Изменение агрохимических свойств дерново-подзолистой почвы в зависимости от применения удобрений

Сельское хозяйство/Земледелие, почвоведение, агрохимия

Д.с.-х.н. Косолапова А.И., д.с.-х.н. Михайлова Л.А., Васбиева М.Т., Ямалтдинова В.Р.

ГНУ Пермский НИИСХ Россельхозакадемии, Пермская ГСХА, Россия

Изменение агрохимических свойств дерново-подзолистой почвы в зависимости от применения удобрений

Одной из главных задач современного земледелия является сохранение плодородия почв. Важнейшими факторами, определяющими его уровень, являются агрохимические показатели почвы, которые можно регулировать, прежде всего, за счет внесения удобрений (Сычёв В.Г., 2008). Однако в последние годы объемы применения удобрений сельском хозяйстве России резко сократились. В этой связи вопросы оптимизации применения удобрений актуальны и своевременны.

Исследования проводили в стационарном полевом опыте в 1995- 2010 гг. на дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой слабокислой, с низким содержанием гумуса, средней обеспеченностью подвижным фосфором, высокой - обменным калием почве.

Использование почвы в течение 15 лет без внесения удобрений привело к ухудшению показателей поглощающего комплекса почвы в пахотном слое как в типичном, так и биологизированном зернотравяных севооборотах (таблица 1).

В обоих севооборотах отмечена тенденция подкисления почвы, обусловленная снижением рН_KCl на 0.4-0.2, суммы обменных оснований – на 2.8-3.0 мг-экв/100г. Скрытые деградационные процессы сопровождались опережающим возрастанием не только актуальной, но и потенциальной кислотности. Гидролитическая кислотность увеличилась на 0.2-0.3 мг-экв/100 г. Несколько медленней эти процессы протекали в биологизированном севообороте.

Таблица 1. Влияние удобрений и севооборотов на агрохимические показатели дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почвы

Варианты	Типичный севооборот					Биологизированный севооборот
	гумус, %	рН	подвижные формы, мг/кг			гумус, %	рН	подвижные формы, мг/кг
	гумус, %	рН	N*	Р₂О	К₂О	гумус, %	рН	N*	Р₂О	К₂О
Исходная почва	2.13	5.5	102	107	149	2.21	5.4	103	104	152
Без удобрений	1.88	5.1	85	88	123	2.19	5.2	88	91	134
N30P30K30	1.91	5.3	88	88	128	2.17	5.0	87	98	130
N60P60K60	1.81	5.1	100	95	146	2.17	5.1	101	104	156
N90P90K90	1.87	5.0	118	120	141	2.26	5.2	109	113	161
Ф₁–Навоз 20 т/га	1.86	5.2	93	83	130	2.13	5.2	97	89	125
Ф₁+ N30P30K30	1.90	5.6	84	88	126	2.22	5.1	96	94	136
Ф₁+ N30P30K30	1.91	5.1	115	110	137	2.17	5.0	100	109	157
Ф₁+ N30P30K30	1.90	5.2	124	113	149	2.20	5.0	118	115	163
Ф₂–Навоз 40 т/га	2.00	5.4	92	102	130	2.22	5.2	105	95	145
Ф₂+ N30P30K30	2.01	5.4	91	96	138	2.27	5.0	101	95	145
Ф₂+ N60P60K60	1.96	5.3	126	109	147	2.26	4.9	111	121	155
Ф₂+ N90P90K90	1.96	5.1	136	136	163	2.32	5.0	124	125	163
Ф₃–Навоз 60 т/га	2.24	5.4	92	94	142	2.38	5.1	107	109	146
Ф₃+ N30P30K30	2.24	5.4	100	104	151	2.27	5.1	103	108	146
Ф₃+ N60P60K60	2.20	5.3	133	115	161	2.34	5.0	133	128	168
Ф₃+ N90P90K90	2.24	5.3	132	136	166	2.33	4.9	135	142	170
В среднем	1.99	5.3	107	105	142	2.24	5.1	107	108	150
НСР₀₅	0.10	F_ф <F_т	2	14	12	0.12	F_ф <F_т	2	8	10

* N – азот щелочно-гидролизуемый

Деградационные процессы проявились также в снижении содержания гумуса, которое составило в типичном севообороте 0.25%, в биологизированном 0.02% . Снижение интенсивности потерь гумуса в биологизированном севообороте обусловлено запашкой сидерата в паровом поле.

Содержание подвижных форм фосфора и калия за 14 лет в типичном севообороте снизилось на 19 и 26 мг/кг. В биологизированном севообороте по сравнению с типичным потери фосфора и калия ниже на 6 и 8 мг/кг.

Сравнительная оценка агрохимических показателей пахотного горизонта дерново-мелкоподзолистой почвы показала. что при систематическом внесении минеральных удобрений в дозе NPK по 60 и 90 кг д.в/га каждого вида в течение 15 лет наблюдается накопление подвижного азота. фосфора и калия по сравнению с контролем. Однако, при этом независимо от дозы внесения минеральных удобрений не отмечено положительного влияния их на показатели поглощающего комплекса почвы. Процесс подкисления усиливается по сравнению с исходной почвой как в типичном, так и биологизированном зернотравяном севообороте.

Минеральные удобрения не обеспечили исходного содержания гумуса, что согласуется с данными В.Г.Минеева и Н.Ф. Гомоновой (2005), но способствовали снижению его потерь, благодаря поступлению в почву большего количества пожнивных и корневых остатков по сравнению с контрольным вариантом (без внесения удобрений).

Внесение минеральных и органических удобрений с низкими дозами (NPK по 30 кг д.в/га и навоза 20 т/га) не обеспечивает сохранение гумуса, подвижных форм азота, фосфора, калия и не замедляет процесс подкисления почвы.

Внесение органических удобрений по 40 т/га замедляет процессы снижения содержания органического вещества и подвижных форм азота, фосфора и калия, но не достигает исходного уровня. Увеличение дозы органических удобрений до 60 т/га обеспечивает стабилизацию гумусного состояния почвы и содержания подвижных форм азота, фосфора и калия.

Совместное внесение органических и минеральных удобрений в умеренных дозах способствует сохранению гумуса в типичном севообороте и накоплению его в биологизированном севообороте. Положительное действие совместного внесения органических и минеральных удобрений даже в умеренных дозах обеспечивает повышение содержания подвижных форм азота, фосфора и калия.

При нерациональном использовании пашни и внесении низких доз минеральных и органических удобрений происходят необратимые изменения в пахотном слое дерново-мелкоподзолистой почвы, наблюдается снижение ее плодородия. Положительные изменения показателей плодородия почвы под влиянием сельскохозяйственных культур биологизированного зернотравяного севооборота в процессе их вегетации в абсолютном выражении невелики, но статистически достоверны.

Таким образом, в типичном севообороте стабилизацию почвенного плодородия на исходном уровне обеспечивает внесение навоза 60 т/га в сочетании с NPK 60 кг д.в/га, в биологизированном – 40 т/га навоза и NPK 60 кг д.в/га каждого вида.

Совокупное действие хороших предшественников и удобрений обеспечивает более высокую продуктивность агрофитоценозов. В биологизированном севообороте по сравнению с типичным продуктивность пашни была выше на 0.48-1.19 тыс.к.ед./га (таблица 2).

Таблица 2. Влияние типа севооборота и применения удобрений на продуктивность пашни и энергетическую эффективность

Варианты	Продуктивность. тыс.к.ед./га в год			Коэффициент энергетической эффективности
	севооборот		отклоне-ние	севооборот
	типичный	биологизи- рованный	отклоне-ние	типичный	биологизи-рованный
Контроль	1.95	2.68	0.73	2.64	3.12
N₆₀Р₆₀К₆₀	2.22	3.02	0.80	2.24	2.64
N₉₀Р₉₀К₉₀	2.34	3.09	0.75	2.12	2.44
Навоз 40 т/га	2.35	3.11	0.76	2.54	3.07
Навоз 40 т/га +N₆₀Р₆₀К₆₀	2.40	3.14	0.74	2.15	2.59
Навоз 40 т/га+N₉₀Р₉₀К₉₀	2.53	3.05	0.52	2.02	2.32
Навоз 60т/га	2.23	2.97	0.74	2.42	2.72
Навоз 60т/га +N₆₀Р₆₀К₆₀	2.50	3.19	0.69	2.06	2.48
Навоз 60т/га +N₉₀Р₉₀К₉₀	2.40	3.06	0.66	1.82	2.20
НСР ₀₅	-	-	0.25	-	-

В типичном зернотравяном севообороте наиболее высокая продуктивность 2.53 тыс.к.ед. отмечена при внесении навоза 40 т/га и NPK 90 кг д.в./га каждого вида.

Для комплексной оценки севооборотов была рассчитана их энергетическая эффективность. Затраты на внесение органических и минеральных удобрений окупаются продуктивностью как типичного, так и биологизированного севооборотов. Коэффициент энергетической эффективности в зависимости от вариантов варьировал от 1.82 до 3.07.

Энергетические затраты выше на 11% в биологизированном севообороте в связи с выращиванием и запашкой сидеральной культуры по сравнению с типичным севооборотом. Однако этот севооборот имеет более высокую энергетическую эффективность, так как коэффициенты выше на 0.28-0.58 по сравнению с типичным севооборотом. Максимальная величина энергетического коэффициента в типичном севообороте 2.64 в варианте без внесения удобрений, в биологизированном – с запашкой навоза 20 т/га – 3.13.

Таким образом, по комплексной оценке выделился биологизированный севооборот, так как по сравнению с типичным обеспечивает формирование более высокой продуктивности, а при дополнительном внесении навоза 40 т/га и NPK 60 кг д.в./га положительные балансы гумуса, азота, фосфора и калия