Экологические аспекты известкования дерново-подзолистых почв Северо-Запада России (19.10.2009)

Автор: Яковлева Лидия Владимировна

Результаты исследований неоднократно докладывались на научных и научно-практических всероссийских и международных конференциях в Санкт-Петербурге, Москве, Иваново, Обнинске, Брянске, Белогорке и других городах, в том числе: на П съезде Всероссийского общества почвоведов (СПб, 1996), на научной конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете (1997г.); на 5-ой научно-практической конференции «Агроэкологическое обоснование теории и технологий использования разных видов удобрений и химических мелиорантов в земледелии» (М., 1997г.); на Ш съезде Докучаевского общества почвоведов (г. Суздаль, М., 2000г.); на научно-практической конференции «Круговорот биогенных веществ и плодородие почв в адаптивно-ландшафтном земледелии России» (М., 2000г.); на научной конференции «Современные проблемы сельскохозяйственного землепользования» (Белогорка, 2002г.); на симпозиуме по проблеме лизиметрических исследований в сельском хозяйстве (М., 2004г.); на международном форуме «Земля и урожай» (СПб, 2007г.); на Межрегиональной научно-практической конференции «Почвенные ресурсы Северо-Запада России: их состояние, охрана и рациональное использование» (СПб, 2008г.); на Всероссийской конференции с международным участием «Продукционный процесс растений: теория и практика эффективного и ресурсосберегающего управления» (СПб, 2009 г.)

Публикации.

Основные результаты исследований по теме диссертационной работы опубликованы в 51 научной работе.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, предложений производству, списка использованной литературы. Она изложена на 374 страницах, содержит 80 таблиц, 39 рисунков, а также 42 таблицы и 3 рисунка в приложении. Список использованной литературы включает 401 наименование.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1.ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Поставленные задачи мы пытались решить на базе исследований, проведенных в течение 1976-2006г.г. в отделе агрохимии Северо-Западного научно-исследовательского института сельского хозяйства (в настоящее время Ленинградский НИИ сельского хозяйства Россельхозакадемии). Работа написана по результатам, полученным в многолетних полевых, микрополевых, лизиметрических опытах (более 100 опыто-лет), а также в вегетационных и лабораторных опытах и с помощью химических, биологических и микробиологических исследований.

ПОЛЕВЫЕ опыты были заложены на дерново-подзолистых супесчаных слабоокультуренных почвах (опыт 1 – в 1977году, а опыт 2 – в 1981году).

МИКРОПОЛЕВЫЕ многолетние опыты проводили на дерново-подзолистых почвах различного гранулометрического состава (песок, супесь, легкая глина - по классификации Н.А.Качинского, 1958г.).

ЛИЗИМЕТРИЧЕСКИЕ опыты закладывали на дерново-подзолистых слабоокультуренных почвах различного гранулометрического состава в насыпных лизиметрах нашей конструкции. Схемы опытов несколько различаются, но объединены общей идеей, целью работы.

Химические анализы почв и растений проводили по общепринятым методикам и утвержденным ГОСТам. При анализе лизиметрических вод использовали «Методические указания по проведению исследований с изотопом азота 15N и определению элементов питания в лизиметрических водах» (М.,1978) и «Методические указания по определению азота нитратов и нитритов в почвах, кормах и растениях» (М. 1981). Особенности проведения некоторых оригинальных опытов, химических, биологических и микробиологических исследований описаны в тексте диссертационной работы.

Все опыты были расположены вблизи пос. Белогорка. Поэтому мы использовали результаты наблюдений Белогорской агрометеостанции, любезно предоставленные нам ее сотрудниками, а также материалы, опубликованные в агрометеорологических бюллетенях по АМС „Белогорка” и результаты наших наблюдений за химическим составом атмосферных осадков. Лизиметрические воды отбирали по мере поступления их в приемники с помощью насоса Камовского и колбы Бунзена.

По нашим наблюдениям количество веществ, поступающих за год в почву с атмосферными осадками в окрестностях п. Белогорка составляет в среднем: ионов калия – 7.4 кг/га; натрия – 2.1; кальция – 12.5; магния – 3; хлора – 2.9; свинца – 0.05; цинка – 0.4; никеля – 0.4; кадмия – 0.01; кобальта – 0.09; меди – 0.1; железа – 0.9; азота нитратов – 9.3; азота аммония – 8.4 кг/га.

Для того, чтобы проследить судьбу кальция извести в почве, его поглощение растениями, потери от вымывания, в микрополевых опытах вносили известь, меченную изотопом 45Са с периодом полураспада 154 дня.

Лабораторные опыты проводили в лизиметрических колонках, изготовленных из полимерных труб с припаянной на одном конце воронкой, в которую помещали дренаж. Колонки заполняли дерново-подзолистой супесчаной слабоокультуренной почвой, взятой с защитной полосы многолетнего полевого опыта № 2. Полученные фильтраты анализировали по тем же методикам, что и лизиметрические воды.

Все почвы, отобранные для опытов, имели кислую реакцию, были бедны фосфором и, за исключением легкой глины из Новгородской области, калием.

2. ИЗВЕСТКОВАНИЕ И ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ, НЕНАСЫЩЕННЫХ

ОСНОВАНИЯМИ (НА ПРИМЕРЕ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ)

2.1. В настоящее время считают, что вредное действие кислотности почвы на растения связано с присутствием в ней катионов водорода, алюминия, марганца и железа. Однако в почве совершаются гораздо более сложные процессы и влияние кислотности почвы на среду обитания растений; их продуктивность и качество проявляется в разной степени и зависит от различного сочетания множества условий и свойств почвы: содержания обменных оснований, наличия подвижного алюминия, уровня реакции почвы, содержания органического вещества и подвижного фосфора, подвижных форм марганца и железа, гранулометрического состава почвы. Эффективность известкования в зависимости от сочетания этих факторов может быть различной

Многолетние наблюдения в наших опытах показали, что наибольшие изменения рНКС1 в почве происходят в течение первого года после внесения извести и сохраняются в зависимости от дозы извести и гранулометрического состава почвы от З до 6…8 лет. В этот период происходит наряду с вымыванием оснований взаимодействие почвы с не прореагировавшей известью. Через три года после внесения содержание свободной извести составляло от 10 до 64% от внесенного количества в зависимости от нормы внесения. Применение минеральных удобрений на кислых почвах приводит через 4…5лет к достоверному снижению реакции почвы ниже исходного уровня (табл. 1) в результате вымывания оснований с атмосферными осадками вместе с подвижными анионами удобрений (хлоридами, сульфатами), а также в составе органо-минеральных комплексов.

Таблица 1. Влияние минеральных удобрений на реакцию почвы

удобрений Год наблюдений

Исходное 1 3 6 9 13

Без удобрений 4.55 4.87 4.27 4.37 4.39 4.35

N1Р1К1 4.55 4.83 4.25 4.21 4.20 4.15

N2Р2К2 4.55 4.73 4.23 4.02 4.06 3.69

N3Р3К3 4.55 4.67 4.21 4.00 3.84. 3.53

НСР05 по фактору «удобрения» – 0.12; НСР05 по фактору «годы» – 0.22

Коэффициент корреляции между продолжительностью применения удобрений и изменением рНКС1 почвы возрастает с увеличением дозы удобрений (рис.1). Темпы подкисления произвесткованной почвы зависят от дозы внесенных удобрений, уровня рН, достигнутого при известковании и буферности почвы. При внесении высоких доз извести роль уровня применения минеральных удобрений в подкислении почвы, по крайней мере втечение первых двадцати лет, не столь ярко выражена как при известковании по полной гидролитической кислотности и меньшими дозами (рис.2).

Влияние минеральных удобрений на изменение величины гидролитической кислотности дерново-подзолистой супесчаной почвы в первые годы четко не выражено (рис.3). Связано это и с методическими особенностями определения гидролитической кислотности почвы (неполнота вытеснения при однократной обработке), и с присутствием в почве непрореагировавшей извести.

Обменная кислотность в изучаемых почвах объясняется в основном присутствием подвижного алюминия и, в меньшей степени, - обменного водорода. Как показали исследования образцов пахотных почв Северо-Запада Нечерноземья, в почвах, имеющих реакцию среды (рН в КС1) 4,0, содержится 9…10мг/100г подвижного алюминия; при рН 4,9…5,0 – около 1мг.

Наиболее четко влияние минеральных удобрений на содержание подвижного алюминия проявилось на супесчаной почве, отличающейся невысокой буферностью и значительным содержанием подвижного алюминия в составе почвенного поглощающего комплекса (рис.4).

Рис.1. Влияние минеральных удобрений на реакцию дерново-подзолистой супесчаной почвы (У=А•еВ•х)

Рис.2. Изменение реакции произвесткованных по 2,5Нг почв во времени

Рис. 3. Динамика гидролитической кислотности в дерново-подзолистой почве многолетнего полевого опыта 2 (варианты известкования по 0,5 Нг) (У=А*еВ*Х)

Без удобрений r = - 0,850 Р = 0,001 n = 21 У=149,3*е-1,519Х

N120P120K120 r = - 0,936 Р = 0,001 n = 21 У=448,6*е-1,692Х

Рис.4. Влияние реакции среды на содержание подвижного алюминия в дерново-подзолистой супесчаной почве. (У=А·еВ*Х)

2.2. Плотность почвы является интегральным показателем агрофизического состояния и оценки ее пригодности для возделывания определенных сельскохозяйственных культур, так как она оказывает существенное влияние на основные факторы жизни растений и биологическую активность почвы. Очень рыхлое или плотное сложение почвы отрицательно влияет на рост и развитие растений.


загрузка...