Влияние дефеката на агрохимические свойства чернозема выщелоченного в агроценозе опытного поля г.Краснодар

Состояние плодородия черноземов Кубани. Влияние системы обработки почвы на свойства черноземов. Влияние применения дефеката на агрохимические свойства почв. Система удобрения полевого севооборота, а также анализ чернозема выщелоченного опытного поля.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 30.07.2020
Размер файла 1,2 M

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.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени И.Т. ТРУБИЛИНА»

Факультет агрохимии и защиты растений

Кафедра почвоведения

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Направление подготовки 35.04.03 Агрохимия и агропочвоведение

Направленность «Агробиохимия»

Влияние дефеката на агрохимические свойства чернозема выщелоченного в агроценозе опытного поля КНИИСХ им. П.П. Лукьяненко г. Краснодара

Жуков Александр Сергеевич

Руководитель:

кандидат с.-х. н., доцент А.В. Осипов

Краснодар 2019

РЕФЕРАТ

Актуальность темы. Равнинная часть Краснодарского края расположена на Азово-Кубанской низменности в ЗападномПредкавказье. Почвенный покров этой территории характеризуется незначительным разнообразием, в котором преобладают плодородные сверхмощные и мощные кубанские черноземы. Многократное использование черноземов привело к дисбалансу между их потенциальным и эффективным плодородием, о чем свидетельствует ухудшение их агрохимических свойств.

Для решения проблем по сохранению плодородия необходимо изучить и разработать научно-обоснованные приемы воспроизводства и повышения плодородия почв, а также необходимо эффективно использовать удобрения в сочетании с другими химическими мелиорантами при разнообразных технологиях выращивания культур, направленных на усовершенствование их агрохимических свойств, увеличение урожайности сельскохозяйственных культур и их качества. дефекат чернозем выщелоченный агроценоз

Цель исследований. Целью исследований является изучение изменения агрохимических свойств чернозема выщелоченного опытного поля ФГБНУ «НЦЗ им. П.П. Лукьяненко» в зависимости от применения дефеката при различных технологиях выращивания полевых культур.

Для достижения цели решались следующие задачи:

- ознакомиться и проанализировать специальные и методические литературные источники по теме работы;

- изучить условия почвообразования чернозема выщелоченного опытного поля ФГБНУ «НЦЗ им. П.П. Лукьяненко»;

- определить основные показатели почв в зависимости от использования дефеката при различных систем обработки почвы;

- выявить воздействие исследуемых факторов на урожайность и провести экономическое обоснование применения агротехнологий;

- разработка предложений для создания оптимальных агротехнологий, обеспечивающих увеличение урожайности возделываемых культур и воспроизводство плодородия чернозема выщелоченного опытного поля ФГБНУ «НЦЗ им. П.П. Лукьяненко».

Научная новизна и практическая значимость результатов исследований. Разработаны научно-обоснованные приемы воспроизводства плодородия чернозема выщелоченного опытного поля агротехнологического отдела ФГБНУ «НЦЗ им. П.П. Лукьяненко» с использованием с химического мелиоранта - дефеката при различных системах обработки почвы, обеспечивающих повышение урожайности сельскохозяйственных культур и их качества.

Структура и объем ВКР. Выпускная квалификационная работа изложена на 45 страницах компьютерного текста и состоит из введения, четырех глав, выводов, предложений производству, списка литературы из 57 источников. Работа включает 8 таблиц, 6 рисунков и 2 приложения.

ВВЕДЕНИЕ

Равнинную часть Краснодарского края занимает Западное Предкавказье, здесь распространены плодородные кубанские черноземы большой мощности гумусового слоя, сверхмощные и мощные разновидности. Но их длительное частое использование привело к дисбалансу между потенциальным и эффективным плодородием, что указывает на понижение запасов гумуса, ухудшение его качества, обеднение минеральными веществами, подкисление, загрязнение тяжёлыми металлами, что приводит к нарушению экологического равновесия[].

В связи с развитием сельскохозяйственных предприятий с разной формой собственности, для рационального ведения хозяйств и более интенсивного использования возделываемых культур, внедрения агротехнических и мелиоративных мероприятий, необходимо изучение агрохимических свойств черноземов Западного Предкавказья.

Для решения в регионе проблемы плодородия почв, основным условием является исследование и разработка научно-обоснованных приемов воспроизводства и увеличения плодородия почв, эффективного применения удобрений в совмещении с другими средствами химизации земледелия при разнообразных технологиях выращивания полевых культур которые, обеспечивают качество продукции и увеличение урожайности.

За последние десятилетия на черноземах Кубани увеличиваются площади переувлажненных почв, что приводит к потере генетической принадлежности подтипов черноземов и изменению структуры почвенного покрова.

Основной целью настоящей работы является изучение агрохимических свойств чернозема выщелоченного опытного поля ФГБНУ «НЦЗ им. П.П. Лукьяненко» в зависимости от применения дефеката при различных технологиях возделывания полевых культур.

Задачами исследований являлось:

- изучить условия почвообразования чернозема выщелоченного опытного поля ФГБНУ «НЦЗ им. П.П. Лукьяненко»;

- определить основные показатели почв в зависимости от применения дефеката при различных системах обработки чернозема выщелоченного;

- выявить воздействие исследуемых факторов на урожайность и провести экономическое обоснование применения агротехнологий.

Исследования проводились в полевых и лабораторных условиях в 2017-2018 годах на опытном поле ФГБНУ «НЦЗ им. П.П. Лукьяненко» и на кафедре почвоведения Кубанского государственного аграрного университета.

1. ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВ ЗАПАДНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ (обзор литературы)

1.1 Состояние плодородия черноземов Кубани

Почвенный покров Краснодарского края характеризуется большим разнообразием. Сверхмощные и мощные черноземы Западного Предкавказья являются самыми плодородными почвами края. Их отличает от остальных почв этого типа, довольно рыхлое сложение всей толщи почвы,мощность гумусового слоя, и богатством элементов минерального питания.

Территория Краснодарского края охватывает западную часть Северного Кавказа. Почвы края довольно разнообразны. Они издавна славятся высоким плодородием и считаются лучшими среди других регионов России.

Территория Краснодарского края подразделена на следующие ландшафты:

- степной Азово-Кубанской низменности;

- лугово-степной Приазовской низменности;

- луговые и болотные дельты реки Кубань;

- ксерофитно-степной и увалисто-равнинный Таманского полуострова;

- лугово-степной и лесостепной Закубанской наклонной равнины;

- широколиственно-лесной предгорий и низких гор;

- лесной горный, горно-террасный Черноморского побережья, луговой высокогорий;

- ландшафты речных долин.

В начале века В.В. Докучаев, С.А. Яковлев, И.В. Имшенецкий, Е.С. Блажний и другие провели исследования, которые показали, что черноземы Прикубанской и Закубанской равнин содержали в пахотном слое в основном 5-7 % гумуса, и их можно отнести к малогумусным видам. В предгорной лесостепи встречались почвы с более высоким содержанием гумуса. По результатам исследований почвенного покрова Краснодарского края можно сделать вывод, что за последние 40 лет на более 55 % территории понизились площади малогумусных черноземов и повысились слабогумусные виды данных почв. Это отмечено на обыкновенных и выщелоченных подтипах черноземах Краснодарского края.

Почти вся Азово-Кубанская низменность размещается в зоне степей. Большую часть ее почвенного покрова занимают обыкновенные, типичные и выщелоченные черноземы. Таманский полуостров занят в основном черноземами южными и различными полугидроморфными и гидроморфными почвами.

Черноземы выщелоченные Краснодарского края - это особенные почвы, благодаря их агрохимическим и водно-физическим свойствам. Важнейшее условие разумного использования черноземов выщелоченных - сохранение их плодородия. Изменяются агрохимические свойства - происходит увеличение содержания подвижных питательных веществ, что сопровождается загрязнением и деградацией.

Важной особенностьюцелесообразного использования плодородия черноземов Кубани, является оптимизация их и агрохимических и водно-физических свойств.

Среди подтипов черноземов лесостепной зоны России занимают черноземы выщелоченные, которые различаются по уровню окультуренности и деградации и по плодородию (приложение 1).

Накоплению оптимальных запасов влаги в метровом слое и сохранению значительной водопроницаемости при длительном выпадении осадковсодействует благоприятная структура генетических горизонтов чернозема выщелоченного.

Водорастворимое органическое вещество гумуса содействует мобилизации питательных веществ, увеличивает их миграционную способность, прежде всего фосфора.

Применение органических и минеральных удобрений способствует накоплению в почве питательных веществ. Увеличение плодородия должно сопровождаться повышением питательных веществ в почве. Основой оптимальных показателей черноземов является качественный состав обменно-поглощенных катионов, а точнее большая насыщенность кальцием, выщелачивание кальция провоцирует деградацию черноземных почв.

Черноземы лесостепи можно охарактеризовать высокой активностью, способностью к нитрификации и гумификации. Степеньнитрификационной способности, превышает 6-7 мг NО3 на 100 г почвы, что отрицательно отражается на потенциальном плодородии почв, потому что при переходе азота в нитратную форму возрастают его газообразные потери и вымывание нитратов из почвенного профиля, попадание их в грунтовые воды [].

Весь комплекс агрономических свойств черноземов определяетзначительный уровень потенциального плодородия, который иногда не соответствует результативному плодородию. Только при высоком качестве земледелия потенциальное плодородие черноземов может адекватно реализоваться в урожайности возделываемых сельскохозяйственных культур.

1.2 Влияние системы обработки почвы на свойства черноземов

Механическая обработка является основным фактором урегулирования гумусного состояния почв. Система обработки почв и применения удобрений - основные составляющие в современном земледелии. В условиях сокращения вносимых доз удобрений, отрицательного баланса гумуса и элементов питания растений, которые можно наблюдать на полях, функцию улучшения и сохранения плодородия черноземов отводят ресурсосберегающим технологиям обработки почвы в комплексе с эффективным применением минеральных удобрений [].

Выделяют 3 способа обработки почвы:

- основная обработка (вспашка) - это первая, наиболее глубокая (20-35 см) обработка почвы, проводимая осенью после уборки предшествующей культуры. Ее проводят с оборотом пласта с и рыхлением этого пласта, а в зоне с ветровой эрозией - без оборота пласта;

- поверхностная обработка - проводится перед посевом, во время или после на глубину до 14 см. Ее проводят с целью рыхления, перемешивания почвы, избавления от сорняков и заделки удобрений;

- специальная обработка - применяется для создания специфических условий для произрастания растений (рыхление на большую глубину, нарезка гряд, фрезерование) [].

Проблема повышения урожайности и качества сельхозпродукции в степных районах в зоне периодически промывного климата является весьма актуальной. Аграрии ищут пути сокращения затрат на производство: сведение к минимуму количество обработок, использование комбини-рованных почвообрабатывающих агрегатов [].

В настоящее время идут дискуссии между сторонниками традиционной вспашки и сторонниками энергосберегающих приемов обработки почвы. Как показывают исследования, проводимые в разных регионах страны, эффективность минимальной обработки почвы не одинакова и зависит от степени окультуренности почвы, ее гранулометрического состава и климата местности [].

Очень важную роль при освоении целины играет основная обработка почвы с оборотом пласта: образуется наиболее рыхлый пахотный слой. Очень важно урегулировать плотность - одного из главных факторов пло-дородия почвы, так как этот показатель определяетвоздушный, водный, тепловой и питательный режимы почв, а так же биологическую активность. По мере повышения степени окультуренности и улучшения свойств почв эффект более интенсивных технологий обработки снижается, и здесь целесообразнее применять минимальные обработки, так как возможность получения урожаев в обоих случаях одинаковая. Критерии допустимости минимальной обработки почвы - оптимальные показатели свойств почвы. Черноземы Краснодарского края в определенных условиях позволяют снизить интенсивность и глубину обработок почвы.

Многолетние исследования НИИ агрохимии и почвоведения Российской сельскохозяйственной академии показывают, что глубокая вспашка с оборотом пласта 1 раз в 10 лет способствует улучшению свойств чернозема выщелоченного, при этом запас продуктивной влаги увеличивается до 10 %, а коэффициент структурности повышается на 0,6 %. Но наиболее рентабельна в последующие годы чизелевание с мелким рыхлением почвы [24].

Исследования Солодовникова А.П. показали преимущество вспашки на черноземах южных, которое заключалось в более оптимальной плотности для зернобобовых. Однако плотность почвы пахотного слоя в варианте с технологией сберегающего земледелия не выходила за границы оптимальной, хотя и была на 5 % выше. Различные технологии обработки не повлияли и на накопление влаги в 30-сантиметровом слое почвы. Но использование вспашки увеличило урожайность чечевицы по сравнению с минимальной обработкой на 18,5 %, а по сравнению с нулевой - на 28,7 % [].

Что касается влияния разных технологий обработки почвы на агрохимические свойства черноземов, то исследованиями Северокубанской сельскохозяйственной опытной станцией КНИИСХ им. П.П. Лукьяненко установлено, что классический способ основной обработки почвы при возделывании сахарной свеклы способствовало наибольшим темпам разрушения гумуса (0,06 % за вегетацию). Меньшими потерями, которые за 3 года составили 0,04 %, характеризовались ежегодные поверхностная, мульчирующая и нулевая обработки чернозема выщелоченного. Объясняется это тем, что снижение интенсивности обработки почвы приводила к накоплению органического вещества в верхних слоях и менее интенсивным процессов дегумификации. Традиционная вспашка дала более равномерное распределение элементов питания в корнеобитаемом слое. Мульчирующая, поверхностная и нулевая обработки способствовали накоплению подвижных форм фосфора к концу 3-х летних исследований [36].

Способы обработки, использование удобрений и средств защиты являются важнейшими факторами, влияющими на гумусное состояние почв. Характерностьвлиянияразных систем основной обработки на гумусное состояние почвопределенаотличиями в характере применяемых удобрений и распределения в верхней части почвенного профиля растительных остатков в верхней части почвенного профиля. Система безотвальной обработки вызываетразнообразную дифференциацию частей почвенного профиля. Дифференцирование пахотного слоя по содержанию элементов питания и биологической активности происходит уже впервые 4-5 лет, когда для видимого изменения количества гумуса необходимо гораздо больше времени.Автор И.Ф. Храмцов выяснил, что продолжительное ежегодное использование минимальной обработки почвы содействует накоплению гумуса в слое 0-20 см и кое-какомууменьшению в слое 21-40 см. Регулярная отвальная вспашка служитзамедляющим фактором при гумусонакоплении (табл. 1).

Таблица 1 - Воздействие способов основной обработки почвы на содержание гумуса в черноземе выщелоченном под озимой пшеницей сорта Безостая-100, % [17].

Система основной обработки почвы

Весной

Осенью

0-20 см

21-40 см

0-20 см

21-40 см

Безотвальная

3,54

3,13

3,73

3,03

Отвальная

3,26

2,90

3,67

3,10

О.В. Енкина и Н.Ф. Коробской выяснили, чтодолговременная ежегодная вспашка чернозема выщелоченного, увеличивая интенсивность процессов минерализации, повышает скорость деструкции гумуса. А вотмелкие рыхления, наоборот, содействуютнаилучшемуусиленнию гумификации большой массы растительных остатков в поверхностном слое почвы и сохранению гумуса за счет затухания минерализационной деятельности микроорганизмов в нижних уплотненных слоях.

Черноземы Кубани обладают благоприятными агрофизическими и агрохимическими свойствами, что позволяет применять ресурсосберегающую технологию обработки почвы. Необходим индивидуальный подход при выборе вида обработки, и предпочесть традиционную вспашку, если почва переуплотнена или имеет другие неоптимальные показатели свойств почвы. Исследования ученых позволяют сделать вывод о том, что частая глубокая обработка почвы помимо того, что энергозатратна и усиливает процессы дегумификации почвы. Рекомендуется проводить вспашку на глубину 20 - 35 см не чаще 1 раза в 5-10 лет.

1.3 Влияние применения дефеката на агрохимические свойства почв.

Почвы с плохими физическими, биологическими и физико-химическими свойствами, имеющие повышенную кислотность, занимают большинство площадей в нашей стране.Только мелиорация - известкование кислых почв, может улучшить их свойства [36]

Приём коренной химической мелиорации, которая направленна на ликвидацию повышенной кислотности путем внесения нейтрализующих веществ, называют известкованием почв. Необходимость в известковании возрастает в связи с тем, что Применение минеральных удобрений подкисляет почву, из неё вымывается значительное количество магния и кальция, из-за этого появляется нужда в известковании. Под воздействием атмосферных осадков и использования удобрений происходят ежегодные потери оснований из пахотного слоя почв, эти потери зависят от почвенно-климатических условий.

Дефекат это отход сахарной промышленности, фильтрационный осадок, на который сорбируют красящие вещества. Получил обширное распространение в качестве известкового удобрения на кислых и слабокислых почвах. Эффективность дефеката связана с высоким содержанием кальция, комплекса питательных веществ и органического вещества для увеличения плодородия почвы.

Применение дефеката и извести в дозах, рассчитанных по величине гидролитической кислотности содействует перемещению слабокислой почвы в разряд нейтральной, это доказано многолетними исследованиями. Вследствие чего реакция среды (рН) увеличивается с 5,4 до 6,3-6,7 единиц, количество обменного кальция на 2,7-6,5 мг.экв. на 100 г почвы и опускается гидролитическая кислотность на 1,14-2,47 мг. экв. на 100 г почвы. Проведение известкования является главным условием эффективного использования удобрений на кислых почвах.

Многочисленные наблюдения показали, что использованиедефеката как в чистом виде, так и в комплексе с минеральными удобрениями оказалось хорошим средством для их раскисленияЗначительное внимание уделяется периодичности известкования почв. [38].

Известкование, ликвидируя избыточную кислотность почв, совершенствует их агрофизические и агрохимические свойства, увеличивает плодородие и результативность минеральных удобрений, содействуя переходу радионуклидов в недоступное для растений состояние. Такт же, известкование оказалось особенно действенным мероприятием по снижению содержания радионуклидов цезия в зерне пшеницы - в 2,4 раза, а вот для других культур оно оказалось менее эффективно [56].

Многочисленные исследования ученых-агрохимиков показали, что разные формы и дозы удобрений неодинаково влияют на свойства почв [10; 12]. Наибольшую эффективность удобрения проявляют на малоплодородных почвах в виде максимальной прибавки урожая всех возделываемых сельскохозяйственных культур относительно контроля. На более плодородных и окультуренных почвах элементы питания уже не являются лимитирующим фактором, поэтому эффективность вносимых минеральных удобрений снижается [51].

Внесенные в почву минеральные удобрения вступают во взаимодействия с ней и подвергаются превращениям, которые оказывают влияние на почвенное плодородие.

В почве постоянно происходят изменения, в том числе и те, которые ведут к потере плодородия:

- повышение кислотности;

- изменение видового состава почвенойбиоты;

- нарушение круговорота веществ;

- разрушение структуры и др.

Следствием подкисления почвенного раствора нитратными формами азотных удобрений является повышенное вымывание кальция и магния из почвенного поглощающего комплекса (ППК), что приводит к обес-структуриванию почвы [31]. Фосфорные удобрения не оказывают такого влияния, как азотные, но они могут вызывать цинковое голодание, что наблюдается в черноземах обыкновенных северных районов Краснодарского края, и накопление кадмия в выращенной продукции. Последнее является естественной примесью сырья для производства фосфорных удобрений [23].

Фосфорные удобрения производят из агроруд (апатиты, фосфориты), которые содержат примеси тяжелых металлов и радиоактивных веществ. Это необходимо учитывать при внесении высоких доз фосфорных удобрений. Так в странах Западной Европы на 1 га пашни с удобрениями ежегодно поступает около 10 г кадмия, из них 3-5 г с суперфосфатом. В некоторых районах содержание тяжелых металлов в почве стало настолько критическим, что затрудняет их использование в качестве сельхозугодий [54].

Черноземы Кубани с точки зрения источника питания растений, являются особенными, сбалансированными по многим показателям. Поэтому очень важно сохранить их плодородие для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Здесь важную роль играют научно обоснованное применение удобрений.

Многие исследования по влиянию удобрений на плодородие почвы показывают, что наилучший эффект наблюдается от комплексного применения минеральных и органических удобрений: органические удобрения - это источник органического вещества, а минеральные - быстрый источник элементов питания растений. В ходе длительных исследований Стрельникова К.Е. и Кольцовой О.М. установлено, что внесение органических и минеральных удобрений повышает содержание и под-вижностьгумуса по всему профилю чернозема выщелоченного, увеличивает мощность гумусового горизонта за счет его миграционных форм [44].

2. УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Условия почвообразования

Территория опытного поля входит в южную часть Азово-Кубанской низменной равниныи относится, по геоморфологическому районированию, к предгорно-степная и равнинной части Краснодарского края.

Типичными элементами рельефа этой территории является равнина с многочисленными понижениями - западинами.

Рельеф опытного поля представляет низменную равнину.

В центральной и восточной его части находится равнина, большая часть поля занята пониженной равниной - западиной. На участке по границам находятся более мелкие по величине, но более глубокие западины.

Взаимосвязь почв с рельефом прослеживается в следующем: на равнине сформировались черноземы выщелоченные уплотненные, на обширной пониженной равнине в западине - луговато-черноземные выщелоченные уплотненные, в мелких более глубоких западинах образовались лугово-черноземные выщелоченные уплотненные почвы.

В западинах совершается скопление атмосферных осадков. Они содействуютпромыванию карбонатов, ила в глубоколежащие слои почвы и вырабатыванию гидроморфных процессов. Это послужило одним из факторов формирования луговато - и лугово-черноземных выщелоченных уплотненных почв.

Город Краснодар входит в третий агроклиматический район, его можно охарактеризовать, как достаточно теплый, умеренно-континентальный, умеренно влажный климат.

Температура воздуха среднегодовая колеблется около + 11,8°, средняя температура самого холодного месяца (января) около - 2,7°, а наиболее теплого (июля) +25,3 °С.

Максимум температуры воздуха в июле-августе может достигать 39,5°, а абсолютный минимум отмечается в январе (-36 °С).

Переход среднесуточных температурчерез 0°, означает что происходит размерзания почвы и снеготаяния(происходит в среднем 28 февраля); переход через 7 С° указывает на начало вегетации зимующих культур (происходит 19 марта), активная вегетация соответствует переходу среднесуточных температур через 12°, продолжается примерно с 15 апреля по 23 октября.

Сумма положительных среднесуточных температур за вегетационный периодсоставляет 3576°, что позволяет возделывать множество теплолюбивых культур. Типичным для климатических условий этой территории остается мягкая короткая зима с постоянными оттепелями и продолжительным безморозным периодом. Начальные заморозки появляются в среднем с23 октября, а последние весенние - 15 апреля. Безморозный период продолжается примерно 193 дня.

Основные метеорологические особенности 2017-2018 года, можно охарактеризовать доминированием положительных отклонений температуры воздуха во все сезоны года. Наибольшие отклонения достигались осенью, в начале весны и в начале лета. Весной, в начале и конце лета выпадали обильные дожди. Нехватка осадков отмечалась осенью и зимой.

Начало лета пришлось на 25-28 апреля, тогда среднесуточная температура воздуха стабильно перешла через +16оС. Окончилось лето 22-27 сентября. Сумма активных температур, которые накопились за период с 31 марта по 14 апреля до конца лета составило 3250-3800 оС, что на 200-500оС выше нормы. Основные климатические показатели представлены по месяцам в приложении 3.

В целом, климатические условия вполне благоприятны для возделывания многих зональных сельскохозяйственных культур.

На данный момент в посевах сельскохозяйственных культур совместно произрастают многие виды сорной растительности, влаголюбивые виды произрастают в западинах.В прошлом на территории опытного поля, росларазнотравно-злаковая растительность, которая характеризуется наличием в составе большого количества представителей лугово-степного разнотравья. Это стало основным факторомформирования черноземов.

Сорная растительность представлена такими видами, как марь белая, просо куриное, канатник, щирица обыкновенная, вьюнок полевой и амброзия полыннолистная, особо распространенный карантинный сорняк.

В западинах, при повышенном увлажнении, кроме степной растительности, встречается луговое влаголюбивое разнотравье.

Почвообразующие породы представлены лессовидными отложениями.

Морфологические признаки: буровато-палеватая окраска, значительная пористость, рыхлое или слабо уплотненное сложение, карбонатность и отсутствием засоления.

Гранулометрический состав представлен в основном легкими глинами. Содержание физической глины в лессовидных легких глинах составляет 61,2, доминируют в них иловато-пылеватые фракции. Породы содержащиевысокоечислокрупнопылеватых частиц, придают им благоприятные водно-физические свойства, хорошую водо- и воздухопроницаемость. Верхние слои лессовидных отложений либо лишены карбонатов, либо содержат их в количестве от 8,2 до 11,2 %, следовательно, реакция среды в пределах от нейтральной до щелочной (рH 6,6-8,1). Химический состав и водно-физические свойства описываемых породотрицательных показателей не имеют. На них формируются черноземы.

Под влиянием повышенного увлажнения лессовидные породы в западинах приобрели более темные оглеенные тона в окраске, более уплотнены и менее пористы. Карбонаты в них промыты в более глубокие слои. Легкоглинистый гранулометрический состав.

Содержание физической глины составляет в них 61,5%. Наиболее высокое содержание илистых частиц, уплотненное сложение в условиях отрицательного рельефа обусловили менее благоприятные, чем у лессовидных отложений черноземов, водно-физические свойства. Реакция среды этих почвообразующих пород слабощелочная (рН 7,5 - 7,7).На этих породах сформировались луговато- и лугово-выщелоченные уплотненные почвы, которые характеризуются не совсем благоприятными водно-физическими свойствами.

2.2. Методика проведения исследований

Данные исследования совершались в полевых и лабораторных условиях. Полевые работы проходили на опытном поле агротехнологического отдела ФГБНУ «НЦЗ им. П.П. Лукьяненко» в 2017 году. Объектом исследований был выщелоченный чернозем уплотненный слабогумусный сверхмощный легкоглинистый, сформировавшийся на лессовидной легкой глине. Скважины были пробурены буром Неговелова и Розанова до 40 см глубиной. Образцы почвы отбирались в делянках через каждые 20 см (0-20, 20-40 см), после уборки озимой пшеницы. Общая площадь делянки - 66 м2(6х11 м).

Таблица 2 - Схема размещения делянок на опытном поле агротехнологического отдела при возделывании озимой пшеницы

Варианты опыта

Поверхностная мульчирующая обработка на 6-8 см

Традиционная обработка (вспашка на 20-27 см + поверхностная обработка на 6-8 см под колосовые культуры)

Без удобрений

дефекат

без

дефеката

дефекат

без

дефеката

С удобрениями

(NPK, 109 кг/га)

дефекат

без

дефеката

дефекат

без

дефеката

На данных делянках применяли расчетную дозу дефеката (из расчета нейтрализации полной гидролитической кислотности - 7,35 т/га СаСО3 один раз в 5 лет).

Исследования проводились на двух полевых опытах с разными системами обработки почвы: традиционной (опыт № 1) и поверхностной мульчирующей (опыт № 2) со следующими вариантами:

1. Без удобрений и дефеката (контроль).

2. С удобрениями (бездефеката).

3. С дефекатом (безудобрений).

4. С удобрениями и дефекатом.

После морфологического описания генетических горизонтов исследуемой почвы в научно-исследовательской лаборатории кафедры почвоведения были выполнены в двукратной повторности следующие виды анализов:

- гумус по Тюрину в модификации Симакова и запасы гумуса расчетным методом;

- сумма поглощенных оснований по Каппену-Гильковицу, гидролитическая кислотность по Каппену;

- кислотность почвы (рН) водной и солевой суспензии потенциометрическим методом;

- емкость катионного обмена и степень насыщенности почв основаниями расчетным методом;

По полученным результатам анализов был сформулирован сравнительный анализ изменения свойств чернозема выщелоченного уплотненного опытного поля «НЦЗ им. П.П. Лукьяненко» в зависимости от применения дефеката при разных технологий возделывании озимой пшеницы.

3. ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИМЕНЕНИЯ ДЕФЕКАТА (результаты исследований)

3.1 Характеристика чернозема выщелоченного опытного поля ФГБНУ «НЦЗ им. П.П. Лукьяненко»

Черноземы выщелоченные уплотненные занимают четвертую часть опытного поля, это примерно 14,0 га или 26,0 % от всей площади участка. Луговато- и лугово-черноземные уплотненные почвы образовались в западинах среди черноземов. Общая площадь их около 40,0 га или 75,0 % приложение 2.

Черноземы выщелоченные уплотненные занимают 13,0 га или 25,0 % общей площади опытного поля. Расположены они на равнине.

Морфологические признаки генетических горизонтов чернозема выщелоченного рассмотрены на примере почвенного разреза, заложенного на опытном поле агротехнологического отдела (рис. 1).

Рисунок 1 - Генетические горизонты чернозёма выщелоченного уплотненного, опытное поле ФГБНУ «НЦЗ им. П.П. Лукьяненко», 2017 г.

- Ап

0-22 см

Темно-серый, зернисто-комковатый, уплотнен, глинистый,корни растений, переход постепенный;

- А

22-57 см

Темно-серый, комковатый,глинистый, уплотнен, корни растений, переход постепенный;

- АВ1

57-112 см

Темно-серый с буроватым оттенком, комковатый, уплотнен, корни растений, червороины, переход постепенный;

- АВ2

112-156см

Темно-серый с бурым оттенком, комковатый, уплотнен, отдельные корни, переход постепенный;

- В

156-178см

Неоднородно бурый с затеками гумуса, структура комковатая слабо выражена, уплотнен, бывают корни, переход постепенный;

- С

178-210см

Палево-бурый, глинистый, бесструктурный, слабо уплотнен, псевдомицелий СаСО3, в нижней части белоглазка.

Полноценное название почвы- чернозем выщелоченный уплотненный сверхмощный легкоглинистый на лессовидных легких глинах.

Результаты гранулометрического анализа образцов чернозема выщелоченного уплотненного представлены в приложении 4 и рисунке 2.

а) традиционная обработка

б) поверхностная обработка

Рисунок 2 - Содержание фракций механических элементов в слое 0-20 см чернозёма выщелоченного.

При исследовании механических фракций чернозема выщелоченного по профилю, было выяснено, что пылеватая фракция занимает основное место и составляет 53,6-58,0 %, илистая фракция - 37,1-39,6 %, самую маленькую часть занимает песчаная фракция - 4,5-7,9 %. Распределение фракций равномерное.

Чернозем выщелоченный можно охарактеризуется слабо- и средне уплотненным сложением. В пределах гумусового горизонта плотность сложения находится в пределах 1,28-1,40 г/см3 (таблица 3).

В узких пределах варьируется плотность твердой фазы от 2,61 до 2,72 г/см3, а общая порозность от 48,3 до 51,0 %, это говорит о слабом уплотнении почвы и снабжает достаточную аэрацию и благоприятные условия для водопроницаемости почвы.

Таблица 3 - Водно-физические показатели чернозема выщелоченного уплотненного опытного поля агротехнологического отдела ФГБНУ «НЦЗ им. П.П. Лукьяненко» (данные кафедры почвоведения КГАУ, 2008)

Горизонт

Глу-

бина, см

Плотность

Порис- тостьобщая

Макси-мальнаягигро-скопич-ность (МГ)

Влаж-ностьзавя- дания (ВЗ)

Наимень-шаявлагоем-кость (НВ)

Полнаявлаго-емкость (ПВ)

сложе-ния

твер- дойфазы

г/см3

%

Ап

0-20

1,28

2,61

51,0

9,8

15,1

32,6

39,8

А

32-42

1,32

2,68

50,7

9,9

15,2

31,0

38,4

АВ1

76-86

1,40

2,71

48,3

10,1

15,6

26,5

34,5

АВ2

120-130

1,41

2,69

47,6

9,4

14,5

25,9

33,8

В

169-179

1,46

2,72

46,3

9,0

13,9

25,3

31,7

С

218-228

1,48

2,71

45,1

8,8

13,6

24,7

30,5

Максимальная гигроскопичность составляет 9,8 %, в горизонте АВ1 достигает значения 10,1 %, а затем снижается вниз по профилю. Влажность устойчивого завядания растений в верхнем метровом слое имеет значения от 15,1 до 15,6 %. Наименьшая влагоемкость почвы составляет 32,6 % в пахотном горизонте и снижается вниз по профилю до 24,7 %. Величина полной влагоемкости находится в пределах 30,5-39,8 %. Диапазон доступной влаги невысокий (10,9-17,5 %) от наименьшей влагоемкости в пределах гумусового горизонта).

Сумма поглощенных катионов в гумусовом горизонте составляет 31,7-35,7 мг-экв. на 100 г почвы. В пахотном и подпахотном горизонтах содержится небольшое количество гидролитической кислотности (1,1 и 0,9 мг-экв. на 100 г почвы соответственно). Реакция почвенной среды чернозема выщелоченного в верхних горизонтах слабокислая и нейтральная (табл. 4).

Чернозем выщелоченный уплотненный опытного является слабогумусным, потому что содержание гумуса в пахотном слое составляет 3,2 %. Свойственно постепенное снижение гумуса с глубиной и аккумуляция его в глубоких горизонтах. Это определяет значительную мощность (140 см) гумусового горизонта (А+АВ). Высокие запасы гумуса, они составляют 451,2 т/га.

Таблица 4 - Химические и физико-химические показатели чернозема выщелоченного уплотненного опытного поля агротехнологического отдела ФГБНУ «НЦЗ им. П.П. Лукьяненко» (данные кафедры почвоведения КГАУ, 2008)

Горизонт

Глубина отбора образца, см

Гумус,%

Запасы гумуса по горизонтам

Запа-сыгуму -са в гуму -совом гори -зонте

рН

Сумма погло- щен- ныхкатио- нов

Гид-ролити-ческая кислот-ность

Ем- кость кати-онногообме- на

т/га

Н2О

КСl

мг-экв. на 100 г почвы

Ап

0-20

3,2

81,9

451,2

6,3

5,0

35,2

1,1

36,3

А

32-42

2,6

113,3

6,8

5,8

35,7

0,9

36,6

АВ1

76-86

2,2

175,6

7,4

6,2

33,1

-

33,1

АВ2

120-130

1,9

80,4

7,8

6,3

31,7

-

31,7

В

170-180

1,3

129,1

7,9

-

31,5

-

31.5

С

200-210

0,7

-

8,2

-

28,2

-

28,2

Таким образом, чернозем выщелоченный уплотненный опытного поля агротехнологического отдела ФГБНУ «НЦЗ им. П.П. Лукьяненко» имеет достаточно хорошие структурный состав и агрохимические свойства, удовлетворительные водно-физические свойства и обладает хорошим потенциальным плодородием.

3.2 Изменение свойств чернозема выщелоченного от применения дефеката и системы обработки

Важнейшим из факторов, определяющим агрофизические, физико-химические, химические и биологические свойства почвы является органическое вещество почвы. В России одной из основных проблем современного земледелия становится дегумификация обрабатываемых почв. Она охватила практически все земледельческие районы.

По нашим исследованиям видно, что содержание гумуса в пахотном слое чернозема выщелоченного под озимой пшеницей сорта Безостая - 100 составило менее 4 %, что позволяет отнести их к слабогумусным видам черноземов.

Содержание гумуса в верхнем горизонте колебалось в пределах 3,58-3,90 % независимо от системы обработки почвы и дефеката (таблица 4 и 5).

С глубиной по почвенному профилю содержание гумуса закономерно постепенно уменьшается.

Таблица 5 - Влияние традиционной обработки почвы с применением дефеката на изменение агрохимических свойств чернозёма выщелоченного (2018 г.)

Варианты

опыта

Глубина,

см

Гумус, %

Запасыгумуса, т/га

pH Н2О

Сумма погло-щенныхосно-ваний

Гидроли-тическая кислот-ность

Степень насыщенности основаниями

мг. -экв. 100 г

Без удобрений и дефеката,

(котроль)

0-20

3,82

104,7

6,6

30,6

3,7

89,2

20-40

3,62

101,4

6,6

29,7

2,9

91,1

С удобрениями

0-20

3,97

110,4

6,5

29,8

4,6

86,6

20-40

3,62

99,9

6,4

30,8

4,0

88,5

С дефекатом

0-20

3,77

101,8

6,8

32,3

3,0

91,5

20-40

3,41

94,8

6,9

30,8

2,7

91,9

С удобрениями и дефекатом

0-20

3,82

106,2

6,8

32,0

3,2

90,9

20-40

3,51

98,3

6,8

30,9

2,7

92,0

Таблица 6 - Влияние поверхностной обработки почвы с применением дефеката на изменение агрохимических свойств чернозёма выщелоченного (2018 г.)

Варианты

опыта

Глубина,

см

Гумус, %

Запасыгумуса, т/га

pH Н2О

Сумма погло-щенныхосно-ваний

Гидроли-тичес-кая кислот-ность

Степеньнасыщенностиоснованиями

мг. -экв. 100 г

Без удобрений и дефеката,

(контроль)

0-20

3,62

101,4

6,5

31,1

3,9

88,9

20-40

3,10

88,7

6,6

28,7

2,7

91,4

С удобрениями

0-20

3,72

104,2

6,5

30,7

4,9

86,2

20-40

3,46

97,6

6,5

30,8

3,3

90,3

С дефекатом

0-20

3,67

102,8

6,9

33,6

2,9

92,1

20-40

3,31

93,3

6,9

31,9

3,1

91,1

С удобрениями и дефекатом

0-20

3,87

109,1

6,8

32,8

3,3

90,9

20-40

3,51

100,4

6,9

32,8

2,5

92,9

В таблицах 5 и 6 видно, что физико-химические показатели чернозема выщелоченного в зависимости от используемых технологий возделывания, можно охарактеризовать слабокислой реакцией почвенной среды (рН) в слое 0-40, этот показатель напрямую зависит от применения дефеката, почва становится менее кислой. Реакция почвенной среды солевой вытяжки (рНКС1) в пахотном слое при применении дефеката составляет 5,8-6,0, без применения - 5,1-5,5 независимо от системы обработки почвы. Показатели гидролитической кислотности также изменяются, соответственно, с дефекатом -2,5-3,1 и без дефеката -2,5-4,9 мг-экв. на 100 г почвы. Также пропорционально изменяются сумма поглощенных оснований и степень насыщенности почвы основаниями.

Следовательно, применение дефеката при разных системах обработки почвы содействует стабилизации ППК и совершенствованию агрохимических свойств чернозема выщелоченного при выращивании озимой пшеницы сорта Безостая - 100.

3.3 Система удобрения полевого севооборота опытного поля

Система удобрения - это комплекс приемов использования удобрений на сельскохозяйственных угодьях, направленных на повышение урожайности, плодородия почв и охрану окружающей среды.

Система удобрения - один из главных компонентов (звеньев) системы земледелия, наряду с системой обработки почвы, введением севооборотов и другими. Как компонент системы земледелия, она складывается из системы удобрения в севооборотах, системы удобрения многолетних насаждений, а также лугов, и является, таким образом, системой удобрения в хозяйстве.

Система удобрения должна решать задачи увеличения урожая и улучшения его качества, повышения производительности труда и плодородия почв. Она используется в технологиях производства сельскохозяйственной продукции различного типа интенсивности (экстенсивных, нормальных, интенсивных и высокоинтенсивных). Особенно значительна роль системы удобрения в интенсивных технологиях.

При составлении системы применения удобрений, прежде всего, учитываются следующие факторы:

1. Биологические особенности питания культур - это реакция растений к реакции почвенного раствора, проникновения корневой системы, способность корневой системы использовать питательные вещества из трудно растворимых соединений, отношение растений к концентрации солей в почвенном растворе, способность растений использовать последействие внесенных удобрений подпредшественник, продолжительность периода вегетации. Способ и сроки внесения должны быть выбраны с учетом критического периода в усвоении питательных веществ растениями и с учетом периода максимального поглощения питательных веществ.

2. Учитываются сроки и способы внесения удобрений в зависимости от свойств почвы от принятой системы обработки почвы и от особенностей растений. По срокам в агрохимии различают: основное, допосевное, припосевное и подкормки, которые могут быть междурядные, прикорневые и по вегетативной массе.

3. Свойства почвы - тип почвы, запас в них доступных питательных веществ, гранулометрический состав, химический состав, буферность, рН.

4. Учет климата и его особенностей. В первую очередь учитываются осадки, их количество и их распределение в течение вегетационного периода. Составляются таблицы среднемесячных осадков и относительная влажность воздуха, направление ветров, продолжительность засухи, температура почвы, возможность перегрева и заморозков.

После составления картограмм, составляют группировку почв по обеспеченности почв основными элементами питания (очень низкая, низкая, средняя, повышенная, высокая, очень высокая). Такая группировка составляется отдельно для каждого элемента и для каждой группы культур (зерновых, пропашные, овощные). По калию картограмму достаточно составлять 1 раз на 5 лет, по фосфору на 3 года, а по азоту ежегодно.По азоту составляют картограмму по нитрификационной способности. По содержанию аммиачного азота, иногда по легкогидролизуемому азоту.

5. Влияние севооборота на эффективность удобрений. Наибольшая эффективность удобрений проявляется при правильном их использовании именно в системе севооборота, где используется последействие или остаточное действие удобрений. Можно планировать использование удобрений на несколько лет вперед.

Система удобрения в севообороте включает систему удобрения отдельных культур - как сочетание основного удобрения, припосевного и подкормок.

Общее количество удобрений, предусмотренных под отдельные культуры, вносят в один или несколько сроков с применением различных способов внесения и заделки.

Основное удобрение предназначено для улучшения питания растений в течение всего периода вегетации, особенно в период интенсивного роста растений и максимального потребления элементов питания. Поэтому используется большая часть нормы, вносимая, как правило, под вспашку. В этом случае удобрения размещаются в глубокий, более влажный слой почвы и поэтому эффективно используются в течение всего или большей части вегетационного периода. В районах достаточного увлажнения глубокая заделка имеет меньшее значение. Азотные удобрения в этих условиях часто вносят весной. Учитывается также влияние орошения.

Припосевное удобрение предназначено для улучшения питания растений в начальный период роста. Поэтому дозы его невелики, размещаются удобрения вблизи от семян, то есть локально. Следует учитывать, что эффективность удобрений при локальном его внесение в 2-3 раза выше, чем при разбросном.

Подкормки проводятся, как правило, для устранения недостатка какого-либо элемента в период роста и развития растений (по диагностике питания). В подкормку целесообразно выделять часть удобрений при высоких нормах. Подкормку также следует провести, если по каким-либо причинам удобрения не были внесены до посева. Перенос части удобрений в подкормку целесообразен на легких почвах в районах достаточного увлажнения, на почвах с высоким уровнем грунтовых вод.

На выщелоченных и слитых черноземах лимитирующим фактором является азот, поэтому предпочтение следует отдавать азотным удобрениям. Рекомендуемое соотношение: N:P:K = 1:0,7:0,5 (таблица 6).

Таблица 7 - Система удобрений в полевом севообороте на черноземе выщелоченном опытного поля ФГБНУ «НЦЗ им. П.П. Лукьяненко»

№ п/п

Культура

Дозы удобрений по приемам использования, кг/га

Всего действующего вещества, кг/га

Итого, кг/га

основное

пприпо-

севное

Подкормки

1

2

NPK

1

Люцерна

-

-

N30P30K30

P30K30

N30P60K60

150

2

Люцерна

-

-

N30P30K30

-

N30P30K30

90

3

Озимая

пшеница

N50P20K20

P20

N40

N30

N110P40K20

170

4

Озимый

ячмень

N60P60K60

P20

N40

-

N100P80K60

240

5

Подсолнечник

Навоз 40т

P20

-

-

P20+ навоз 40т

20 +навоз 40т

6

Озимая

пшеница

N60P60K40

-

N40

N30

N130P60K40

230

7

Кукуруза на силос

N60P60K60

P20

-

N40

N100P80K60

240

8

Озимая пшеница

N60P60K60

P20

N40

N30

N130P80K60

270

9

Сахарная свекла

Навоз 50т+N90P60K90

-

-

-

Навоз 50т+N90P60K90

240 +навоз 50т

От обеспеченности растений азотом зависит накопление белка. Фосфорные удобрения практически не изменяют содержание белка, а калийные влияют слабо.

Подкормки проводят в следующие сроки, с учетом почвенной и растительной диагностики: ранневесенняя, конец кущения - начало трубкования, колошение, начало формирования зерновки. Ранневесенняя подкормка в дозе N30-60 проводится по данным содержания минерального азота в почве. От начала выхода растений в трубку до колошения проводится стеблевая диагностика. Поздняя подкормка значительно совершенствует качество зерна. Для установления дозы удобрения в этот срок проводят Листовую диагностику проводят для определения дозы в срок поздней подкормки. Аммонийную селитру применяют для ранневесенней подкормки, а карбамид, для поздней.

От предшественников в севообороте зависит удобрение озимой пшеницы. По черному пару, пласту многолетних трав накапливается высокое количество минерального азота. В этом случае дозу азотных удобрений исправляют в сторону снижения или удобрения совсем не вносят. По кукурузе на зерно и подсолнечнику, наоборот, в почве содержится низкое количество минерального азота, и дозу азотного удобрения повышают. Применение фосфорно-калийного удобрения формирует сбалансированное питание.

4. ВЛИЯНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ДЕФЕКАТА И РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО НА УРОЖАЙНОСТЬ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ

Урожайность - это выход продукции с единицы земельной площади. Она устанавливается путем деления валового сбора на площадь посева. Урожайность это главный показатель, характеризующий уровень растениеводства и кормопроизводства. От урожайности в существенной мере зависят производительность труда, объем валовой и товарной продукции и себестоимость продукции.

Таблица 8 - Урожайность озимой пшеницы сорта Безостая - 100 в зависимости от системы обработки почвы и применения дефеката (2017-2018 гг.), т/га

Обработка почвы

Внесение СаСО3

Контроль - без удобрений

С удобрениями

2017 г.

2018 г.

2017 г.

2018 г.

Традиционная (вспашка на 20-27 см под пропашные культуры+ поверхностная на 6-8 см под колосовые)

-

3,41

3,64

6,02

6,64

СаСО3


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.