Изменение содержания элементов питания и углерода в соломе сельскохозяйственных культур в процессе ее трансформации в дерновоподзолистых почвах

Использование агротехнического приема запашки соломы в качестве органического удобрения. Оценка содержания элементов питания в неразложившихся остатках соломы в зависимости от ее видового состава при разложении на протяжении вегетационного периода.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 25.01.2019
Размер файла 43,8 K

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.

Почвоведение и агрохимия №1(48) 2012

Размещено на http://www.allbest.ru/

70

Почвоведение и агрохимия №1(48) 2012

70

ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ И УГЛЕРОДА В СОЛОМЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В ПРОЦЕССЕ ЕЕ ТРАНСФОРМАЦИИ В ДЕРНОВОПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ

Е.Н. Богатырева, Т.М. Серая, Е.Г. Мезенцева, О.М. Бирюкова, Р.Н. Бирюков, Институт почвоведения и агрохимии, г. Минск, Беларусь

SUMMARY

CONTENT CHANGE OF NUTRIENTS AND CARBON IN AGRICULTURAL CROPS STRAW IN PROCESSES IT TRANSFORMATION IN SOD-PODZOLIC SOILS

E.N. Bogatyrеva, T.M. Seraya, E.G. Mezentsеva, O.M. Biryukova, R.N. Biryukov

In model-field experiments the dynamics of nutrients and carbon content in inmineralizating residues of the different straw kinds in processes of its transformation in sod-podzolic soils is studied.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время применение интенсивных систем земледелия в сложившейся экономической ситуации особенно остро требует разработки технологических приемов возделывания культур на основе рентабельности производства сельскохозяйственной продукции. Значительным резервом в улучшении оптимизации аграрных биоценозов в условиях изменения структуры посевных площадей и переходом на бесподстилочное содержание скота является запашка соломы в качестве органического удобрения. Использование этого агротехнического приема оказывает положительное влияние на гумус, обогащая почву органическим веществом; повышает биологическую активность почвы, являясь доступным энергетическим материалом для почвенной микрофлоры; улучшает агрохимические показатели почвенного плодородия за счет поступления биофильных элементов питания; оптимизирует физические свойства почвы [1-4].

Запашка соломы способствует не только повышению плодородия почвы и имеет большую экологическую значимость, но и является экономически выгодным приемом, обеспечивающим экономию материальных, энергетических и трудовых затрат, что в конечном итоге увеличивает рентабельность производства сельскохозяйственной продукции [5, 6].

Основным показателем эффективности применения любого агротехнического приема является прибавка урожайности возделываемых культур. Действие соломы как удобрения на урожайность сельскохозяйственных культур противоречиво и неоднозначно. По данным В.И. Ульянчика с соавторами [7], запашка соломы озимой ржи (4,7-5,2 т/га) не оказала заметного влияния на сбор клубней картофеля. В работе [8] установлено отрицательное действие соломы озимой пшеницы, запаханной в дозе 7 т/га без внесения азота, что проявилось в уменьшении урожая ячменя на 3,5 ц/га. По данным П.И. Никончика с соавторами [9], на фоне минеральных удобрений при запашке соломы озимой ржи дважды за ротацию 8-польного севооборота наблюдалась тенденция снижения его продуктивности.

В то же время в ряде опытов установлено, что запаханная солома оказывает положительное влияние на продуктивность сельскохозяйственных культур уже в первый год использования [2, 10]. В исследованиях некоторых авторов отмечено положительное влияние соломы на урожайность во второй и третий годы после запашки. Так, А.А. Каликинским с соавторами [11] не установлено существенной прибавки урожая семян люпина от запашки 5 т/га соломы на фоне внесения компенсирующей дозы азота в год внесения; не оказала запаханная солома влияния на урожайность зерна озимой ржи и в первый год последействия; положительное влияние соломы проявилось только на третий год после ее внесения в почву - получена прибавка клубней картофеля на уровне 18,2-38,5 ц/га. В работе [12] также не отмечено положительного эффекта от применения соломы озимой ржи в количестве 5 т/га в прямом действии на урожайность картофеля. Однако, в первый год последействия при выращивании ячменя солома обеспечила прибавку урожая зерна на уровне 28%; во второй год на посеве смеси сераделлы с овсом запаханная солома увеличила урожайность кормовой массы на 30%.

Противоречивость полученных результатов обусловлена тем, что влияние соломы на урожайность сельскохозяйственных культур зависит от комплекса взаимосвязанных факторов: почвенно-климатических условий, предшественника, биологических особенностей возделываемой культуры, химических компонентов, входящих в состав соломы, ее анатомического строения и т.п. немаловажное значение при этом имеет соотношение С/N, поскольку чем это соотношение уже, тем быстрее разлагается солома, при увеличении этого соотношения деструкция соломы микроорганизмами затруднена. наиболее благоприятным соотношением углерода к азоту, обеспечивающим активное функционирование почвенных микроорганизмов, энергичное разложение соломы и необходимый уровень азотного питания растений, считают 20-30:1 [13]. При широком соотношении углерода к азоту (80-100:1) происходит биологическое закрепление минерального азота почвы в плазме размножающихся микроорганизмов. Это связано с тем, что внесение соломы в почву всегда активизирует микрофлору почвы, однако доступного азота соломы недостаточно для покрытия потребности микроорганизмов в этом элементе, используемом при синтезе белка. Следовательно, недостаток азота микроорганизмы будут компенсировать путем использования азотного запаса почвы из-за сравнительно большого потребления ими этого элемента, вследствие чего ухудшаются условия азотного питания растений, что в конечном итоге может привести к снижению урожайности культуры, под которую была запахана солома. Для того, чтобы уменьшить иммобилизацию минерального азота почвы при удобрении соломой и обеспечить оптимальное соотношение С/N для беспрепятственного разложения растительных остатков, вносят компенсирующую дозу азота с удобрениями. При последующем отмирании почвенной микрофлоры иммобилизованный азот вновь становится доступным для растений и используется последующими культурами, что положительно сказывается на их урожайности. При этом в зависимости от условий разложения и химического состава соломы в течение первых трех месяцев минерализуется около 30-50% запаханной побочной продукции, за год - 50-80%, остальная часть минерализуется позднее [14-17]. Поэтому ценность соломы как органического удобрения заключается в том, что она обладает длительным действием.

Научно-практический интерес представляет количественная оценка содержания элементов питания в неразложившихся остатках соломы в зависимости от ее видового состава и удобрения азотом при разложении побочной продукции на протяжении вегетационного периода.

Цель исследований - оценить содержание элементов питания и углерода в неминерализованных остатках соломы сельскохозяйственных культур при ее трансформации в дерново-подзолистых почвах.

МЕТОДИКА И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Модельно-полевые исследования по оценке изменения содержания элементов питания и углерода в неминерализованных остатках при заделке соломы в почву в зависимости от степени ее минерализации были проведены с разными видами соломы в 2008-2011 гг. В 2008 г. была заложена на минерализацию солома рапса, в 2009 г. - солома люпина, в 2010 г. - солома ячменя и кукурузы. запашка солома органический удобрение

Исследования проводили в ГП «Экспериментальная база им. Суворова» на дерново-подзолистой супесчаной на морене почве и в СПК «Щемыслица» на дерново-подзолистой легкосуглинистой, развивающейся на мощном лессовидном суглинке, почве. Дерново-подзолистая супесчаная почва перед закладкой опыта характеризовалась следующими агрохимическими показателями: рнKCl 5,6-5,9, содержание Р2О5 - 140-160 мг/кг, К2О - 160-180 мг/кг почвы, гумуса - 2,23-2,52%. Пахотный слой дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы имел следующие агрохимические характеристики: рнKCl 5,4-5,7, содержание Р2О5 - 275-315 мг/кг, К2О - 180-200 мг/кг почвы, гумуса - 1,65-1,80%. Определение агрохимических показателей почвы проводили по общепринятым методикам: гумус - по Тюрину в модификации ЦИнАО (ГОСТ 26213-91); pHKCl - потенциометрическим методом (ГОСТ 26483-85); подвижные формы фосфора и калия - по Кирсанову (ГОСТ 26207-91).

Опыт предусматривал изучение содержания основных элементов питания и углерода в неминерализованных остатках разных видов соломы с дополнительным внесением азота и без него. Компенсирующие дозы минерального азота рассчитаны с учетом создания оптимального соотношения С:N = 20-30:1. В качестве минерального удобрения использовали карбамид.

В мешочки из стеклоткани размером 25Ч40 см помещали 1,0 кг почвы (в пересчете на воздушно-сухую) и 25 г соломы изучаемых культур (в пересчете на стандартную влажность - 16%). Глубина заделки мешочков - 15-17 см. Все образцы закладывали одновременно на весь период исследований.

Образцы извлекали из почвы в трех повторностях в четыре срока: 1-й - осенью перед наступлением устойчивых заморозков (ноябрь); 2-й - весной в начале активной вегетации озимых зерновых культур (апрель); 3-й - в период активного потребления элементов минерального питания сельскохозяйственными культурами (июнь); 4-й - в период уборки зерновых культур (август) (табл. 1). Данный опыт имитировал изменение содержания элементов питания и углерода в неминерализованных остатках соломы на протяжении вегетационного периода.

Таблица 1. Сроки отбора неминерализованных остатков соломы, заложенной на минерализацию в дерново-подзолистые почвы

Срок отбора образца

Рапс яровой

люпин узколистный

Кукуруза

Ячмень яровой

Закладка опыта

18.09.2008 г.

24.09.2009 г.

20.09.2010 г.

20.09.2010 г.

Извлечение образцов через 2 мес.

18.11.2008 г.

24.11.2009 г.

24.11.2010 г.

24.11.2010 г.

Извлечение образцов через 7 мес.

20.04.2009 г.

26.04.2010 г.

25.04.2011 г.

25.04.2011 г.

Извлечение образцов через 9 мес.

19.06.2009 г.

23.06.2010 г.

22.06.2011 г.

22.06.2011 г.

Извлечение образцов через 11 мес.

21.08.2009 г.

25.08.2010 г.

26.08.2011 г.

26.08.2011 г.

Для определения массы неминерализованного остатка и химического состава образцов после извлечения мешочков из почвы высыпали из них смесь почвы с соломой, из которой удаляли проникшие туда корни растений (если таковые имелись). После этого методом декантации в воде отделяли остатки соломы от почвы, сливая всплывшие остатки через сито с диаметром отверстий 0,25 мм. Отмытую массу сушили в термостате до сухого состояния при температуре 105 °С и взвешивали. После чего образцы анализировали на содержание основных элементов питания и углерода.

В исходных образцах соломы и извлеченных из почвы определяли зольность (ГОСТ 26714-85), содержание сухого вещества (ГОСТ 26713-85), органического углерода (ГОСТ 27980-88) и основных элементов питания (азот (ГОСТ 13496.493), фосфор (ГОСТ 26657-85), калий (ГОСТ 30504-97), кальций (ГОСТ 28901-91), магний (ГОСТ 30502-97)).

Метеорологические условия в СПК “Щемыслица” и ГП “Экспериментальная база им. Суворова” в годы проведения модельно-полевых опытов характеризовались довольно близкими значениями как по количеству выпавших осадков, так и по среднесуточной температуре воздуха, поскольку опытные поля расположены на расстоянии 30 км друг от друга. В целом, гидротермический режим во время проведения исследований был близким к средним многолетним значениям с небольшими колебаниями по отдельным месяцам.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

При изучении динамики минерализации соломы выявлена однотипность в темпах ее разложения в дерново-подзолистых легкосуглинистой и супесчаной почвах. Разница заключалась только в несколько меньшей скорости разложения соломы в супесчаной почве, что, возможно, обусловлено более низкими показателями ее микробиологической активности [18].

Установлено, что с увеличением срока минерализации на обеих почвах независимо от опытных вариантов, вес неминерализованного остатка при разложении соломы изучаемых культур в дерново-подзолистых почвах последовательно уменьшался при наиболее интенсивных потерях органической массы в начальный период проведения модельно-полевых исследований (табл. 2). Через два месяца после заделки соломы в дерново-подзолистые почвы в вариантах без азота вес неминерализованного остатка соломы кукурузы составил 56%, люпина - 61%, ячменя - 65%, рапса - 85% от исходного. Удобрение соломы азотом активизировало интенсивность минерализационных процессов, увеличивая темпы ее разложения на 7-11% по сравнению с вариантами без азота.

В течение следующих пяти месяцев в связи с низкой температурой почвы темпы убыли: вес неминерализованного остатка всех видов соломы снижался. За зимне-ранневесенний период (декабрь-апрель) он по сравнению с предшествующим уменьшился только на 12-26%.

С наступлением теплого периода в результате активизации жизнедеятельности микроорганизмов интенсивность трансформации заделанной соломы увеличивалась. Установлено, что с течением времени различия в темпах минерализации побочной продукции в вариантах с компенсирующей дозой азота и без него постепенно нивелировались. несмотря на то, что к концу первого года после заделки соломы в дерново-подзолистые почвы преимущество вариантов с добавлением азота еще сохранялось, разница в вариантах с азотом и без него была незначительной, варьируя в пределах 2-5% в зависимости от вида соломы. неминерализованный остаток соломы кукурузы в зависимости от опытных вариантов составлял 16-19% от его исходного количества, люпина - 24-27%, ячменя - 29-31%, рапса - 48-53%.

Исследования показали, что содержание золы в исходных образцах в зависимости от вида соломы варьировало в пределах 4,6-6,1% (табл. 3). По мере увеличения степени минерализации побочной продукции зольность неразложившихся остатков соломы изучаемых культур возрастала. В начальный период эти изменения по сравнению с соломой других культур были менее значительными у кукурузы и люпина. За осенний период зольность неминерализованных остатков соломы этих культур в зависимости от вариантов опыта увеличилась в 1,6-2 раза по сравнению с аналогичными показателями в исходной массе. Через 11 месяцев содержание золы в неразложившемся остатке соломы люпина было выше в среднем на 12,9% (или в 3,1 раза), кукурузы - на 13,5% (или в 3,9 раза), чем в образцах до закладки опыта.

При минерализации соломы ячменя по истечении двух месяцев в варианте без азота зольность неминерализованного остатка повысилась на 12,9%, с добавлением азота - на 15,6% по сравнению с первоначальными величинами; через 11 месяцев эти показатели увеличились в 4,9 и 5,6 раза соответственно.

В соломе изучаемых культур, в пересчете на 1 тонну, содержание элементов питания до начала опыта изменялось в широких пределах при довольно постоянном содержании углерода. В исходных образцах содержалось 6,5-8,6 кг/т азота, 4,4-6,9 кг фосфора, 19,0-31,8 кг калия, 4,1-9,2 кг кальция, 1,5-3,8 кг магния и 469477 кг/т углерода (табл. 2).

В результате развития минерализационных процессов химический состав соломы сельскохозяйственных культур заметно изменялся, причем эти изменения были типичны как для вариантов с азотом, так и для вариантов без азота и подчинялись одним и тем же закономерностям независимо от гранулометрического состава почвы. При этом на начальном этапе в связи с более интенсивной трансформацией соломы при внесении компенсирующей дозы азота содержание элементов питания и углерода в неминерализованных остатках было несколько ниже, чем в вариантах с чистой соломой, которое в дальнейшем практически исчезало.

В неразложившихся остатках соломы всех культур наиболее быстрыми темпами уменьшалось как абсолютное, так и относительное содержание калия (табл. 2, 3). При этом динамика изменения содержания этого элемента во времени однотипна для всех видов соломы. В образцах, извлеченных из дерново-подзолистых почв через два месяца после закладки опыта, абсолютное содержание калия уменьшилось в соломе рапса с 31,8 кг/т сухой массы до 2,9-3,0 кг/т, люпина - с

20,4 до 1,7-2,0 кг/т, кукурузы - с 21,0 до 1,6-2,1 кг/т, ячменя - с 19,0 до 1,6-1,8 кг/т, т.е. в неминерализованном остатке соломы содержалось всего 8-10% калия от исходного его количества. Относительное содержание калия за осенний период в среднем по опытным вариантам снизилось в соломе рапса с 3,18% до 0,37%, люпина - с 2,04% до 0,32%, кукурузы - с 2,10% до 0,37%, ячменя - с 1,90% до 0,28%.

Таблица 2 Содержание элементов питания и углерода в неминерализованных остатках при минерализации соломы в дерново-подзолистых почвах

Вариант

Срок отбора образца

Неминерализованный остаток, кг/т

Содержание в неминерализованном остатке

N

P2O5

K2O

CaO

MgO

С

кг/т

%

кг/т

%

кг/т

%

кг/т

%

кг/т

%

кг/т

%

солома рапса ярового

солома

до закладки опыта

1000

7,0

100

4,7

100

31,8

100

9,2

100

1,5

100

471

100

через 2 мес.

846

6,5

92

2,5

54

3,0

10

2,2

23

1,1

71

354

75

через 7 мес.

742

6,1

87

2,1

45

2,4

8

2,0

21

1,0

64

300

64

через 9 мес.

617

5,6

79

1,7

37

2,0

6

1,8

19

0,9

58

242

51

через 11 мес.

526

5,2

74

1,4

30

1,7

5

1,7

18

0,8

53

194

41

солома + N

через 2 мес.

780

6,2

89

2,4

51

2,9

9

2,0

22

1,0

65

316

67

через 7 мес.

669

5,8

83

2,0

43

2,3

7

1,8

19

0,9

60

256

54

через 9 мес.

563

5,3

76

1,6

34

1,8

6

1,6

17

0,8

54

210

45

через 11 мес.

483

5,1

73

1,4

29

1,6

5

1,6

17

0,7

48

172

37

солома люпина узколистного

солома

до закладки опыта

1000

8,6

100

6,9

100

20,4

100

4,6

100

3,8

100

469

100

через 2 мес.

613

5,9

69

3,7

53

2,0

10

1,5

32

0,7

19

276

59

через 7 мес.

498

5,5

64

1,5

22

1,1

5

1,4

30

0,5

14

221

47

через 9 мес.

309

4,3

50

0,9

14

0,6

3

1,0

22

0,4

10

128

27

через 11 мес.

265

3,8

44

0,8

11

0,3

2

0,9

20

0,3

9

108

23

солома + N

через 2 мес.

533

5,5

64

3,3

48

1,7

8

1,2

26

0,6

17

235

50

через 7 мес.

420

5,1

60

1,4

20

1,0

5

1,2

26

0,4

12

184

39

через 9 мес.

284

4,1

47

0,9

13

0,5

3

0,9

20

0,3

9

116

25

через 11 мес.

238

3,6

41

0,7

10

0,3

1

0,8

18

0,3

8

96

20

солома кукурузы

солома

до закладки опыта

1000

7,0

100

6,0

100

21,0

100

4,1

100

2,5

100

477

100

через 2 мес.

560

6,1

87

2,9

49

2,1

10

1,6

40

0,9

35

259

54

через 7 мес.

415

5,4

78

2,0

33

1,1

5

1,5

36

0,7

27

188

40

через 9 мес.

268

3,8

54

1,2

21

0,6

3

1,2

28

0,5

21

114

24

через 11 мес.

185

3,0

42

1,0

17

0,4

2

0,9

22

0,4

16

76

16

солома + N

через 2 мес.

451

5,3

76

2,5

41

1,6

8

1,4

34

0,7

29

205

43

через 7 мес.

354

4,8

69

1,8

30

1,0

5

1,3

32

0,6

22

158

33

через 9 мес.

220

3,4

49

1,1

19

0,5

2

1,1

26

0,5

18

91

19

через 11 мес.

164

2,7

39

0,9

15

0,3

1

0,8

20

0,4

15

67

14

солома ячменя ярового

солома

до закладки опыта

1000

6,5

100

4,4

100

19,0

100

4,2

100

1,7

100

474

100

через 2 мес.

653

6,0

92

2,6

60

1,8

10

2,4

57

0,8

49

268

56

через 7 мес.

528

5,5

85

2,1

48

1,3

7

2,2

53

0,8

47

214

45

через 9 мес.

360

5,0

76

1,3

29

0,6

3

1,6

38

0,7

40

136

29

через 11 мес.

312

4,8

75

1,0

22

0,5

3

1,4

33

0,7

38

116

25

солома + N

через 2 мес.

563

5,2

80

2,4

55

1,6

8

2,1

51

0,7

43

223

47

через 7 мес.

472

4,9

76

1,9

43

1,2

6

2,0

47

0,6

37

180

38

через 9 мес.

320

4,9

75

1,2

28

0,5

3

1,4

34

0,6

36

117

25

через 11 мес.

286

4,7

73

0,9

20

0,5

3

1,3

30

0,6

33

102

21

Таблица 3. Изменение химического состава соломы сельскохозяйственных культур при ее минерализации в дерново-подзолистых почвах

Вариант

Срок отбора образца

зольность, %

Содержание в неминерализованном остатке, % на сухое вещество

C/N

N

P2O5

K2O

CaO

MgO

С

солома рапса ярового

солома

до закладки опыта

5,9

0,70

0,47

3,18

0,92

0,15

47

67

через 2 мес.

16,3

0,77

0,30

0,36

0,26

0,13

42

55

через 7 мес.

19,1

0,83

0,29

0,33

0,27

0,13

40

49

через 9 мес.

21,7

0,90

0,28

0,33

0,29

0,14

39

44

через 11 мес.

26,3

0,99

0,27

0,32

0,32

0,15

37

37

солома + N

через 2 мес.

19,0

0,80

0,31

0,37

0,26

0,13

41

51

через 7 мес.

23,3

0,87

0,30

0,35

0,27

0,14

38

44

через 9 мес.

25,5

0,95

0,29

0,33

0,29

0,15

37

39

через 11 мес.

28,7

1,06

0,28

0,33

0,33

0,15

36

34

солома люпина узколистного

солома

до закладки опыта

6,1

0,86

0,69

2,04

0,46

0,38

47

54

через 2 мес.

10,0

0,97

0,60

0,32

0,24

0,12

45

47

через 7 мес.

11,5

1,11

0,31

0,22

0,28

0,11

44

40

через 9 мес.

17,2

1,39

0,30

0,19

0,33

0,12

41

30

через 11 мес.

18,5

1,44

0,29

0,13

0,35

0,12

41

28

солома + N

через 2 мес.

11,7

1,03

0,62

0,31

0,23

0,12

44

43

через 7 мес.

12,5

1,23

0,33

0,23

0,28

0,11

44

36

через 9 мес.

18,3

1,44

0,31

0,19

0,33

0,12

41

28

через 11 мес.

19,5

1,49

0,30

0,12

0,34

0,12

40

27

солома кукурузы

солома

до закладки опыта

4,6

0,70

0,60

2,10

0,41

0,25

48

68

через 2 мес.

7,4

1,08

0,52

0,37

0,29

0,16

46

43

через 7 мес.

9,1

1,31

0,48

0,26

0,36

0,16

45

35

через 9 мес.

14,7

1,42

0,46

0,24

0,43

0,20

43

30

через 11 мес.

17,5

1,60

0,54

0,20

0,50

0,22

41

26

солома + N

через 2 мес.

9,1

1,18

0,55

0,36

0,31

0,16

45

39

через 7 мес.

11,1

1,36

0,51

0,28

0,37

0,16

44

33

через 9 мес.

17,3

1,55

0,51

0,22

0,48

0,21

41

27

через 11 мес.

18,7

1,65

0,56

0,18

0,51

0,23

41

25

солома ячменя ярового

солома

до закладки опыта

5,2

0,65

0,44

1,90

0,42

0,17

47

73

через 2 мес.

18,1

0,91

0,40

0,28

0,37

0,13

41

45

через 7 мес.

18,8

1,05

0,40

0,25

0,42

0,15

41

39

через 9 мес.

24,2

1,38

0,36

0,18

0,44

0,19

38

28

через 11 мес.

25,3

1,56

0,31

0,17

0,44

0,21

37

24

солома + N

через 2 мес.

20,8

0,92

0,43

0,28

0,38

0,13

40

43

через 7 мес.

23,8

1,04

0,41

0,25

0,42

0,13

38

37

через 9 мес.

26,6

1,53

0,38

0,17

0,44

0,19

37

24

через 11 мес.

28,9

1,65

0,31

0,17

0,45

0,20

36

22

В образцах, извлеченных через 11 месяцев после закладки соломы в дерновоподзолистые почвы, абсолютное содержание калия составляло только 1-5% (или 0,3-1,7 кг/т) от исходных величин.

В отличие от калия, темпы снижения содержания кальция и магния в неминерализованных остатках в результате развития процессов трансформации соломы изучаемых культур в дерново-подзолистых почвах зависели от ее вида. Через 2 месяца абсолютное содержание кальция в неразложившихся остатках в зависимости от видового состава соломы в среднем варьировало в пределах 1,4-2,3 кг/т побочной продукции, что было на 46-77% меньше по сравнению с первоначальными значениями. Данные показатели для магния находились на уровне 0,7-1,1 кг/т и 32-82% соответственно. При этом за осенний период максимальная убыль содержания кальция в неминерализованном остатке характерна для соломы рапса, минимальная - для соломы ячменя. В то время как наиболее сильное снижение содержания магния отмечено в соломе люпина, наименьшее - в соломе рапса. Через 11 месяцев после закладки опыта абсолютное содержание кальция в соломе рапса в среднем по опытным вариантам составило 1,7 кг/т, люпина - 0,9 кг/т, кукурузы - 0,9 кг/т, ячменя - 1,4 кг/т, что в зависимости от вида соломы было в 3-6 раз ниже от первоначального количества. Различия в содержании магния были еще более существенными - количество магния уменьшалось от 2 до 13 раз. несколько иная зависимость наблюдалась по относительному содержанию данных элементов в неминерализованных остатках соломы. В наибольшей степени их относительное количество по сравнению с исходным содержанием уменьшалось в начальный период разложения. В дальнейшем наблюдался некоторый прирост в относительном накоплении кальция и магния.

Наиболее высокие темпы убыли абсолютного содержания фосфора в соломе, заложенной на минерализацию в дерново-подзолистые почвы, отмечены в первые два месяца. За этот период содержание фосфора в неразложившихся остатках независимо от вида соломы уменьшилось в среднем на 50%, за 11 месяцев - на 70-89% (или 3,3-6,2 кг/т) по сравнению с исходным его количеством.

Что касается относительного содержания фосфора, то на первоначальном этапе наиболее выраженное снижение данного показателя наблюдалось в неразложившихся остатках соломы рапса (с 0,47% в исходном образце до 0,31%). В неминерализованных остатках соломы других культур изменения были менее выражены. В последующие периоды относительное содержание фосфора мало менялось на протяжении всего опыта, за исключением данного показателя в соломе люпина.

В отличие от зольных элементов, между абсолютным и относительным содержанием азота наблюдалась обратная зависимость. В разлагающейся соломе изучаемых культур на протяжении всего периода минерализации при уменьшении абсолютного содержания азота отмечено увеличение его относительных величин. При этом установлено, что снижение абсолютного содержания азота, в отличие от других элементов питания, характеризовалось более низкими темпами. В среднем этот показатель в неминерализованных остатках соломы, извлеченных из дерново-подзолистых почв, в процессе разложения органической массы в течение двух месяцев уменьшился на 9-33%. К концу проведения модельно-полевых опытов в неразложившейся соломе сохранялось 41-74% азота от его исходного содержания при более низких показателях в соломе люпина и кукурузы, при более высоких - в соломе рапса и ячменя.

Относительное содержание азота в остатках соломы рапса за осенний период увеличилось в зависимости от опытных вариантов с 0,70% до 0,77-0,80%, люпина - с 0,86% до 0,97-1,03%, кукурузы - с 0,70% до 1,08-1,18%, ячменя - с 0,65% до 0,91-0,92%. наиболее высокое относительное содержание азота в неразложившихся остатках соломы сельскохозяйственных культур (в 1,4-2,4 раза превышаюшее первоначальные значения) для всех вариантов опыта было отмечено через 11 месяцев после закладки опыта. на аналогичное поведение азота, приводящее к существенному накоплению относительного его содержания при снижении абсолютного, указано также в работах [19, 20]. По мнению авторов работ [14, 17, 21], столь своеобразное поведение азота при разложении растительных остатков, приводящее к уменьшению его абсолютного и увеличению относительного содержания, по-видимому, является вторичным и обусловлено ресинтезом белковых соединений в виде плазмы микроорганизмов, при отмирании которых образуются высокомолекулярные азотсодержащие органические соединения. Эти вещества могут взаимодействовать с трудно разлагаемыми продуктами соломы, в частности, с лигнином, вследствие чего процентное содержание азота при разложении соломы может увеличиваться.

Абсолютное содержание углерода в неминерализованных остатках при разложении соломы рапса в дерново-подзолистых почвах с течением времени уменьшалось. Через 2 месяца в зависимости от опытных вариантов его содержание снизилось на 25-33% (или на 117-155 кг/т сухой массы) к концу опыта данные показатели составили 37-41% от исходной величины.

Для соломы люпина, кукурузы и ячменя по всем опытным вариантам характерны аналогичные закономерности по снижению содержания углерода в неразложившихся остатках. Отличие заключается в том, что в остатке соломы этих культур, по сравнению с соломой рапса, к концу проведения исследований содержание углерода было ниже в 1,7-2,6 раза при практически одинаковом его количестве в побочной продукции до закладки опыта.

Относительное содержание углерода в неминерализованных остатках в процессе разложения соломы изучаемых культур также уменьшалось. Через 11 месяцев в образцах, извлеченных из дерново-подзолистых почв, в относительном выражении содержание углерода в остатке соломы рапса упало в среднем с 47% до 37%, люпина - с 47% до 41%, кукурузы - с 48% до 41%, ячменя - с 47% до 37%.

Вполне закономерно, что в результате изменений, которым подвержен химический состав соломы сельскохозяйственных культур при минерализации в дерновоподзолистых почвах, меняется соотношение между элементами питания. В этом случае важным моментом является определение изменений в углеродно-азотном соотношении в процессе развития деструкционных процессов. Установлено, что с увеличением срока минерализации всех видов соломы отношение углерода к азоту в неминерализованных остатках менялось в сторону уменьшения. При этом для соломы всех культур характерно некоторое сужение этого соотношения в вариантах с добавлением азота. К концу проведения модельно-полевых исследований во всех неразложившихся остатках соломы, извлеченных из дерново-подзолистых почв, соотношение С/N характеризовалось благоприятными показателями (2030:1). Исключение составила солома рапса, в которой даже через 11 месяцев протекания процессов разложения данное соотношение было несколько выше оптимального и достигало 34-37:1.

ВЫВОДЫ

1. В модельно-полевых опытах на дерново-подзолистых легкосуглинистой и супесчаной почвах установлено, что через 11 месяцев после закладки количество неразложившегося остатка соломы кукурузы в среднем составляло 17%, люпина - 25%, ячменя - 30%, рапса - 50% от исходной массы. наиболее интенсивные потери в массе соломы наблюдались в течение первых двух месяцев после закладки опыта.

2. За осенний период абсолютное содержание калия в соломе в зависимости от ее видового состава в среднем снизилось на 90-91%, фосфора - на 42-55%, кальция - на 46-77%, магния - на 32-82% по сравнению с исходным количеством. По истечении 11 месяцев содержание данных элементов в неминерализованных остатках составляло 2-5%, 11-30%, 18-32% и 9-51% соответственно от первоначальных показателей. Относительное содержание калия в соломе уменьшилось в среднем до уровня 0,13-0,33%, фосфора - 0,28-0,55%, кальция - 0,33-0,51%, магния - 0,12-0,23% против 1,90-3,18%, 0,65-0,86%, 0,41-0,92%, 0,15-0,38% в первоначальных образцах соответственно.

3. Через два месяца абсолютное содержание азота в неминерализованных остатках соломы в результате разложения органической массы в среднем уменьшилось на 9-33%. Через 11 месяцев в неразложившейся соломе сохранялось 41-74% азота от его исходного содержания. Уменьшение абсолютного содержания азота в соломе, заложенной на минерализацию, по сравнению с другими элементами питания характеризовалось более низкими темпами. Для азота наблюдалась обратная зависимость между абсолютными и относительными показателями. наиболее высокое относительное накопление азота в неразложившихся остатках соломы сельскохозяйственных культур (в 1,4-2,4 раза превышаюшее первоначальные значения) отмечено через 11 месяцев после закладки опыта.

4. При разложении соломы в дерново-подзолистых почвах абсолютное содержание углерода в неминерализованных остатках с течением времени уменьшалось. Через 2 месяца в зависимости от вида соломы абсолютное содержание углерода в среднем снизилось на 29-51%, к концу опыта данные показатели составили 15-39% от исходной величины. В относительном выражении содержание углерода через 11 месяцев в остатках соломы упало с 47-48% до 37-41%.

5. К концу проведения модельно-полевых исследований во всех извлеченных из дерново-подзолистых почв неразложившихся остатках соломы соотношение С/N характеризовалось благоприятными показателями (20-30:1). Исключение составила солома рапса, в которой данное соотношение было несколько выше оптимального и достигало 34-37:1.

ЛИТЕРАТУРА

1. Продуктивность севооборота и изменение агрохимических показателей дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы в зависимости от систем удобрения / Т.М. Серая [и др.] // Агрохимия. - 2011. - № 11 - С. 28-35.

2. Сидоров, М.И. Использование соломы на удобрение / М.И. Сидоров, Н.И. Зезюков // Земледелие. - 1988. - № 11. - С. 48-50.

3. Русакова, И.В. Солома - важный фактор биологизации земледелия /И.В. Русакова, н.А. Кулинский, А.А. Мосалева // Земледелие. - 2003. - № 1. - С. 9.

4. Нурмухаметов, Н.М. Солома и сидераты - важные средства повышения микробиологической активности почвы / Н.М. Нурмухаметов // Земледелие. - 2001. - № 6. - С. 14.

5. Анохина, Т.А. Запашка соломы гречихи как элемент биологического земледелия / Т.А. Анохина, Р.М. Кадыров, Т.Г. Бардиян // Весцi НАН Беларусi. Серыя аграрных навук. - 2009. - №2. - С. 62-67.

6. Черкасов, Г.Н. Использование растительных остатков как органических удобрений / Г.Н. Черкасов, Н.А. Чуян, Р.Ф. Еремина // Плодородие. - 2007. - № 6. - С. 22-23.

7. Ульянчик В.И. Роль зеленой массы, растительных остатков редьки масличной, соломы и минеральных удобрений на продуктивность картофеля и ячменя / В.И. Ульянчик, С.Н. Кобринец, Т.В. Гончаревич // Почва - удобрение - плодородие - урожай: материалы Междунар. науч.-практ. конф., Минск, 16-18 февр. 2009 г. / НАН Беларуси, НПЦ нАн Беларуси по земледелию, Ин-т почвоведения и агрохимии, БОП; редкол. В.В. Лапа [и др.]. - Минск, 2009. - С. 221-223.

8. Карелин, Г. наиболее целесообразное использование соломы / Г. Карелин, Н. Володарская // Земледелие. - 1974. - № 8. - С. 57-59.

9. Никончик, П.И. Комплексное влияние систем удобрений, способа использования пожнивной культуры и запашки соломы на продуктивность зернового севооборота / П.И. Никончик, А.Ч. Скируха, А.А. Усеня // Земляробства i ахова раслiн. - 2009. - № 6 (67). - С. 24-28.

10. Солома на удобрение / Ю.В. Буденный [и др.] // Земледелие. - 1990. -№ 12. - С. 53-55.

11. Каликинский, А.А. Влияние удобрения соломой на урожай сельскохозяйственных культур в звене севооборота / А.А. Каликинский, Р.Р. Вильдфлуш, В.И. Барейша // Проблемы накопления и использования органических удобрений: материалы науч. конф., Минск, 17-18 сент. 1975 г. / БелнИИПА; редкол.: С.Г. Скоропанов [и др.]. - Минск, 1976. - С. 87-90.

12. Мерзлая, Г.Е. Сравнительная эффективность систем удобрения в севообороте на дерново-подзолистой песчаной почве / Г.Е. Мерзлая, Н.М. Белоус, М.Г. Драганская // Агрохимия. - 2002. - №1. - С. 42-47.

13. Кольбе, Г. Солома как удобрение / Г. Кольбе, Г. штумпе (пер. с нем.). - М.: Колос, 1972. - 88 с.

14. Александрова, Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации / Л.н. Александрова. - Л.: наука, 1980. - 288 с.

15. Солома - органическое удобрение: рекомендации / В.А. Деревягин, М.Е. Кравченко, И.В. Русакова; ВнИПТИОУ. - Владимир, 1989. - 68 с.

16. Лебедева, Т.Б. Трансформация растительного вещества и гумусное состояние чернозема выщелоченного при использовании удобрений и известковании / Т.Б. Лебедева, С.М. надежкин, М.В. Арефьева // Агрохимия. - 2006. - № 11 -С. 18-24.

17. Гришина, Л.А. Трансформация органического вещества почвы / Л.А. Гришина, Г.н. Копцик, М.И. Макаров. - М.: Изд-во ИГУ, 1990. - 88 с.

18 Мезенцева, Е.Г. Ферментативная активность дерново-подзолистых почв в зависимости от систем удобрения / Е.Г. Мезенцева, Е.Н. Богатырева, Т.М. Серая // Плодородие почв и эффективное применение удобрений. Мат-лы Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 80-летию основания ин-та (5-8 июля 2011 г.). - Минск, 2011. - С. 257-259.

19. Минерализация растительных остатков в дерново-подзолистой суглинистой почве / н.А. Павловец [и др.] // Межведомст. темат. сб. / БелнИИПА. - Минск, 1989. - Вып. 20: Почвенные исследования и применение удобрений. - С. 106-110.

20. Павловец, Н.А. Минерализация послеуборочных растительных остатков озимой ржи, картофеля, клевера красного в дерново-подзолистой суглинистой почве / н.А. Павловец, В.В. Мудрагелова, Л.И. Берестова // Сб. науч. тр. / БелнИИПА. - Минск, 1990. - Вып. 26: Почвоведение и агрохимия. - С. 71-79.

21. Кононова, М.М. Органическое вещество почвы / М.М. Кононова. - М.: Издво Ан СССР, 1963. - 314 с.

Размещено на Allbest.ru

...

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.