Статья: Влияние систем удобрения на баланс элементов питания и агрохимические показатели дерново-подзолистой супесчаной почвы

Почвоведение и агрохимия №1(48) 2012

64

Почвоведение и агрохимия №1(48) 2012

62

ВЛИЯНИЕ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ НА БАЛАНС ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ И АГРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ СУПЕСЧАНОЙ ПОЧВЫ

Т.М. Серая, Е.Г. Мезенцева, Е.Н. Богатырева, О.М. Бирюкова, Р.Н. Бирюков Институт почвоведения и агрохимии, г. Минск, Беларусь

SUMMARY

INFLUENCE OF FERTILIZER SYSTEMS BALANCE OF NUTRIENTS ANDAGROCHEMICAL INDEXES OF SOD-PODZOLIC LOAMY SAND SOIL

T.M. Seraya, E.G. Mezentsеva, E.N. Bogatyrеva, O.M. Biryukova, R.N. Biryukov

On sod-podzolic sand soil at high efficiency of crop rotation (473,9 centner of fodder unit) N433Р290К590 application against 60 t/hectare of manure was insufficient for preservation of humus content in soil at initial level, this rate of fertilizers has provided only a small gain of mobile forms of phosphorus and potassium.

Due to tillage of straw the humus content in soil has increased on 0,04-0,07%, mobile forms P2O5 - on 8-16 mg/kg, K2O - on 20-29 mg/kg.

ВВЕДЕНИЕ

супесчаный почва удобрение органоминеральный

Баланс питательных веществ в системе почва-растение-удобрение составляет часть общего процесса взаимодействия элементов питания. Показатели баланса отражают пути превращения и расхода питательных веществ минеральных и органических удобрений, долю элементов питания, продуктивно используемую и отчуждаемую растениями из почвы и воспроизводимую за счет органических и минеральных удобрений. В современном земледелии вынос элементов питания многократно превышает их поступление в почву, что ведет к резкому нарушению одного из основных законов земледелия - закона возврата - и некомпенсированному расходу ресурсов почвенного плодородия. Интенсивное использование почв пахотных земель под полевыми севооборотами снижает потенциальное плодородие почвы: уменьшается содержание гумуса, повышается кислотность, снижается количество питательных легкоусвояемых веществ [1-3].

В этой связи незаменима роль органических удобрений в круговороте и балансе биогенных элементов в земледелии. В общем балансе элементов питания, вносимых ежегодно под сельскохозяйственные культуры, на долю органических удобрений приходится от 30 до 40%, при этом около 75% органических удобрений от внесенного количества минерализуется, оказывая влияние на изменение агрохимических показателей почвы и участвуя в питании растений. Остальное количество органических удобрений (25%) гумифицируется и идет на восполнение потерь гумуса при возделывании сельскохозяйственных культур [4].

Стандартным органическим удобрением является подстилочный навоз, однако нужно учитывать затратность его транспортировки на удаленные поля. Запашка соломы возделываемых культур может стать альтернативой соломистому навозу. Солома без остатка повторно включается в круговорот минерального и органического питания растений для формирования новой биомассы. Однако данных по оценке влияния запашки соломы на баланс элементов питания, агрохимические свойства почвы и урожайность культур недостаточно [5].

Цель исследований - оценить влияние органической, минеральной и органоминеральной систем удобрения на баланс элементов питания и агрохимические показатели дерново-подзолистой супесчаной почвы.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводили в 2006-2011 гг. в ГП «Экспериментальная база им. Суворова» Узденского района Минской области. Почва опытного участка дерново-подзолистая, оглеенная внизу, супесчаная, развивающаяся на рыхлой супеси, подстилаемой с глубины 80 см моренным суглинком. Пахотный слой перед закладкой опыта характеризовался следующими агрохимическими показателями: рнKCl 5,6-5,9, содержание подвижных форм Р2О5 - 140-160 мг/кг, К2О - 160-180 мг/кг почвы, гумуса - 2,23-2,52%.

Опыт проводили в пятипольном севообороте со следующим чередованием культур: кукуруза на зеленую массу (з.м.) - рапс яровой - озимое тритикале - люпин узколистный на зерно - ячмень яровой. Агротехника возделывания изучаемых культур - общепринятая для Республики Беларусь [6]. Повторность вариантов в опыте 4-кратная. Общая площадь делянки - 72 м2, учетная - 48 м2.

Опыт развернут на двух уровнях: без запашки соломы и на фоне запашки соломы возделываемых культур. За ротацию севооборота в зависимости от вариантов опыта было запахано в почву соломы возделываемых культур (рапса, тритикале, люпина и ячменя) от 8,3 до 15,7 т/га. С этим количеством соломы в почву было внесено 3,3-6,2 т/га углерода, 62-125 кг/га азота, 26-52 кг фосфора, 133-318 кг/га калия, 40-78 кг/га кальция и 19-34 кг/га магния.

При запашке соломы для создания оптимального соотношения С/N в почву было дополнительно внесено 48-116 кг/га азота в зависимости от количества запахиваемой соломы. В результате, в пересчете на условный навоз, за ротацию севооборота за счет запашки соломы с учетом дополнительного азота в почву было внесено 29-55 т/га условного навоза.

Подстилочный навоз КРС (подстилка - солома) в дозах 20, 40 и 60 т/га вносили под кукурузу. В 1 т подстилочного навоза на естественную влажность содержалось 108 кг органического углерода, 5,0 кг азота, 2,5 кг фосфора и 5,0 кг калия. Суперфосфат аммонизированный и калий хлористый вносили под культивацию. Азотные удобрения (карбамид) в зависимости от культуры вносили под предпосевную культивацию и в подкормки. Дозы минеральных удобрений: под кукурузу - N90+30P60K120, рапс - N80+30P60K120, тритикале - N 70+30P60K120, люпин - N13P50K110, ячмень - N60+30P60K120. В целом за севооборот внесено N433P290K590, среднегодовая доза составила N7Р58К118.

Определение агрохимических показателей почвы проводили по общепринятым методикам: гумус - по Тюрину в модификации ЦИнАО (ГОСТ 26213-91); pHKCl - потенциометрическим методом (ГОСТ 26483-85); подвижные формы фосфора и калия - по Кирсанову (ГОСТ 26207-91); обменные кальций и магний в 1 М КCl - вытяжке с определением на атомно-абсорбционном спектрофотометре ААS-30 (ГОСТ 26487-85).

Химический анализ подстилочного навоза КРС выполнен в соответствии с государственными отраслевыми стандартами: определение влаги и сухого остатка по ГОСТ 26713-85, золы - по ГОСТ 2671485, органического вещества - по ГОСТ 27980-88, общего азота - по ГОСТ 26715-85, общего фосфора - по ГОСТ 26717- 85, общего калия - по ГОСТ 26718-85.

В растительных образцах общий азот, фосфор, калий определяли из одной навески после мокрого озоления серной кислотой; азот - методом Къельдаля (ГОСТ 13496.4-93); фосфор - на фотоэлектроколориметре (ГОСТ 26657-85); калий - на пламенном фотометре (ГОСТ 30504-97); кальций и магний - на атомноабсорбционном спектрофотометре (ГОСТ 26570-95, ГОСТ 305-97).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Продуктивность севооборота на дерново-подзолистой супесчаной почве в значительной степени зависела от применяемых систем удобрения. В целом продуктивность севооборота на фоне без запашки соломы в варианте без применения удобрений составила 267,5 ц к.ед. или 53,5 ц к.ед. в год.

При минеральной системе удобрения со среднегодовой дозой N87Р58К118 получено 84,3 ц к.ед./га при окупаемости 1 кг NРК 11,7 к.ед. При органической системе удобрения (60 т/га навоза под кукурузу) получено в среднем в год 71,7 ц к.ед. Максимальную продуктивность севооборота обеспечило внесение полного минерального удобрения (N 433Р290К590) на фоне 40 и 60 т/га навоза - 453,4 и 473,9 ц к.ед./га. Среднегодовая продуктивность при этом составила в среднем по опыту 92,8 ц к.ед./га при окупаемости 1 кг NРК минеральных удобрений 9,0 к.ед., 1 т подстилочного навоза КРС - 83,5 к.ед. [7].

Запашка соломы возделываемых культур в севообороте не оказала существенного влияния на его продуктивность по сравнению с аналогичными вариантами без запашки соломы.

Научные основы применения удобрений в земледелии базируются на познании круговорота веществ и их баланса. Для обоснования наиболее эффективных систем удобрения и целенаправленного регулирования почвенного плодородия рассчитывается хозяйственный баланс, интенсивность баланса и реутилизация основных элементов питания.

Интенсивные процессы минерализации гумуса, характерные для дерновоподзолистых почв, определили неблагоприятный баланс гумуса за ротацию севооборота. Установлено, что на фоне без запашки соломы при продуктивности севооборота 267,5-473,9 ц к.ед. минерализация гумуса в зависимости от системы удобрения составила 5551-7479 кг/га. наибольшие значения минерализации гумуса отмечены в вариантах с максимальными дозами удобрений. За счет пожнивнокорневых остатков за ротацию севооборота восстановилось 2315-3653 кг/га гумуса, за счет гумификации навоза в почве образовалось 800-2400 кг/га гумуса. Внесение органических и минеральных удобрений несколько снижало дефицит гумуса в почве, однако баланс гумуса оставался отрицательным во всех изучаемых вариантах.

Не оказав существенного влияния на продуктивность севооборота, запашка соломы оказала положительное влияние на баланс гумуса (табл. 1).

На фоне запашки соломы минерализация гумуса за ротацию севооборота и его образование за счет пожнивно-корневых остатков и навоза были аналогичны данным, полученным на фоне без запашки соломы. Однако с запаханной соломой за севооборот в почву поступило углерода от 3,3 до 6,2 т/га, что способствовало увеличению приходных статей гумуса на 1295-2346 кг/га, и в результате в вариантах с органоминеральной системой удобрения с дозой навоза 40-60 т/га за севооборот получен положительный баланс гумуса.

Высокие показатели продуктивности севооборота определили отрицательный баланс основных элементов питания. Закономерно, что при отрицательном балансе гумуса получен и отрицательный баланс азота (табл. 2). небольшой положительный баланс фосфора (11-70 кг/га) отмечен только в вариантах с внесением полного минерального удобрения на фоне 20-60 т/га навоза. Положительный баланс калия (27-208 кг/га) обеспечен внесением за севооборот N433Р290К590 как на безнавозном фоне, так и на фоне применения органических удобрений.

Установлено, что при органоминеральной системе удобрения с внесением 60 т/га навоза в почву возвращается 25% азота, 42% фосфора, 46% калия, 53% кальция и 38% магния, вынесенных с урожаем.

Запашка соломы возделываемых в севообороте культур обеспечила более благоприятный баланс основных элементов питания по сравнению с вариантами, где солома убиралась с поля. на фоне запашки соломы в вариантах с органоминеральной и минеральной системами удобрения достигнут положительный баланс азота, где интенсивность баланса по азоту составила 109-129% (табл. 2). Реутилизация азота в зависимости от варианта опыта составила 12-47%, в том числе за счет запашки соломы - 12%.

С запаханной соломой за ротацию севооборота в почву поступило в зависимости от варианта опыта 26-52 кг P2O5 на 1 га. В результате положительный балансфосфора достигнут в вариантах с применением полного минерального удобрения не только на фоне навоза, но и без него при интенсивности баланса 106-135%. Реутилизация фосфора составила 13-55%.

Таблица 1. Баланс гумуса за ротацию севооборота на дерново-подзолистой супесчаной почве (с запашкой соломы)

Таблица 2. Баланс элементов питания за севооборот на дерново-подзолистой супесчаной почве