Влияние систем удобрений на фосфатный режим дерново-подзолистой почвы в условиях Костромской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

Костромская государственная сельскохозяйственная академия

Влияние систем удобрений на фосфатный режим дерново-подзолистой почвы в условиях Костромской области

Иванова М.В., Солдатов П.А.

Аннотация

удобрение почва дерновый подзолистый

В результате многолетних исследований проведена оценка длительного применения систем удобрений на дерново-подзолистых почвах Костромской области. Органическая и органоминеральная системы удобрения обеспечивают повышение продуктивности ячменя на 8,8-10,3 ц/га. Применяемые в опыте удобрения оптимизировали фосфатный режим почв и поддерживали содержание подвижного фосфора на высоком уровне: 198-304 мг/кг почвы. При этом используемые физиологические кислые минеральные удобрения вызывали повышение кислотности почвы, поэтому рекомендуется их применять с внесением известковых удобрений.

Ключевые слова: ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ, СОДЕРЖАНИЕ ПОДВИЖНОГО ФОСФОРА, КИСЛОТНОСТЬ ПОЧВЫ, УРОЖАЙНОСТЬ ЯЧМЕНЯ

Основная часть

Основную часть почв Костромской области составляют дерново-подзолистые почвы, которые отличаются низкой продуктивностью, обусловленной высокой кислотностью, низким содержанием гумуса, невысоким содержанием фосфора и калия. Дерново-подзолистые почвы весьма бедны фосфором, его запасы оцениваются, по данным различных исследователей, не более 2-3 т/га [1, 2]. Общее содержание фосфора в пахотном слое составляет 0,10-0,25 % массы почвы, причем подвижные фосфаты составляют всего 10-20 %, а остальная часть находится в виде недоступных растениям соединений [3].

Одно из необходимых условий получения высокой продуктивности агроэкосистем на этих почвах - достаточная обеспеченность их подвижными фосфатами, содержание которых в пахотном слое следует поддерживать, как минимум, на уровне 101-150 мг Р₂О₅ на кг почвы [4].

Большая часть пахотных почв Костромской области характеризуется слабокислым уровнем рН (4,5-5,5), что обусловлено особенностями почвообразовательного процесса. В настоящее время из-за крайне низкого уровня известкования площадь кислых почв постоянно увеличивается. Такое состояние плодородия приводит к ежегодному недобору урожая сельскохозяйственных культур в среднем на 10-12 млн. тонн только в Нечерноземной зоне [5].

В связи с этим мониторинг агрохимических показателей при применении различных удобрений является актуальным и своевременным вопросом. Это позволит рекомендовать экономически целесообразные агрохимические приемы, направленные на повышение уровня обеспеченности растений питательными веществами, что будет способствовать повышению продуктивности растений и росту почвенного плодородия.

Цель исследований - изучение влияния длительного применения различных систем удобрений на фосфатный режим пахотного слоя дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы и продуктивность сельскохозяйственных культур.

Основные задачи, которые решались в ходе исследований, были следующие:

1) выявить влияние различных систем удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур в условиях дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы;

2) определить действие систем удобрений на содержание подвижного фосфора;

3) проанализировать уровень кислотности почвы при использовании различных систем удобрений.

Наши исследования проводились в условиях длительного стационарного полевого опыта кафедры агрохимии, почвоведения и защиты растений как один из разделов темы: «Влияние систем удобрений на продуктивность культур, плодородия дерново-подзолистой почвы и ее экологическое состояние». Опыт был заложен в 1969 году на опытном поле Костромской ГСХА. Настоящий опыт был включен в реестр Географической сети опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами Российской Федерации (аттестат длительного опыта №076 от 010-02-2006 г). Схема опыта:

1. Контроль (без удобрений).

2. Минеральная схема (NPK в форме минеральных удобрений).

3. Органическая система (NPK в форме органических удобрений).

4. Органоминеральная система (NPK в форме органических и минеральных удобрений).

Стационарный полевой опыт имеет общую площадь 1,5 га, размер опытной делянки - 100 м², площадь учетной делянки - 28-30 м², повторность в опыте 4-х кратная. Делянки в опыте размещены методом рендомизированных повторений (рис. 1). В опыте были искусственно созданы фоны, отличающиеся содержанием органического вещества в пахотном слое почвы.

Рис 1 Схема расположения делянок

Варианты изучались в кормовом севообороте со следующим чередованием опытных культур во времени: 1. Картофель - 2. Ячмень - 3. Кормовая свёкла - 4. Викоовсяная смесь.

Дозы внесения удобрений рассчитаны с учетом выноса питательных веществ урожаем культур севооборота (табл. 1). Вносимые удобрения предполагают создание бездефицитного баланса гумуса. Согласно схеме опыта, органические удобрения вносили под пропашные культуры (картофель, кормовая свёкла), минеральные - под все культуры. В качестве минеральных удобрений использовали аммиачную селитру, суперфосфат двойной и калий хлористый. Насыщенность органическими удобрениями составляла 30 и 15 т/га в год при органической и органо-минеральной системах удобрений, соответственно.

Таблица 1

Дозы NPK и навоза в кормовом севообороте

Отбор почвенных проб для проведения общего агрохимического анализа производился ежегодно после уборки опытной культуры со всех повторностей.

Определение в почве подвижного фосфора проводили по методу А.Т. Кирсанова с последующей модификацией ЦИНАО и на фотоэлектроколориметре, обменную кислотность определяли потенциометрическим методом на pH-метре. Учет урожайности проводили поделяночной уборкой со всей учетной площади. Статистическая обработка данных на компьютере произведена с помощью метода дисперсионного анализа данных с использованием стандартного пакета анализа данных в Microsoft Excel.

Исследования проводились на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве. Почвообразующей породой на территории опытного участка являются водно-ледниковые суглинки. Агротехника культур в опыте была общепринятой для условий Костромской области.

В работе представлены данные 1998-2014 гг., характеризующие пять ротаций кормового севооборота. В указанные годы на опытных полях выращивался ячмень яровой сорт Зазерский 85.

Изучение фосфатного режима почвы показало, что дерново-подзолистая почва в период проведения полевого опыта имела содержание подвижных соединений фосфора в пахотном слое 176-304 мг/кг, что соответствует запасам этого элемента 528-912 кг/га (табл. 2). Это свидетельствует о повышенной, высокой и очень высокой степени обеспеченности им растений (градация по А.Т. Кирсанову). За пять ротаций севооборота на делянках с низким фоновым содержанием гумуса (фон 1) самыми низкими показателями содержания фосфора отличался вариант без применения удобрений (контроль), при этом разница между этим вариантом и различными системами удобрений была статистически доказанной. Сложившаяся разница сохранялась по каждой представленной ротации кормового севооборота. Эта тенденция отмечается и на делянках с повышенным содержанием гумуса (фон 2). Несмотря на то, что на контрольных делянках много лет не вносятся удобрения, содержание фосфора на них остается повышенным и высоким (176,0-234,3 мг/кг почвы).

Таблица 2

Динамика содержания подвижных форм фосфора в почве при использовании различных систем удобрений кормового севооборота

Поступление подвижного фосфора за счет органики составило 75 и 37,5 кг/га в год, соответственно, в органической и органоминеральной системе. Общая насыщенность фосфором в предложенных вариантах с удобрениями составила 60-75 кг д.в./га в год (табл. 3). В первый год внесения органических удобрений потребление фосфора зерновыми культурами из навоза составляет 25-30 %, из минеральных удобрений - меньше (15-25 %). На второй год ячмень использует 10-15 % фосфора как из органических, так и из минеральных удобрений.

Таблица 3

Насыщенность фосфором кг д.в./га в год

Содержание подвижного фосфора на варианте с органической системой удобрений выше, чем на варианте с минеральной системой удобрений, начиная с 2002 года, а между органоминеральной и минеральной системами удобрений достоверная разница наблюдается только в 2006 году. Между вариантами с различными системами удобрений отличий не наблюдалось как на делянках с низким, так и более высоким содержанием гумуса.

Важным фактором, влияющим на доступность растениям фосфора из удобрений, является кислотность почвы. Большинство исследователей считает, что повышение кислотности почвы до pH=4,5-5,0 ограничивает доступность этого элемента до 23-34 % (по сравнению со 100% при pH=7,0) [6, 7]. В 1998 году кислотность почвы на опыте была 5,7-6,2 ед., что характеризуется как близкая к нейтральной степень кислотности. За пять ротаций севооборота к 2014 году кислотность почвы повышается до 5,3-5,47 ед., почва становится слабокислой. Разница за 16 лет опыта составила 0,4-0,86 ед. по фону 1 и 0,56-0,78 ед. по фону 2, различия были статистически доказаны (табл. 4).

Сложившаяся тенденция объясняется тем, что применяемые в опыте удобрения (аммонийная селитра, суперфосфат двойной, калий хлористый) являются физиологически кислыми, то есть из раствора удобрений быстрее поглощаются катионы, чем анионы. Длительное применение этих удобрений вызывало повышение кислотности почвы, что значительно затрудняло поступление элементов питания в растения. Поэтому на дерново-подзолистых почвах с повышенной кислотностью рекомендуется применять дополнительное известкование или использовать физиологически щелочные удобрения.

Таблица 4

Кислотность почвы при использовании различных систем удобрений

Урожайность зерна ячменя на контроле была существенно ниже, чем на других вариантах. В среднем за пять ротаций она составила 13,9 ц/га и 14,7 ц/га по разным фонам, соответственно (табл. 5).

Применение различных систем удобрений позволило в разные годы получить прибавку урожая зерна ячменя 0,8-10,8 ц/га. В 1998 и 2010 годах разница между этими вариантами и контролем была статистически достоверной.

За пять представленных ротаций в среднем прибавка урожая от применения различных удобрений составила: по фону 1 - 4,0-4,7 ц/га, по фону 2 - 5,1-5,6 ц/га. В 1998, 2010 годах на органической и органоминеральной системах удобрений прибавки урожая достигали 8,8-10,3 ц/га, что существенно превышало контроль. В 2006 и 2014 году варианты с органической и органоминеральной системами удобрений были также существенно урожайнее контроля.

Таблица 5

Урожайность ячменя при использовании различных систем удобрений кормового севооборота, ц/га

Таким образом, многолетнее применение органических и минеральных удобрений повышало урожайность ячменя на 29-38 %. Применяемые в опыте удобрения оптимизировали фосфатный режим почв и поддерживали содержание подвижного фосфора на высоком уровне: 198-304 мг/кг почвы. При этом используемые физиологические кислые минеральные удобрения вызывали повышение кислотности почвы, поэтому рекомендуется их применять с внесением известковых удобрений. Органическая и органоминеральная системы удобрений показали себя как наиболее целесообразные в условиях дерново-подзолистых почв Костромской области.

Список использованных источников

1. Кирпичников Н.А., Сычев В.Г. Приемы оптимизации фосфорного режима почв в агротехнологиях. М.: ВНИИА. 2009. 176 с.

2. Агеев В.В. Динамика запасов фосфора в почве в связи с интенсивным использованием пашни // Интенсивное использование пашни: сб. науч. тр./Ставроп. СХИ. Ставрополь. 1993. С. 8-12.

3. Гинзбург К.Е. Фосфор основных типов почв СССР. М.: Наука. 1981. 242 с.

4. Жученко А.А. Стратегия адаптивной интенсификации сельского хозяйства - Концепция. Пущино. 1994. 174 с.

5. Шильников И.А., Сыч?в В.Г., Шеуджен А.Х., Аканова Н.И., Бондарева Т.Н., Кизин?к С.В. Потери элементов питания растений в агробиогеохимическом круговороте веществ и способы их минимизации. Монография. Изд-во ВНИИА. 2012. 351 с.

6. Муравин Э.А., Титова В.И. Агрохимия. М.: КолосС. 2009. 463 с.

7. Мазиров М.А., Матюк Н.С., Полин В.Д., Малахов Н.В. Влияние разных систем обработки и удобрений на плодородие дерново-подзолистой почвы // Земледелие. 2018, № 2. С. 33-36.

Размещено на Allbest.ru