Оценка плодородия почвы – основа сбалансированности питания растений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оценка плодородия почвы - основа сбалансированности питания растений

Мудрых Н.М.

Пермский государственный аграрно-технологический университет

Аннотация

Проведен анализ пространственной изменчивости показателей в агродерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве земельных участков Пермского ГАТУ, расположенного в Пермском районе Пермского края. Установлено, что в пределах одного поля коэффициент варьирования агрохимических показателей составил от 10 до 67 %. Соотношение между элементами питания в изучаемой почве резко нарушено, поэтому для сбалансированного питания растений необходимо вносить азотные, калийные, цинковые и медные удобрения.

Ключевые слова: МАКРО- И МИКРОЭЛЕМЕНТЫ, ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ, ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ, ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ СВОЙСТВ

Введение

Многочисленные исследования показывают, что физико-химические свойства почв и содержание элементов питания в них сильно варьируют как по полям хозяйств, так и в пределах одной почвенной разности. Поэтому в мировом сообществе в правилах ведения сельского хозяйства все больше уделяется такому вопросу, как точное земледелие, которое предусматривает детальный анализ плодородия почвы с последующим дифференцированным внесением удобрений [1-5]. Использование точного земледелия в сельском хозяйстве является высокотехнологичным процессом, однако он требует специальной техники и программ, что предусматривает первичные денежные затраты, поэтому далеко не все хозяйства в России способны использовать данную технологию. Вторая причина отсутствия широкого применения точного земледелия связана с отсутствием в сельскохозяйственной отрасли специалистов высокого уровня профессионализма в данной области. Также немаловажной проблемой является правильное определение количества почвенных проб и площади элементарного участка при точном земледелии в различных регионах страны [6-11]. Хотя применение точного земледелия имеет ряд сдерживающих факторов, исследователи показывают достаточно высокий агрономический и экономический эффект от применяемых в нем технологий, что, конечно, характеризует применение точного земледелия в некоторых хозяйствах с положительной стороны [11-14].

Цель исследований - установить пространственную изменчивость агрохимических свойств в агродерново-подзолистой почве агроландшафта и сбалансированность питания для сельскохозяйственных культур.

Объекты и методы

Исследования проводили в Пермском крае, территория которого определяется координатами 56°06?-61°39? с.ш. и 51°47?-59°03? в.д. С севера на юг территория края простирается на 600 км, с запада на восток протяженность в южной части края - 200 км, а в северной - 500 км [15] и полностью входит в Нечерноземную зону России.

Территория края по разнообразию физико-географических и сельскохозяйственных условий включает в себя 3 природно-сельскохозяйственные зоны и провинции, а также 6 природно-сельскохозяйственных районов [15]. Основным подтипом в сельскохозяйственном фонде Пермского края являются дерново-подзолистые почвы [16]. Поэтому они были выбраны в качестве объекта исследований. Изучаемый объект находится на земельных участках Пермского ГАТУ, расположенного в Пермском районе Пермского края, который по природно-сельскохозяйственному районированию входит в Центрально-восточный южно-таежно-лесной район.

Для изучения варьирования агрохимических показателей были отобраны почвенные образцы. Отбор почвенных образцов проводили на участке площадью 2,0 га. Образцы отбирали с глубины 0-20 см по сетке 100Ч200 м. Почва опытного участка - агродерново-мелкоподзолистая тяжелосуглинистая. Пространственную неоднородность оценивали по физико-химическим и агрохимическим свойствам: содержанию гумуса, гидролитической и обменной кислотностям, сумме обменных оснований, содержанию минерального азота, подвижных форм фосфора, калия, марганца, цинка и меди. Определение агрохимических показателей проводили по ГОСТ. Математическую обработку выборки проводили с использованием программы STATISTICA 8.

Результаты и их обсуждение

Исследованиями многих авторов установлено, что свойства субстрата, на которых выращиваются растения, определяют формирование будущего урожая и его качество, особенно в первые периоды жизни [17-19].

Анализ почвенных образцов показал, что как физико-химические, так и агрохимические показатели в почве в пределах даже одного поля сильно изменялись (табл. 1).

Таблица 1. Статистические показатели по агрохимическим свойствам почвы

Примечание. Mean - среднее, 0,1^* - стандартная ошибка, SD - стандартное отклонение, Skw - асимметрия, Kur - эксцесс, S - дисперсия

Содержание гумуса в почвах варьирует в диапазоне: от очень низкого до низкого (1,6-3,3 %). Полученные значения асимметрии и эксцесса этого показателя являются незначимыми.

Реакция среды в почвах изменяется от очень сильнокислой (рН_KCl = 3,8) до слабокислой (рН_KCl = 5,5). Хотя центром распределения вариационного ряда является значение 5,1 ед., что соответствует слабокислой реакции среды, у рассматриваемого признака наблюдается тенденция к сильной левосторонней асимметрии, то есть отмечается тенденция к смещению реакции среды в сторону средне- и сильнокислой. Аналогичная тенденция смещения в сторону кислой реакции наблюдается и по гидролитической кислотности. Значения гидролитической кислотности изменяются в пределах от 1,8 до 7,0 мг-экв./100 г почвы. В распределении значений отмечены математически доказуемые сильные правосторонняя асимметрия и положительный эксцесс. Полученные данные свидетельствуют о том, что, если не проводить известкование отдельных участков обследуемого поля, то в ближайшее время произойдет сильное подкисление почвы. О подкислении отдельных участков на поле также свидетельствует выпадение клевера из травостоя. Питание растений является очень важным фактором регулирования продуктивности сельскохозяйственных культур при всех системах ведения хозяйствования. Питание растений зависит от типа почв, гранулометрического состава, кислотности, обеспеченности элементами питания и т.д.

Содержание минерального азота в почве очень низкое (3,1-20 мг/кг почвы), подвижных форм фосфора - от среднего до очень высокого (89-432 мг/кг почвы), калия - от низкого до среднего (45-111 мг/кг почвы). Содержание микроэлементов в агродерново-мелкоподзолистой почве варьирует от низкого до среднего: цинк - 0,1-1,4 мг/кг почвы, марганец - 9-59, медь - 0,5-3,2 мг/кг почвы. Распределение значений содержания фосфора и марганца имеет математически доказуемые асимметрию и эксцесс. Асимметрия и эксцесс азота и меди являются незначимыми, т.к. их значения меньше стандартных значений (соответственно, 0,71 и 0,91). Эксцесс распределения цинка также незначим. Пестроту содержания питательных веществ в почве также подтверждает коэффициент вариации, который составил 34,2-67,0 %. Полученные данные свидетельствуют о том, что для обеспечения нормального питания растений к внесению минеральных удобрений необходимо подходить дифференцированно, так как все подвижные элементы питания в почве агроландшафта имеют высокую пространственную изменчивость. Исследованиями доказано, что не только содержание элементов питания определяет питание растений, но и другие факторы. Так, на агродерно-подзолистых почвах нарушения в питании растений в раннюю фазу их развития определяются не только кислотностью почв, но и содержанием марганца, а также его соотношением с такими элементами, как калий, цинк и медь [19, 20]. Поэтому, чтобы обеспечить сбалансированное питание растений при внесении удобрений, необходимо учитывать не только содержание элементов питания в почве, но и соотношение между ними. Г.Я. Ринькинс и В.Ф. Ноллендорф установили приблизительный средний показатель соотношения содержания элементов питания для сельскохозяйственных культур, который стал в дальнейшем основой определения сбалансированности питания растений при их выращивании на различных субстратах [17]. В таблице 2 приведено соотношение элементов питания в почве, которое, по данным этих авторов, должно быть аналогичным как в растениях, так и в питательном субстрате.

Таблица 2. Соотношение содержаний элементов питания в почвах

Примечание. Nx, N_N, N_P, N_K, N_Mn, N_Zn, N_Cu - содержание подвижных форм (мг/кг) в почве азота, фосфора, калия, марганца, цинка и меди

В исследуемых почвах соотношения между элементами питания резко нарушены. Соотношения между элементами и азотом в субстрате ниже установленных Г.Я. Ринькинсом и В.Ф. Ноллендорфом норм, это объясняется очень низким содержанием азота в почве, что типично для агродерново-подзолистой почвы в нашем регионе. Аналогичная ситуация отмечена при соотношении между фосфором и калием, цинком и фосфором. Для других соотношений, хотя и отмечены значения ниже установленных норм, но это связано, в первую очередь, с более высоким содержанием элемента питания, по отношению к которому оно исчисляется. Половина соотношений между элементами питания имеют значения выше указанных Г.Я. Ринькинсом и В.Ф. Ноллендорфом норм, что также связано с более высоким содержанием элемента питания, по отношению к которому оно исчисляется. В качестве примера можно назвать соотношение между фосфором и цинком или марганцем и цинком. Полученные данные свидетельствуют о том, что для сбалансированного питания растений необходимо вносить азот, калий, цинк и медь, что позволит нивелировать установленное нарушенное соотношение между элементами питания.

Выводы

На основании проведенных исследований было установлено, что в пределах поля отмечается варьирование признаков, что, возможно, связано с пестротой почвенного покрова в пределах видового разнообразия и смытостью почв. Для рациональной системы удобрения сельскохозяйственных культур на агродерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почве необходимо вносить азотные, калийные, цинковые и медные удобрения. Применять удобрения следует дифференцированно, так как это позволит экономить денежные средства на приобретение и внесение удобрений, что, в свою очередь, снизит себестоимость произведенной продукции.

Список использованных источников

подзолистая тяжелосуглинистая почва агрохимический

1. Барвиски Я. Теоретические аспекты и возможности использования дистанционных датчиков в прецизионном (балансном) сельском хозяйстве // Научно-практический международный электронный журнал «Адаптивное кормопроизводство». - 2011, № 4. - С. 13-19.

2. Kizilkaya R., Samofalova I., Mudrykh N., Mikailsoy F. and other. Assessing the impact of azadirachtin application to soil on urease activity and its kinetic parameters // Turkish Journal of Agriculture and Forestry. - 2015, т. 39, № 6. - С. 976-983.

3. Шпанев А.М. Отечественный и зарубежный опыт применения гербицидов в системе точного земледелия // Агрофизика. - 2016, № 2. - С. 24-34.

4. Gьlser C., Ekberli I., Candemir F., Demir Z. Spatial variability of soil physical properties in a cultivated field // Eurasian Journal Soil Science. - 2016, 5 (3). - P. 192-200.

5. Houlong J., Daibin W., Chen X., Shuduan L. and other. Comparison of kriging interpolation precision between grid sampling scheme and simple random sampling scheme for precision agriculture // Eurasian Journal Soil Science. - 2016, 5 (1). - P. 62-73.

6. Абрамов Н.В., Семизоров С.А., Абрамов О.Н., Устинов Н.Н. Агроэкономическая эффективность точного земледелия // Техника и оборудование для села. - 2011, № 9. - С. 43-45.

7. Балабанов В.И., Балабанов И.В. Проблемы качества подвижной связи в технологиях точного земледелия и позиционирования сельскохозяйственной техники // Техника и оборудование для села. - 2012, № 6. - С. 19-21.

8.Ashkin T., Kizilkaya R., Yilmaz R., Olekhov V.R. and other. Soil exchangeable cations: a geostatistical stady from Russia // Eurasian Journal of Soil Science. - 2012, т. 1, № 2. - С. 34-39.

9. Афанасьев Р.А. Использование закономерностей внутрипольной вариабельности плодородия пахотной почвы в технологиях точного земледелия // Вестник Волгоградского государственного университета. Сер. 11, Естественные науки. - 2015, № 1 (11). - С. 42-51.

10. Быков В.Л. Применение данных дистанционного зондирования для информационного обеспечения системы точного земледелия / В.Л. Быков, Л.В. Быков, М.В. Новородская, О.Н. Пущак, С.И. Шерстнева // Вестник Омского государственного аграрного университета, 2016. - № 1 (21). - С. 146-154.

11. Якимова Л.А. Эффективность ресурсосберегающих технологий в системе точного земледелия // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. - 2017, № 9 (132). - С. 23-29.

12. Belenkov A.I., Zhelezova S.V., Berezovsky E.V., Mazirov M.A. Precision agriculture methods in a field experiment of Russian Timiryazev State Agricultural University // Izvestiya TSKhA, Special issue. - 2012, № 7. - С. 94-101.

13. Денисов К.Е., Петров К.А., Григорьев Н.С. Повышение экономической эффективности растениеводства на основе дифференцированного внесения удобрений в системе точного земледелия // Наука вчера, сегодня, завтра. - 2016, № 5-2 (27). - С. 72-76.

14. Ерёмин Д.И., Кибук Ю.П. Дифференцированное внесение удобрений как инновационный подход в системе точного земледелия // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. - 2017, № 8 (131). - С. 17-26.

15. Самофалова И.А., Мудрых Н.М. Агроэкологическая оценка органического вещества в дерново-подзолистых почвах Пермского края. - Пермь: ИПЦ Прокростъ. - 2015. - 154 с.

16. Коротаев Н.Я. Почвы Пермской области. - Пермь: Кн. изд-во. - 1962. - 275 с.

17. Ринькис Г.Я., Ноллендорф В.Ф. Сбалансированное питание растений макро- и микроэлементами. - Рига: Зинатне. - 1982. - 304 с.

18. Спицына С.Ф., Томаровский А.А., Освальд Г.В. Проявление синергизма и антагонизма между ионами меди, цинка и марганца при поступлении их в растения // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2014, № 10. - С. 29-32.

19. Спицына С.Ф., Томаровский А.А., Оствальд Г.В., Поскребкова О.Г. Сбалансированность питания растений микроэлементами на территории колочной степи и лесостепи Алтайского края // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2015, № 1. - С. 38-42.

20. Елькина Г.Я. Оптимизация минерального питания растений на дерново-подзолистых почвах. - Екатеринбург: УрО РАН. - 2008. - 277 с.

Размещено на Allbest.ru