При рН до 6,2 содержание фосфатов кальция и общая сумма минеральных фосфатов не изменилась.

3. Эффективность минеральных удобрений на ячмене, озимой ржи, картофеле и клевере в зависимости от содержания подвижного фосфора в почве

Влияние фосфатных уровней на урожайность и качество ячменя. Для определения отзывчивости ячменя на содержание подвижного фосфора в почве исследования проводили в третьей, четвёртой и пятой ротациях севооборота многолетнего стационарного опыта.

Данные таблицы 10 свидетельствуют о положительном влиянии уровней обеспеченности почв подвижным фосфором на урожайность ячменя. Наибольшая урожайность 42 ц/га в третьей ротации и 39,7 ц/га в четвёртой получена при содержании подвижного фосфора 101-150 мг/кг почвы. Действие фосфатных уровней определялось метеоусловиями вегетационного периода. За годы исследований неблагоприятными для роста и развития ячменя были 1991 и 1999 годы. В 1991 году в мае - июне развитие ячменя проходило при высокой температуре и резком недостатке влаги, а в августе выпало 2,5 нормы осадков. 1999 год был холодный с неравномерным распределением осадков. В мае развитие проходило при недостатке тепла, в июне - при недостатке влаги и в августе при недостатке тепла и избыточном увлажнении. Это сказалось на отзывчивости данной культуры на содержание подвижного фосфора в почве. В 1991 году с увеличением содержания фосфора в почве отмечалось существенное повышение урожайности во всех вариантах. Наибольшая прибавка 8,0 ц/га к уровню фосфора 51-100 мг/кг была получена при очень высоком содержании

Таблица 10. Урожайность ячменя в зависимости от содержания подвижного фосфора в почве

<...

№ группы

Р2О5, мг/кг почвы

Количество учётов в группе

Средняя урожайность (М±m), ц/га

Отклонения от

1 группы

2 группы

3 группы

4 группы

средняя (1989, 1991 гг.)

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены