Агроэкологические аспекты применения удобрений в зернопаропропашном севообороте лесостепи ЦЧР (18.04.2011)

Автор: Минакова Ольга Александровна

Количество неизвлекаемого P2O5 при внесении удобрений значительно уменьшалось. Так, при внесении под сахарную свеклу N135P130K135 + 25 т/га навоза в пару и N45-150P45-150K45-150 + 50 т/га навоза в пару количество этой формы фосфора снизилось в слое 0-20 см на 14,0-62,5 %,

Увеличение суммы минеральных фосфатов относительно валового P2O5 отмечалось при внесении под сахарную свеклу N45-150P45-150K45-150 на фоне 50 т/га навоза в пару на 8,5-13,1 %. Длительное внесение удобрений к 8 ротации содействовало увеличению количество валового фосфора в слое 0- 20 см при применении N135-150P135-150P135-150 + 25-50 т/га навоза в пару на 20,0-22,2 %.

Внесение N90P90K90 + 25 т/га навоза в пару , N45P90K45 + 25 т/га навоза в пару, N45-150P45-150K45-150 + 50 т/га навоза в пару и N190P190K190 вызвало снижение поглощения фосфатов почвой (на 17,7-116,3 %). По-видимому, поглощение фосфора почвой шло достаточно интенсивно в первые годы после закладки опыта, а в настоящее время почва полностью насыщена фосфатами и поглощение P2O5 в значительной мере замедлилось. Максимальная скорость поглощения была только там, где удобрения не вносили или вносили в невысоких дозах.

На основании составленного нами прогноза, количество подвижного фосфора в наибольшей степени будет увеличиваться при применении под сахарную свёклу N135P180K135 + 25 т/га навоза в пару (2,94 мг/100 г за десятилетие), несколько медленнее – (0,70 мг/100 г почвы за десятилетие) – при внесении N90P120K90 + 25 т/га навоза в пару. В почве без удобрений и при использовании N45P60K45 + 25 т/га навоза в пару количество P2O5 будет быстро снижаться. Увеличение количества подвижного фосфора с интенсивностью 0,72 мг/100 г почвы за десятилетие будет обеспечено внесением N45P60K45 + 50 т/га навоза в пару.

Отмечалось снижение количества подвижного фосфора во времени в почве без удобрений и значительное повышение при применении под сахарную свёклу N90P90K90 + 25 т/га навоза в пару и N135P135K135 + 25 т/га навоза в пару (в звене с черным паром).

Таким образом, длительно применяемые удобрения значительно изменили фосфатный режим почвы, увеличивая как содержание минерального P2O5, которое при систематическом внесении под сахарную свёклу N90-135P120-180K90-135 + 25 т/га навоза и N45P60K45 + 50 т/га навоза будет продолжаться и в будущем, так и перераспределяя групповой состав фосфатов в сторону увеличения содержания кислото- и щелочнорастворимых фракций и снижения содержания неизвлекаемого остатка, что обусловит увеличение их доступности.

Содержание обменного калия и натрия

Оптимальное калийное питание способствует повышению засухоустойчивости растений, их устойчивость к низким температурам, к повышенной почвенной кислотности, к болезням и вредителям (Н.В. Пухальская, В.Г. Сычев, 2009; W.J. Davies, J. Metcalfe, 1986).

Рисунок 3 - Содержание обменного калия, мг/100 г почвы, 1936-2008гг.

Содержание обменного калия также имело тенденцию к значительному росту при внесении удобрений в 1-3 ротации и менее значительному – в 7-8 ротациях, что связано с необменным поглощением элемента и запаковкой в кристаллическую решетку глинистых минералов. Относительно 1-3 ротаций отмечалось снижение уровня K2O в 4-8 ротациях, особенно при применении под сахарную свёклу N135P180K135 + 25 т/га навоза в пару и N90P120K90 + 25 т/га навоза в пару. Внесение N45P60K45 + 50 т/га навоза в пар содействовало небольшому росту количества данного элемента. В целом, относительно 1 ротации количество K2O снижалось.

На основании составленного нами прогноза содержания обменного K2O при существующих дозах удобрений его количество будет снижаться, наиболее быстро – при внесении N135P180K135 + 25 т/га навоза в пару и N45P60K45 + 25 т/га навоза в пару, что связано с низкой компенсацией удобрениями и высоким выносом культурами. Стабилизация содержания этого элемента обусловлена только внесением N45P60K45 + 50 т/га навоза в пар.

Длительное применение удобрений способствовало росту содержания обменного натрия в почве. В начале вегетации его количество в слое почвы 0-60 см при использовании удобрений было увеличено относительно контроля на 6,0-23,0 %, в наибольшей степени – при внесении N120-150P120-150K120-150 + 50 т/га навоза и N45P60K45 + 50 т/га навоза, что объясняется высоким содержанием натрия в навозе.

Таким образом, увеличение количества обменного K2O на 16,1-49,4 % и Na2O на 6,0-23,0 % в почве способствует применение N120-150P120-150K120-150 + 50 т/га навоза и N135P180K135 + 25 т/га навоза.

Физико-химические свойства почвы, прогноз кислотности

Величина почвенной кислотности в значительной мере оказывает воздействие на содержание и подвижность макро- и микроэлементов в почве, активность почвенных ферментов (Д. Шпаар, М.Д. Сушков, 1996; Н.А. Протасова, Н.С. Горбунова, 2006; Д.Г. Звягинцев, И.В. Асеева, И.П. Бабьева 1980).

От момента закладки опыта к 8 ротации гидролитическая кислотность снижалась при выращивании культур без удобрений и повышалась при внесении под сахарную свёклу N90-135P120-180K90-135 + 25 т/га навоза

Установлено, что в почве под сахарной свеклой к 8 ротации гидролитическая кислотность на удобренных вариантах возросла на 31,8-45,2 % в слое 0-40 см, в наибольшей степени при внесении N150P150K150 + 50 т/га навоза и N190P190K190. Величина кислотности водной вытяжки снижалась на 0,3-0,7 единиц pH. При применении N45P60K45 + 50 т/га навоза в пару данный показатель возрастал на 0,3 единицы. Обменная кислотность снижалась при внесении N90P120K90 + 25 т/га навоза в пару, N135P180K135 + 25 т/га навоза в пару, N190P190K190 N150P150K150 + 50 т/га навоза на 0,3-1,0 единиц в слое 0-40 см. Величина данного показателя на фоне N45P60K45 + 50 т/га навоза в пар повышалась в слое 20-40 см на 0,3 единицы. Степень насыщенности основаниями имела тенденцию к снижению на 5-6 % на фоне N190P190K190 и N150P150K150 + 50 т/га навоза в пар.

Таблица 5 -

Прогноз гидролитической кислотности при различных уровнях удобренности

Варианты Уравнение линейной регрессии R

Без удобрений Y = 3,00 + 0,029 X 0,551

N45P60K45 + 25 т/га навоза Y = 3,31 + 0,091 X 0,810

N90P120K90 + 25 т/га навоза Y = 3,74 + 0,312 X 0,670

N135P180K135 + 25 т/га навоза Y = 3,60 + 0,072 X 0,780

N45P60K45 + 50 т/га навоза Y = 2,63 + 0,070 X 0,755

Х – число лет от момента исследований (2005 г.)

Согласно прогнозу изменения гидролитической кислотности установлено, что максимальная скорость увеличения Hг будет наблюдаться при внесении N90P120K90 + 25 т/га навоза в пару и N45P60K45 + 25 т/га навоза в пару (табл. 5). Минимальный рост Hг будет наблюдаться при внесении N45P60K45 + 50 т/га навоза в пару и в почве без удобрений.

Таким образом, применение N135P180K135 + 25 т/га навоза и N45P60K45 + 25 т/га навоза способствовало максимальному росту кислотности почвы, который будет продолжаться и в будущем.

Агрегатный, гранулометрический и минералогический состав почвы

Изменение гранулометрического состава под действием удобрений выразилось в уменьшении количества ила и крупной пыли и увеличении фракции средней пыли в слое 30-45 см. Высокая доза минеральных удобрений содействовала значительному увеличению количества мелкого песка и снижению – ила, а внесение N45P60K45 + 50 т/га навоза в пару – увеличению содержания средней пыли и разных фракций песка. Способность почвы к структурообразованию возрастала при внесении N135-150P150-180K135-150 + 25-50 т/га навоза в пару.

Содержание фракции 0,25-1,0 мм под влиянием удобрений в обоих слоях почвы возросло, особенно при удобрении N45P60K45 + 50 т/га навоза в пару. Наметилась тенденция к снижению фракций 0,01-0,05 и 0,05-0,0001 мм, особенно при внесении 25-50 т/га навоза в пару. Отмечалось некоторое увеличение агрегатов размером 0,001-0,005 мм и снижение количества самых мелких агрегатов (менее 0,0001 мм). При этом снизился коэффициент дисперсности по Качинскому.

Таким образом, анализ агрегатного состава почвы опытного участка выявил увеличение количества микроагрегатов размера 1-0,25 мм и снижения количества более мелких фракций. Агрегаты почвы становятся менее дисперсными. Наибольшее влияние на микроагретатный состав оказало применение навоза.

В почве стационарного опыта в слое 0-20 см отмечалась тенденция к снижению суммы каолинита и хлорита при внесении N135P180K135 + 25 т/га навоза в пару, N150P150K150 + 50 т/га навоза и N190P190K190, а в слое 20-40 см – повышение их содержания на 10,0-70,0 %, особенно при применении N190P190K190 и N150P150K150 + 50 т/га навоза. Имелась тенденция к росту количества гидрослюд при использовании N90P120K90 + 25 т/га навоза в пару в слое 0-20 см и N150P150K150 + 50 т/га навоза – в слое 20-40 см. Снизилось содержание смешаннослойных образований, как в слое 0-20, так и 20-40 см на 13,9-26,1 % и 6,0-67,2 % соответственно, кроме почвы с применением N150P150K150 + 50 т/га навоза и N190P190K190, где имелась тенденция к росту данного показателя.

Таким образом, под влиянием длительного применения удобрений происходило перераспределение минералогического состава в сторону увеличения гидрослюд и группы каолинит + хлорит и снижения смешаннослойных образований, что содействует увеличению поглощающей способности почвы. В слое 20-40 см изменения минералогического состава были более выраженными, чем в слое 0-20 см.

Биохимическая активность

С помощью ферментов осуществляются процессы разложения растительных остатков, синтез новых органических соединений и катализ многих почвенных химических реакций (Х.Ф. Хазиев, 1982). Параметры биохимической активности почвы (ФАП) являются критерием оценки антропогенной нагрузки на почву и тест-показателем нуждаемости почвы в удобрениях (Т.С. Демкина, Н.Д. Ананьева, 1997; Т.А. Девятова, 2006).

Повышение величины уреазной активности на 17,4-26,9 % в слое почвы 0-20 см указывает на значительное воздействие на неё удобрений, вносимых в дозах N190P190K190 и N45P45K45 + 50 т/га навоза (табл. 6). Выявлено, что применение доз N90P120K90 и выше, а также N45P60K45 + 50 т/га навоза обусловило увеличение активности протеазы на 23,2-54,2 % в слое 0-20 см. В этом же слое наибольшее количество нитратредуктазы выделено при внесении N45P60K45 + 25-50 т/га навоза в пару и N90-135P120-180K90-135 + 25 т/га навоза в пару. Изучение фосфатазной активности выявило уменьшение количества фермента, особенно при использовании N135P180K135 + 25 т/га навоза и N45P60K45 + 50 т/га навоза в пару (на 65,7 - 105,1 %). Не было отмечено усиление инвертазной активности в почве исследованных вариантов. Наблюдалась тенденция к повышению её только при внесении N190P190K190. Активность фермента каталазы возросла на 7,9-21,4 %.

Таблица 6 - Биохимическая активность чернозема выщелоченного, слой 0-20 см

Варианты Целлюлозоразалагающая активность, % Уреаза, мгNH3+/1 г почвы/24 ч Протеаза мг глицина на 1 г почвы/24 ч, Нитратредуктаза мг NO3 - на 10 г почвы в сутки, Фосфатаза мг Р2О5/10 г почвы/1час Инвертаза мг глюкозы/1г почвы/24ч Каталаза мл О2 /1 г почвы/ 1 мин

Без удобрений 12,4 0,56 0,21 0,13 0,26 28,4 1,15


загрузка...