Библиографическое описание:

Ерёмин Д. И. Изменение элементов плодородия агрочернозема выщелоченного при длительном использовании минеральных удобрений в условиях лесостепной зоны Зауралья // Молодой ученый. — 2016. — №12. — С. 1059-1062.



Минеральные удобрения приводят к серьезному изменению питательного режима пахотных земель, что благоприятно отражается на урожайности сельскохозяйственных культур и продуктивности пашни [1, 2, 3]. Однако, до настоящего времени нет единого мнения о влиянии минеральных удобрений на свойства почвы, особенно при их использовании на протяжении десятилетий.

В современных условиях агропромышленные предприятия используют минеральную систему питания, так как она существенно эффективнее в плане увеличения урожайности, при снижении экономических затрат [4]. Практически полный отказ от органических удобрений и севооборотов привел к резкому ухудшению плодородия почв, поэтому использование минеральных удобрений должно быть основано на научно-обоснованном подходе.

Условия проведения иметодика исследований.

Исследования проводились на опытном поле Государственного аграрного университета Северного Зауралья. Изучалось влияние возрастающих доз минеральных удобрений на агрохимические и агрофизические свойства старопахотного чернозема выщелоченного.

Опыты проводились с 1995 по 2015 год. Удобрения согласно схеме опыта вносятся весной под предпосевную культивацию, в форме диаммофоски и аммиачной селитры. Посевная площадь делянки 100, а учетная — 50 м2. Повторность четырехкратная. Агротехника выращивания зерновых была общепринятой для Западной Сибири.

Почва опытного участка — тяжелосуглинистый выщелоченный чернозём. Средняя мощность гумусового горизонта составляет 30–35 см, содержание гумуса в слое 0–20 см составляет 6,00 %, в слое 20–40 см — 3.77 %. Содержание нитратного азота перед закладкой опыта в слое 0–20 см — 5.0 мг/кг, в слое 0–40 см — 4.5 мг/кг почвы. Подвижного фосфора и обменного калия в слое 0–20 см — 9.7 и 22.3 мг/100 г почвы соответственно, а в слое 0–40 см — 7.3 и 14.8 мг/100 г почвы.

В почве определяли азот нитратов (дисульфофеноловым методом), подвижный фосфор и обменный калий по Чирикову. Математическая обработка урожайных данных проведена с помощью программного продукта «Odn1», разработанного на кафедре ЭММ и ВТ нашего университета.

Изучение агрохимических свойств выщелоченного чернозема показало, что систематическое применение удобрений оказывает существенное влияние практически на все показатели плодородия почвы. Прежде всего, следует отметить устойчивое повышение содержание в корнеобитаемом слое почвы азота нитратов (табл.1).

Таблица 1

Содержание питательных веществ вслое 0–40 см. взависимости от уровня химизации, для N-NO3 мг/кг, для P2O5 иК2О мг/100 гпочвы (среднее за 1995–2015гг.)

Варианты

Перед посевом

Кущение

Цветение

После уборки

N

P

K

N

P

K

N

P

K

N

P

K

Без удобрений

4,5

7,0

14,8

11,9

7,4

17,4

5,0

4,9

13,9

2,0

3,7

12,5

NPK на 3.0 т/га

4,8

7,6

14,8

26,4

11,6

18,4

9,2

9,0

19,2

4,5

8,2

13,6

NPK на 4.0 т/га

5,1

8,0

16,4

51,1

20,7

25,4

9,7

11,6

22,4

6,8

9,0

18,7

NPK на 5.0 т/га

5,2

7,6

14,8

48,0

24,8

27,5

22,5

15,5

21,1

8,3

10,9

19,6

NPK на 6.0 т/га

4,7

8,3

15,7

28,5

12,1

30,4

36,2

16,1

26,5

9,7

13,8

21,6

Снижение содержания нитратного азота на 44 % за вегетацию было отмечено на варианте без удобрений. На остальных вариантах количество азота увеличилось. Содержание нитратного азота перед уборкой, при планировании урожайности яровой пшеницы 4.0 т/га повышалось на 25 % относительно содержания его перед внесением удобрений. При внесении минеральных удобрений под планируемую урожайность 6.0 т/га нитратного азота удвоилось, а по сравнению с контролем содержание его увеличилось почти в 4 раза. Наибольшее количество нитратного азота, отмечалось и зависело от гидротермических условий года. После посева яровой пшеницы, то есть в период максимальной биологической активности и относительно небольшого потребления его растениями. К фазе цветения содержание азота в почве очень сильно снижалось по всем вариантам. Это связано с более интенсивным потреблением нитратного азота растениями пшеницы и снижением биологической активности в пахотном слое из-за ухудшения влагообеспеченности и высокой температуры, что отрицательно повлияло на биологическую активность.

При систематическом внесении полного удобрения под яровую пшеницу происходит обогащение почвы легкоподвижными соединениями фосфора, причем в большей степени, чем выше доза фосфорных удобрений. Так, в среднем за вегетацию при дозе удобрений на планируемую урожайность 4.0 т/га, содержание подвижного фосфора в почве увеличилось на 1 мг. При планировании урожайности в 6.0 т/га содержание фосфора увеличивается на 5.0–5.5 мг/100 г почвы. На контроле, содержание этого элемента ежегодно к концу вегетации снижалось более чем в два раза. Однако, за осенне-зимний период он частично восполняется, за счет перехода недоступного для растений трифосфата, в ди- и моно-фосфат.

В целом, изменения динамики содержания подвижного фосфора в течение вегетационного периода были значительно слабее, чем в содержании нитратного азота. На протяжении всех опытов с минеральными удобрениями нами не была обнаружена миграция подвижного фосфора. Даже в дождливое лето вымывания фосфора из корнеобитаемого слоя не отмечалось.

Минеральные удобрения также повлияли на накопление обменного калия в почве. С повышением нормы удобрений количество калия в почве ежегодно увеличивалось в среднем на 25–30 %. В сезонной динамике содержание обменного калия снижается лишь в период цветения-налива зерна. Ежегодное внесение калийных удобрений увеличивает содержание обменного калия в почве.

Почвенное плодородие определяется не только питательным режимом для растений, но и водным, воздушным и тепловым режимами. Последние в свою очередь в сильной степени зависят от плотности почвы. В Западной Сибири над определением оптимальной плотности для сельскохозяйственных растений в различных почвах работали многие ученые. По данным В. Ф. Трушина, Э. Ф. Крылова оптимальная плотность чернозёма для большинства возделываемых культур составляет 1,20–1,26 г/см3. Для лучшего восприятия изменения плотности почвы лучше воспользоваться коэффициентом интенсивности уплотнения, показывающим во сколько раз уплотнилась почва с момента посева до кущения зерновых культур.

Таблица 2

Плотность сложения пахотного слоя выщелоченного чернозема, г/см3, среднее за 1995–2015гг.

Дата отбора образцов

Контроль, без удобрений

NPK на 3.0 т/га

NPK на 4.0 т/га

NPK на 5.0 т/га

NPK на 6.0 т/га

Перед посевом

0,97

0,95

1,02

0,94

1,00

Кущение

1,08

1,05

1,09

1,04

1,13

Перед уборкой

1,17

1,15

1,08

1,22

1,27

Коэффициент интенсивности

1,11

1,11

1,07

1,11

1,13

В исследованиях на вариантах с использованием минеральных удобрений и без применения, отмечается практически одинаковая скорость уплотнения пахотного слоя в период от посева до фазы кущения — выхода в трубку яровой пшеницы. За исключением вариантов с планируемой урожайностью 4.0 и 6.0 т/га, где минимальная скорость усадки была на варианте с планируемой урожайностью 4.0 т/га, что на 4 % меньше контроля, а максимальная — на варианте с планируемой урожайностью 6.0 т/га, где этот коэффициент был 1.13, что на 2 % больше контроля.

Перед уборкой, наибольшая плотность достигла на вариантах, где планировалась урожайность 5.0 и 6.0 т/га и составила 1.22, 1.27 соответственно, против 1.11 г/см3, однако, плотность почвы находилась в пределах оптимальной для развития зерновых культур.

Анализ структурного состояния в нашем опыте проводился в первый год ротации под пшеницей на глубину 0–30 см. В 2015 году было проведено повторное обследование структуры почвы (табл. 3).

Таблица 3

Структурно-агрегатное состояние старопахотного чернозема выщелоченного

Варианты

Способ просеивания

Годы исследования

Размер агрегатов (мм) иих содержание (% массы)

>10

10–0.25

<0.25

1

Сухое

1995

5,3

85,7

9

2015

6,5

82,3

11,2

Мокрое

1995

4,1

75,6

20,3

2015

5,3

76,2

18,5

2

Сухое

1995

4,4

88,2

7,4

2015

3,8

87,3

8,9

Мокрое

1995

3,9

82,4

13,7

2015

7,8

76,9

15,3

3

Сухое

1995

3,1

91,3

5,6

2015

5,8

71,6

22,6

Мокрое

1995

3,2

78,6

18,2

2015

11,5

70,8

17,7

4

Сухое

1995

7,6

88,3

4,1

2015

9,8

77,1

13,1

Мокрое

1995

3,4

80,7

15,9

2015

2,7

73,1

24,2

5

Сухое

1995

4,8

89,9

5,3

2015

7,5

76,5

16

Мокрое

1995

5,3

75,4

19,3

2015

8,2

66,2

25,6

За три года внесения минеральных удобрений структура почвы ухудшилась по всем вариантам. Полное отсутствие минеральных и органических удобрений, за исключением соломы, привело к увеличению фракции с диаметром частиц менее 0.25 мм на 2.2 %. Необходимо отметить, уменьшение фракции на 4.9 % с диаметром частиц от 5 до 3 мм. Анализируя таблицу 3, можно отметить тенденцию снижения количества агрономически ценной структуры с увеличением уровня химизации посевов зерновых культур.

Заключение.

Таким образом, в наших исследованиях установлено, что увеличение норм минеральных удобрений увеличивает содержание питательных веществ в слое 0–40 см. При планировании урожайности свыше 4.0 т/га, резко увеличиваются потери нитратного азота. Миграции подвижного фосфора и обменного калия за пределы корнеобитаемого слоя не обнаружено.

Минеральные удобрения не оказали существенного влияния на плотность почвы. На всех вариантах, она оставалась в пределах оптимальной — 1.0–1.2 г/см3.

Структурное состояние за три года внесения минеральных удобрений на планируемую урожайность свыше 4,0 т/га несколько ухудшилось. Отсутствие органических и минеральных удобрений также отрицательно повлияло на структуру почвы.

Литература:

  1. Абрамов Н. В. Азот текущей нитрификации и хозяйственный вынос как факторы программирования урожайности яровой пшеницы в условиях Северного Зауралья // Н. В. Абрамов, Д. И. Еремин / Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2009. № 2. С. 25–29.
  2. Ерёмин Д. И. Оптимизация азотного питания яровой пшеницы для получения продовольственного зерна / Д. И Ерёмин, Г. Т. Притчина // Зерновое хозяйство. 2005. № 7. С. 11.
  3. Шахова О. А. Особенности минерального питания яровой пшеницы в условиях внедрения ресурсосбереающих технологий в лесостепной зоне Северного Зауралья / О. А. Шахова, Д. И. Еремин // Вестник Красноярского ГАУ. – 2007. – № 1. – С. 149–152.
  4. Абрамов Н. В., Ерёмина Д. В., Ерёмин Д. И. Агроэкономическое обоснование применения минеральных удобрений под яровую пшеницу в Северном Зауралье // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. – 2010. – № 5. – С. 11–17.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle