Введение к работе
Актуальность темы. Повышение содержания фосфора на низко обеспеченных этим элементом почвах является положительным фактором в увеличении почвенного плодородия. Это обусловлено сильно выраженным поглощением фосфора удобрения почвой, а следовательно и низким коэффициентом усвоения этого элемента растениями. Однако наряду с позитивными сторонами в этом процессе часто отмечаются и негативные моменты, которые выражаются в снижении качества получаемой продукции, загрязнении почвы и окружающей среды в целом, нарушении баланса элементов питания. В последние годы отмечается неуклонное снижение объема применения фосфатов в земледелии. Большой интерес в связи с этим вызывают зафосфаченные почвы имеющиеся в ряде регионов страны и в отдельных хозяйствах за счет интенсивного применения минеральных удобрений или животноводческих стоков. Изучение закономерностей формирования фосфатного режима применительно к почвам с высоким уровнем фосфатной нагрузки и рационального его использования актуально в современном земледелии.
Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы явилось установление основных закономерностей формирования фосфатного режима серых лесных почв Волго-Вятского региона.
Задачи исследований включали решение следующих вопросов :
-
Определить основные показатели, характеризующие фосфатное состояние светло-серых лесных почв.
-
Исследовать закономерности трансформации фосфатного фонда светлосерых лесных почв при сельскохозяйственном использовании.
-
Изучить сорбционные свойства почвы по отношению к фосфат-ионам в кинетических условиях.
-
Установить влияние фосфатного уровня почвы на его миграционную способность по профилю почвы.
-
Оценить эффективность минеральных удобрений в зависимости от фосфатного уровня почв.
Научная новизна и практическая значимость. В работе изучен фосфатный режим светло-серых лесных почв в условиях Волго-Вятского региона. Установлены количественные и качественные изменения в фосфатном фонде почв при их сельскохозяйственном использовании. На основе изучения трансформации фосфора удобрений в составе почвенных фосфатов выявлено, что преобладающей формой аккумуляции минеральных фосфатов в светло-серых лесных почвах являются фосфаты кальция и железа. В условиях вегетационных опытов изучено влияние высоких доз фосфорных удобрений на продуктивность ряда сельскохозяйственных культур.
Практическая значимость работы заключается в том, что она позволяет разработать систему регулирования фосфатного уровня почвы путем рационального использования фосфора почв и фосфорных удобрений.
Апробация работы. Результаты исследований были доложены и обсуждены:
-
На научной конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов Санкт-Петербургского государственного аграрного университета, Пушкин, 1996г.
-
На научной конференции ВИУА "Биологические основы интенсификации земледелия", Москва, 1997г.
-
На международной студенческой конференции Санкт-Петербургского государственного университета "Кризис почвенных ресурсов: причины и следствия".
Объем работы Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, списка использованной литературы (167 наименований, в том числе 11 иностранных источников) и приложения. Общий объем работы - 127 страниц, основной текст изложен на 103 страницах машинописи, включает 20 таблиц и 8 рисунков.
Объекты и методы исследований. Объекты исследований представлены светло-серыми лесными почвами, сформировавшимися на лессовидных покровных суглинках. Исследуемая почва отличается низким содержанием гумуса (1.2%) и повышенной кислотностью (рНксі - 4.6). Содержание обменных катионов и степень насыщенности основаниями низкие. Величина гидролитической кислотности очень высокая (7.5 мг экв/ЮОг). Почва характеризуется средней обеспеченностью подвижными соединениями фосфора и калия - 9.5 и 6.4 мг/100г соответственно.
Исследования проводились в микрополевом, вегетационных и лабораторных опытах в период с 1995 по 1998 гг. В работе использованы данные многолетнего полевого опыта по изучению эффективности применения удобрений под основные сельскохозяйственные культуры с использованием органической, органо-минеральной и минеральной систем применения удобрений в севообороте, заложенного в 1964 году заведующим кафедры агрохимии НГСХА профессором Сиротиным Ю.П.
Миграцию фосфора, внесенного с удобрениями, по профилю светлосерой лесной почвы мы изучали в условиях микрополевого опыта. Образцы почвы отбирались из слоя 0 - 20 см и далее через каждые 5 см до глубины 60 см. Отбор проб проводился через 5,12 и 24 месяца после внесения удобрений со следующих вариантов: 1)контроль, 2)Р3оо, 3)Рпоо, 4)Р22оо- В почвенных пробах определяли содержание подвижного фосфора по Кирсанову.
С целью установления зависимости потребления фосфора растениями от содержания его в почве и определения пороговой концентрации фосфора, негативно действующей па растения, были заложены вегетационные опыты.
В опытах использовались сосуды Митчерлиха, вмещающие 5 кг почвы. Повторность 3* - кратная. Схема каждого опыта включает 5 вариантов. Действие возрастающих доз фосфора на рост и развитие растений изучали на фоне различных доз азотных и калийных удобрений. Общую схему опытов можно представить следующим образом: 1. Контроль; 2. Фон; 3. Р + NiKi; 4. P + N2K2;5.P + N3K3.
В опытах изучались фосфатные уровни: опыт 1 - Pi - 300 мг/кг, опыт 2 -Р2 - 650 мг/кг, опыт 3 - Рз - 900 мг/кг, опыт 4 - Р4 - 1300 мг/кг, опыт 5 - Р5 -1800 мг/кг, опыт 6 - Р6 - 2200 мг/кг.
На искусственно созданных фонах изучалось действие трех различных доз азота и калия, одна из которых (вар. N2K2), максимально соответствует данному содержанию фосфора в почве с учетом сбалансированности условий питания растений, вторая (вар. N]Ki) составляет половину этой дозы и характеризует, таким образом, минимальную дозу азота и калия на определенный уровень содержания фосфора в почве. Доза N3K3 в 1,5 раза превышает дозу N2K2 и является максимальной для конкретного уровня содержания фосфора в почве.
Изучение кинетики сорбции фосфат-ионов в исследуемых светло-серых лесных почвах было проведено путем постановки модельного опыта радиометрическим методом. Исследования проводили в динамике в интервале времени от 30 секунд до 30 суток. В качестве реагирующего раствора применяли Ш раствор монофосфата калия, меченного радиоактивным изотопом Р. Соотношение почва : раствор - 1:10. Активность образцов определяли на счетчике УМФ-1500.
Кинетику десорбции фосфатов изучали методом Кука в интервале времени от 10 минут до 2 часов. Для проведения исследований готовили водные вытяжки почв в соотношении почва:раствор - 1:25. В водную вытяжку помещали анионит марки АВ-17 в хлор-форме. (Соотношение почва: анионит- 1:1).
Анализ почвенных образцов для характеристики объектов исследования проводили по общепринятым в агрохимии и почвоведении методам (Аринушкина, 1970, Соколов, 1975).
Фракционный состав фосфатов определяли методом Чанга-Джексона в модификации Гинзбург-Лебедевой.
