Содержание к диссертации
Введение
1. Влияние удобрений на свойства почвы и урожайность сельскохозяйственных культур (обзор литературы) 9
1.1. Изменение физико-химических свойств почвы под действием удобрений 9
1.2. Гумус почвы в связи с применением удобрений 13
1.3 Изменение азотного, фосфорного и калийного режимов почвы под влиянием удобрений
1.4 Биологические особенности ярового ячменя и люцерны 28
1.5 Технология возделывания ярового ячменя с подсевом люцерны 30
1.6 Влияние удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур 32
2. Условия и методика проведения исследований 35
2.1 Климатические и погодные условия 35
2.2 Агрохимическая характеристика почвы . 40
2.3 Схема опыта и методика проведения исследований 43
3. Изменение агрохимических свойств чернозема выщелоченного под действием длительного «применения минеральных удобрений 47
3.1. Содержание и фракционный состав гумуса 47
3.2. Азотный режим почвы 60
3.3. Групповой состав фосфора и формы калия в почве 65
3.4. Физико-химические свойства почвы 74
3.5. Физические свойства почвы 82
4. Урожайность ярового ячменя с подсевом люцерны в зависимости от последействия минеральных удобрений и продуктивность полевого севооборота 89
5. Вынос элементов питания культурами полевого севооборота 100
6. Баланс азота, фосфора и калия в почве 105
7. Экономическая эффективность последействия - „ удобрений под яровым ячменем с подсевом люцерны на выщелоченном черноземе 113
Выводы 117
Предложения производству 121
Список использованных источников
- Гумус почвы в связи с применением удобрений
- Биологические особенности ярового ячменя и люцерны
- Агрохимическая характеристика почвы
- Физико-химические свойства почвы
Введение к работе
Актуальность темы. Проблема обеспечения высокого и стабильного уровня плодородия и биопродуктивности основного источника сельскохозяйственного производства - почвы, по своей важности и актуальности выдвигается на первый план и требует систематического научно обоснованного применения агрохимических средств. Применение минеральных удобрений - эффективный путь создания оптимальных условий питания растений и положительного баланса биогенных элементов.
В то же время при длительном, одностороннем внесении минеральных удобрений проявляется их негативное воздействие на свойства почвы. Это и стало причиной сложившейся в последние годы тенденции по снижению объемов применения минеральных удобрений, которая определила необходимость научного поиска и разработки ресурсосберегающих приемов, позволяющих получать планируемую урожайность сельскохозяйственных культур за счет использования достигнутого потенциального плодородия.
Полевой эксперимент является наиболее репрезентативным методом тестирования различных идей и концепций научной агрономии на пути их практического предложения. Ценность результатов исследований возрастает по мере приближения опытного участка к устойчивому экологическому равновесию и пропорциональна времени проведения опыта. В длительном полевом опыте происходит компенсация большей части отклонений в действии и взаимодействии изучаемых и не изучаемых, но контролируемых факторов, что уравновешивает базисный фон для сравнения вариантов. Особую значимость они приобретают при оценке динамики плодородия почвы и продуктивности растений, а так же мониторинга экологической составляющей.
Недостаточное количество данных о влиянии длительного применения различных доз минеральных удобрений в полевом севообороте на широкий комплекс важнейших показателей, определяющих плодородие выщелоченного
чернозема Кубани, на урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность севооборота послужили основанием для настоящих исследований.
Цель и задачи исследований. Целью настоящей диссертационной работы является изучение длительного (с 1981 года) применения различных доз минеральных удобрений на комплекс показателей, характеризующих плодородие выщелоченного чернозема Кубани, на урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность севооборота.
В связи с этим были определены задачи наших исследований;
1. Проследить изменение количественного и качественного состава гуму
са за две ротации полевого севооборота под действием длительного применения
удобрений.
2. Изучить влияние длительного применения минеральных удобрений на
изменения в содержании азота, фосфора и калия в выщелоченном черноземе.
Установить действие систематического применения удобрений на физические и физико-химические свойства почвы.
Рассчитать продуктивность полевого севооборота за вторую ротацию.
Определить последействие удобрений на урожайность и качество ярового ячменя с подсевом люцерны и рассчитать экономическую эффективность последействия удобрений под данные культуры.
Установить вынос азота, фосфора и калия с урожаями культур севооборота и баланс этих элементов питания в почве за две ротации полевого севооборота.
Научная новизна исследований. В условиях резко возросшей интенсификации земледелия изучена динамика и дана комплексная оценка показателей плодородия почвы (фракционный состав гумуса, групповой состав фосфора, азотный и калийный режимы почвы) после длительного систематического применения в севообороте различных доз минеральных удобрений. Установлено их влияние на баланс азота, фосфора и калия в почве и последействие на урожайность и качество ячменя с подсевом люцерны.
Практическая ценность работы. Работа имеет практическое значение при возделывании сельскохозяйственных культур в условиях полевого севооборота на выщелоченном черноземе Кубани по использованию минеральных удобрений, в прогнозировании длительного действия минеральных удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур и плодородие почвы.
На обсуждение диссертационного Совета выносятся следующие положения:
За две ротации севооборота произошло снижение содержания гумуса чернозема выщелоченного. В сравнении с контролем достоверное увеличение содержания гумуса отмечено при длительном применении минеральных удобрений в дозе N|56oP 1440*4020- С повышением доз удобрений доля гуминовых кислот в составе гумуса снижалась, а доля фульвокислот возрастала.
По истечению двух ротаций содержание общего азота и всех его форм уменьшилось в почве всех вариантов опыта. Длительное применение минеральных удобрений в дозе N]04o> Nio4oP96oK6so и N]56oPi44oKio2o способствовало после второй ротации увеличению содержания в почве общего азота на 11,5; 18,6 и 26,5% от его количества на контроле. При этом отмечено увеличение содержания всех форм азота в почве удобренных вариантов опыта в сравнении с
КОНТрОЛеМ. ПОД ДеЙСТВИеМ ДЛИТелЬНОГО ВНеСеНИЯ уДОбреНИЙ В Д03Є Р960»
N1040P960K680 и NiseoP 1440^1020 произошло накопление валового фосфора на 15,1; 17,4 и 23,5% соответственно от его содержания на неудобренной почве, что повлекло за собой увеличение содержания всех групп фосфора. При длительном внесении минеральных удобрений в дозе Кето, N52oP48oK.34(h N104oP%oK68o и Nt56oPi440^io20 увеличивалось количество валового калия на 6,8; 2,4; 8,3 и 18,4% от данных на контроле. Аналогичные изменения отмечены так же и в содержании его обменной и необменной форм.
3. Происходило подкисление почвы с увеличением доз вносимых удоб
рений. В свою очередь снижались сумма поглощенных оснований, емкость по
глощения и степень насыщенности почвы основаниями.
4. Плотность почвы за две ротации севооборота увеличивалась с 1,16 до
закладки опыта до 1,23 г/см3 после второй ротации. По истечении двух ротаций
снизились водопрочность почвы и максимальная гигроскопическая влажность.
Водопрочность почвы при дозах N]04oP96oK680 и N]56oPi44oK.io20 снизилась отно
сительно контроля на 5,36 и 6,24%, а максимальная гигроскопическая влаж
ность увеличилась на 0,24 и 0,26% соответственно.
5. Наиболее эффективным по влиянию на урожайность и качество ярово
го ячменя в смеси с люцерной было последействие тройной дозы минеральных
удобрений (N90P90K60X где урожайность составила 95,4 ц/га, а качество корма
оценивается 16 баллами.
6. Максимальная продуктивность севооборота за вторую ротацию -
754 ц/га зерновых единиц получена на варианте с внесением минеральных
удобрений в дозе ЫбзоРббоК-ш. Указанная доза так же способствовала увеличе
нию выноса элементов питания. В среднем за две ротации максимальная про
дуктивность севооборота составила 70,3 ц/га зерновых едениц при длительном
ВНесеНИИ уДОбреНИЙ В Д03Є N75,oPfi9,oK48,9.
1. За вторую ротацию севооборота положительный баланс фосфора и калия отмечен в почве вариантов с длительным внесением удобрений в дозах N420P440K320 и N63oP66oK.4so. По итогам двух ротаций севооборота баланс фосфора и калия сложился положительно при ежегодном использовании минеральных удобрений в дозах N50^46,0^32,6 и N75,oP69,oK48,9- По всем вариантам опыта как за вторую ротацию севооборота так и ежегодно за две ротации баланс азота в почве складывался отрицательно.
8. Наиболее экономически выгодным при возделывании озимого ячменя с подсевом люцерны на зеленый корм оказалось последействие азотного удобрения в двойной дозе N60. На этом варианте отмечен максимальный чистый доход - 529 руб./га при наибольшем уровне рентабельности 29,7 % и окупаемости дополнительных затрат - 1,7 рублей.
Обоснованность и достоверность результатов проведенных исследований. Приведенные в работе результаты научно обоснованы, аргументированы и подтверждается большим объемом экспериментального материала и статистической обработкой данных.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и получили положительную оценку на научных конференциях факультета агрохимии и почвоведения КубГАУ в 2002-2005 гг., на ежегодных заседаниях кафедры агрохимии, на заседании VI региональной научно - практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (г. Краснодар, 2004), на третьей Всероссийской дистанционной научно - практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные проблемы устойчивого развития агропромышленного комплекса Росии» (пос. Персиановский, 2005).
По материалам исследований опубликовано 8 работ, в которых отмечено основное содержание диссертации.
Хочу выразить огромную благодарность моему научному руководителю, профессору Столярову А.И. за осуществление общего руководства и неоценимую помощь в написании диссертации. Также благодарю Громову Л.И. за помощь и поддержку в работе при проведении исследований.
і*
Гумус почвы в связи с применением удобрений
При разработке подходов к оптимизации режима гумусового состояния как важнейшего условия сохранения и повышения плодородия чернозёмов необходимо учитывать, что органическое вещество — это многокомпонентная система, и в почве могут одновременно присутствовать группы веществ, имеющие различную продолжительность круговорота - от дней и месяцев до сотен и тысяч лет. Естественно, что обеспечение растений элементами питания связано в первую очередь с наиболее трансформируемой, лабильной фракцией органического вещества. Целесообразно поэтому при выявлении агрономической ценности органического вещества разделить его на лабильную и более стабильную часть.
Предложены различные физические, физико-химические, химические и биологические способы и методы выделения и оценки этих частей органического вещества (Лэдд Дж. Н., Мартин Дж. К., 1989; Кирюшин В.И., Ганжа-ра Н.Ф., Кауричев И.С. и др., 1993; ТейтШ Р., 1991).
Удобрения и севообороты относятся к числу основных факторов, определяющих изменения содержания гумуса в почвах. Многими исследователями показано, что выбором системы удобрения и набором культур в севообороте во многом можно управлять процессами превращения органического вещества в почвах (Газиев С.А., 1988; Тибирькова Г.А., Плескова Н.Л., Крутских Л.П., 1994; Юхин И.П., 2000; Макаров Р.Ф., Архипова В.В., 2001). Изучение роли этих факторов является весьма актуальным в условиях современного интенсивного земледелия, требующего поиска и разработки наиболее эффективных и экологически безопасных приёмов управления плодородием почвы.
Анализ многочисленных экспериментальных данных позволяет судить о неоднозначном действии минеральных удобрений на содержание органического вещества. Одни исследователи подчеркивают высоко положительное их влияние (Дьяконова К.В., 1988; Lykow А., 1966), другие считают это влияние незначительным (Кирюшкин В.И., Лебедев И.Н., 1972; Лапоников В.Н., 1992; Столяров А.И., Сидоренко В.И., Бодня СВ., 1993; Байбеков Р.Ф., Есипова Е.Б., 2001), третьи находят действие минеральных удобрений на содержание органического вещества отрицательным (Носко Б.С, Бацула А.А., Чесняк Г.Я., 1992; Морозова И.Б., 1993; Чуб М.П., Островская Е.Н., Гюрова Э.С., Потатури-наН.В., 1995; Чуб М.П., Гюрова Э.С., Потатурина Н.В., Жанабеков К.М., Сай-фуллина Л.Б., 2000).
В свою очередь органические удобрения способствуют увеличению содержания гумуса (Тибирьковой Г.А., Плесковой Ы.Л., Крутских Л.П., 1994; Юхин И.П., 2000).
Так же отмечено положительное влияние на содержание гумуса длительного применения органоминеральной системы удобрения (Шагаева Д.Т., Талеров Т.З., 1990; Курмышева Н.А., Ефремов В.Ф., Трофимова Н.П., 1996; Богданов Ф.М., Середа НА., 1998; Макаров Р.Ф., Архипова В.В., 2001).
В течение последних десятилетий наметилась чёткая тенденция к потере органического вещества в старопахотных почвах (Адерихин П.Г., 1964; Шевченко Г.А., 1986; Жуков А.И., 1991; Щербаков А.П., Васенев И.И., Козловский Ф.И. и др., 1996; Когут Б.М., 1996).
В ряде длительных опытов (Бутаев В.П., Осипова Б.Н., 1966; Кучен-коВ.С, 1972; Машченко И.П., Зябкина ГЛ., Степченко Е.Ф., Мешкова Т.Н., 1976; Доспехов Б.А.,1977; Романенкова М.М., 1977; Шевчова Л.К., Сизова Д.М., 1979; Громов А.А., Абаимов В.Ф., Кононова Н.Д. и др., 1994; Мальцев В.Т., Мошкарев В.Н., 2000) было отмечено, что при возделывании растений на неудобренной почве содержания гумуса снизилось по сравнению с исходным.
Литературные данные о воздействии минеральных (азотных) удобрений на интенсивность процессов превращения гумуса противоречивы. Так в работах (Смирнов П.М., 1977; Соколов О.А., Семенов В.М., Силкина Н.П. и др., 1983; Руделев Е.В., 1989) показано, что применение минеральных удобрений способствует усилению минерализации органического вещества почвы, в то же время другие данные свидетельствуют о том, что под влиянием азотных удобрений снижается интенсивность процессов превращения гумуса (Шар-ков И.Н., 1992; Демкин Т.С., Мироненко Л.М., 1991). В то же время имеются сведения (Евдокимов И.В., Благодатский С.А., Ларионова А.А. и др., 1991), что внесение азотных удобрений вызывает снижение эффективности использование углеродного субстрата и увеличение интенсивности дыхания почвенных микроорганизмов. Авдеева Т.Н., Бойко Т.А. (1991) считают, что азотные удобрения стимулируют минерализацию гумуса.
В литературе накоплен обширный материал по исследованию влияния длительного применения удобрений на фракционно-групповой состав гумуса почв (Сонина К.И., 1984; Багаутдинов Ф.Я., 1993; Лаврентьев В.В., 1972). Однако полученные результаты зачастую противоречивы.
Одни исследователи отмечают увеличение в составе гумуса гуминовых кислот и негидролизуемого остатка под влиянием минеральных удобрений (Колтакова П.С., Шевченко Г.А., 1966; Гетманец А.Я., 1969; Шапошнико-ваИ.М., Новиков А.А., 1986; Гамзиков Г.П., Кулагина М.Н., 1990) другие указывают на то, что минеральные удобрения вызывают возрастание фульватности, а также уменьшение количества гуминовых кислот, связанных с кальцием (Сонина К.И., 1984; Чесняк Г.Я., Гаврилюк Ф.Я., КрупенниковИ.А.,1983; На-дежкин СМ., 1999). Доля фульвокислот в составе гумуса на длительно удобряемых вариантах, по сообщениям одних исследователей, снижается (Лукьян-чикова З.И., 1980), других остается без изменений (Гамзиков Г.П., Кулагина М.Н., 1992; Райкова Т.Н., 1996), третьих - возрастает (Гетманец А.Я., Дудченко Л.М., Усенко Ю.И., 1978).
На качество и количество гумуса большое влияние оказывает также растительность (Докучаев В.В., 1949; Сидоров М.И., Воронков В.Н., 1980).
Биологические особенности ярового ячменя и люцерны
Яровой ячмень хорошо приспособлен к различным почвенно-климатическим условиям. Прорастание зерна начинается при температуре 1-2 С. Оптимальная температура для прорастания 20-22 С. Заморозки всходы выдерживают до -7-8 С. В период цветения и созревания растения очень чувствительны даже к небольшим заморозкам. Для зародыша зерновки в период налива опасны заморозки от -1,5 С. Морозостойкое зерно часто полностью теряет всхожесть (Вавилов П.П., 1986).
Среди хлебов первой группы яровой ячмень считается одним из наиболее засухоустойчивых. Транспирационный коэффициент его по данным НИИСХ Юга-Востока, около 400.
В засушливых районах дает более высокие урожаи, чем пшеница. Исследования Зеленского В.Р. (1972) показали, что при температуре воздуха 38-40 С устьица листьев ячменя теряют способность закрываться через 25- 30 часов, а яровая пшеница — через 10-17 часов.
Повышенная жароустойчивость ярового ячменя связана с его скороспелостью, а также способностью интенсивно использовать питательные вещества в ранние фазы роста (Мальцев В.Ф., 1983).
К недостатку воды яровой ячмень наиболее чувствителен в фазе выхода в трубку. Если в этот период в почве не будет содержаться необходимого количества влаги, колос не сможет нормально развиваться и в итоге увеличится число бесплодных колосков, что естественно, приведет к снижению урожая.
Яровой ячмень возделывают в различных почвенно-климатичеких зонах, что характеризует его относительную приспособленность к любым почвам. По отзывчивости на плодородие почвы он стоит ближе к пшенице, чем к овсу. Для него более предпочтительны плодородные структурные почвы с глубоким пахотным горизонтом. С супесчаными и песчаными почвами он мирится плохо. Малопригодные для него также кислые торфяные почвы, яровой ячмень лучше развивается при рН 6,8-7,5. На засоленных почвах он не удается. Вегетационный период ярового ячменя 60-110 дней (Вавилов П.П., 1986).
Поскольку мы сеем яровой ячмень с подсевом люцерны, то нас интересуют и биологические особенности люцерны. Семена люцерны начинают прорастать при температуре 1 С. Оптимальная температура их прорастания 18-20 С. Всходы способны переносить заморозки до 6 С. В зимний период при хорошем снежном покрове растения переносят морозы 40 С.
Люцерна засухоустойчивое и вместе с тем влагоотзывчивое растение. Засухоустойчивость ее определяется необычайно мощной, уходящей на большую глубину, корневой системой. Поэтому растения способны потреблять влагу не только из почвенного, но и подпочвенного слоев. Для хорошего роста стебля, листьев она нуждается в достаточном обеспечении влагой (Линчевский А.А., Шевченко ЕЛ., 1988).
При прорастании, семя поглощает примерно столько воды, сколько весит. Суммарное водопотребление этой культуры равно 700-900 единицам.
Люцерна - растение длинного дня. Урожай надземной массы и семян у различных сортов люцерны был выше при 20-часовом дне, чем при естественном или укороченном. Люцерна более светолюбивая культура, поэтому при подсеве под покров мощно развитых хлебов изреживаеться значительно больше (Логвиненко В.А. и др., 1988).
Люцерна хорошо растет на высокоплодородных почвах, рыхлых и окультуренных произвесткованных дерново-подзолистых. Она плохо удается при высоком уровне стояния грунтовых вод, а также на каменистых и на хрящеватых почвах. Люцерна не переносит высокой кислотности почвы. Хорошо растет при рН 6,5-7. Люцерна - растение ярового типа. В год посева она может дать урожай семян или 2-3 укоса сена.
Яровой ячмень - наиболее скороспелая и пластичная культура с большим разнообразием форм. В нашей стране его высевают повсеместно — от Заполярья до южных границ. В мировом земледелии это культура занимает около 76 млн. га. Среди яровых хлебов первой группы яровой ячмень дает наиболее высокие и устойчивые урожаи. Лучший предшественник для ярового ячменя — пропашные культуры: кукуруза, картофель, сахарная свекла, под которые вносят удобрения. Хорошими предшественниками являются также озимые, идущие по удобренному чистому пару.
Яровой ячмень, посеянный после пропашных культур, особенно пригоден для пивоварения, в этом случае он дает не только высокий урожай, но и зерно хорошего качества, с высоким содержанием крахмала (Сокол А.А., Бельтю-ковЛЛ., 1988).
Ячмень, будучи скороспелой культурой, сам служит хорошим предшественником для яровых, а в некоторых районах и для озимых культур. Например,
в более влажных районах Краснодарского края. Благодаря ранним срокам уборки ячмень более ценен как покровная культура, чем другие яровые зерновые хлеба. Яровой ячмень в начальные фазы развития очень нуждается в питательных веществах. В период всходы - кущение он потребляет около половины фосфора и азота и почти три четверти калия от всего их количества, используемого в течение вегетации. Фосфор и калий лучше вносить под зяблевую вспашку, а азот - под предпосевную культивацию и при подкормке. Фосфорные и калийные удобрения улучшают пивоваренные качества ячменя. Наилучший урожай он дает при внесении полного минерального удобрения (Беляков И.И., 1982).
Во многих хозяйствах Краснодарского края, а так же других областях России, яровой ячмень используют как покровную культуру для люцерны. В структуре посевных площадей большинства хозяйств имеющих развитое животноводство, преобладают такие культуры как многолетние травы, кукуруза на силос, озимые на зеленый корм, суданка. Посевы подпокровной люцерны с яровым ячменем балансируют заготавливаемые корма клетчаткой, значительно повышают урожай, как зеленой массы, так и сена. Иногда покровный ячмень используют на зерно, получая при этом неплохой урожай 30 и более ц/ra, но при этом резко снижается качество люцерны в сене после обмолота ячменя (Васюков П.П., Кузнецова Т.Е., 1988).
Агрохимическая характеристика почвы
В опыте изучается влияние доз и сочетаний удобрений при длительном их применении на изменение почвенного плодородия чернозема выщелоченного и урожайность культур в полевом севообороте. Наша работа является частью научно-исследовательской работы, проводимой кафедрой агрохимии в длительном стационарном опыте, заложенном профессором Куркаевым В.Т. в 1981 году.
Схема полевого опыта содержит 16 вариантов и является специальной выборкой У части из полной схемы 4x4x4 многофакторного опыта, где изучалось три вида удобрений: азотные, фосфорные и калийные, в трех дозах: единичной, двойной и тройной. Для изучения были выбраны следующие варианты второй ротации севооборота: 000, 200, 020, 002, 111, 222, 333. Исследования за первую ротацию севооборота по вариантам: 000, 111, 222 и 333 проводились Будихер Т.Н. (1996).
Посевная площадь делянки 162 м (5,4x30), учетная - 63 м . Повторность опыта двукратная. Размещение делянок в опыте рендомизированное. Яровой ячмень с люцерной является последней культурой второй ротации севооборота, поэтому удобрения здесь не вносятся, а изучается их последействие. Предшественником является кукуруза, возделываемая на зерно.
При закладке опыта под предшественник использовали карбамид, двойной суперфосфат, аммофос и хлористый калий, которые вносили вразброс с осени под основную обработку почвы.
Агротехника. После уборки предшественника проводили дискование и вспашку. Весной проводилось боронование и предпосевная культивация. Яровой ячмень очень отзывчив на ранние сроки сева, однако всходы люцерны очень чувствительны к заморозкам. Посев осуществлялся зернотравяной сеялкой.
Яровой ячмень сорта «Мамлюк» высевали черезрядно, то есть с шириной междурядья 30 см, на глубину 4-6 см с нормой высева 70 кг/га.
В опыте высевалась люцерна сорта «Славянская местная» на глубину 2 см, норма высева 24 кг/га. После сева проводили прикатывание посевов.
После появления всходов проводили разбивку делянок, прополку дорожек, уничтожение сорняков и уход за посевами. Уборку ячменя проводили в восковую спелость на корм вместе с люцерной.
Учет урожая проводили методом пробных делянок. В урожае определяли общее содержание азота, фосфора, калия ускоренным методом (Куркаев В.Т., Шеуджен А.Х., 2000). По содержанию общего азота рассчитывали содержание сырого белка и оценивали качество корма (Крищенко В.П., 1983). Уро i жайные данные обрабатывались дисперсионным методом (Доспехов Б.А., 1985) и методом множественного регрессионного анализа.
После уборки предшественника отбирали почвенные образцы с каждой делянки в двухкратной повторности с горизонта 0-20 и 20-40 см. Анализы проводились по соответствующим ГОСТам и общепринятым методикам: 1. Определение гумуса почвы велось по методу Тюрина И.В. в модифи кации ЦИНАО (ГОСТ 26 213-84). 2. Фракционный состав гумуса изучали по схеме Тюрина И.В. в модификации Понамаревой В.В. и Плотниковой Т.А. (1968). 3. Определение общего азота почвы проводилось методом Кьельдаля (ГОСТ 26 107). 4. Аммонийный азот определяли колометрически с помощью реактива Несслера. 5. Нитратный азот почвы устанавливали коллориметрическим методом с дисульфофеноловой кислотой по Гранд вал ь-Ляжу. 6. Легкогидролизуемый азот определяли по методу Тюрина и Кононовой. 7. Щелочно-(трудно)гидролизуемый азот почвы изучали по Корнфилду (в модификации ЦИНАО). 8. Валовый фосфор в почве определялся по Гинзбургу. 9. Групповой состав фосфора изучали по методу Чирикова в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26 204-84). 10. Валовые запасы калия определялись путем спекания почвы с углекислым кальцием и хлористым аммонием по методу Смита. 11. Обменный калий устанавливали методом Масловой (ГОСТ 26 210-84). 12. Необменный калий — по Гедройцу. 13. Определение рН водной, рН солевой (ГОСТ 26 483) вытяжек из почвы проводились потенциометрическим методом. 14. Гидролитическая кислотность почвы определялась по методу Каппена в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26 212-84).
Физико-химические свойства почвы
После второй ротации наименьшее содержание фосфатов 3 группы отмечалось в варианте без внесения удобрений. Данные свидетельствуют о том, что этот показатель возрастает с увеличением доз вносимых удобрений.
Достоверное увеличение этого показателя отмечено в вариантах с внесением фосфорных удобрений в двойной дозе, а так же двойной и тройной доз полного удобрения. В почве этих вариантов содержание подвижного фосфора на 37, 48 и 70 мг/кг почвы больше в сравнении с контролем. В слое почвы 20-40 см наблюдается та же зависимость.
Преобладающей группой фосфора является 4, которая включает органические и немного минеральных фосфатов А1Р04 и FePCXi. На преобладание фосфатов этой группы в составе фосфора выщелоченного чернозема Кубани указывал Носов П.В. (1983).
Изменение в содержании фосфатов 4 группы в слое почвы 0-20 см под влиянием последействия удобрений аналогичны процессам, происходящим с солянокислорастворимыми фосфатами.
Фосфаты 5 группы (неизвлекаемые фосфаты минералов материнской породы, не гидролизу емые фосфорогумусные комплексы) рассчитаны по разнице между содержанием валового фосфора в почве и суммой его четырех групп. После второй ротации, вследствие внесения удобрений, содержание их в почве увеличивается в результате химического связывания фосфора.
По результатами полученных данных можно сделать вывод, что длительное применение фосфорные удобрения обеспечивает чернозем выщелоченный большими запасами валового фосфора. Однако, несмотря на это, указанные почвы содержат небольшое количество подвижных форм фосфатов (1 и 2 группы). Основную часть фосфатов в рассматриваемой почве составляют 3 и 4 группы (Зубенко И.В., 2005).
Неблагоприятно сложившийся фосфорный режим черноземов Краснодарского края требует увеличения в них запасов подвижных форм фосфатов путем систематического внесения повышенных доз минеральных удобрений. Несмотря на высокое валовое содержание, калий находится в почвах главным образом в нерастворимой, неусвояемой растениями форме, хотя в целом доступного калия во всех почвах больше, чем азота и фосфора. Основным фондом, из которого растения, прежде всего, потребляют калий, являются его водорастворимые и обменные формы.
В перегнойно-аккумулятивном горизонте черноземов отмечено высокое содержание валового и обменного калия (Гамзиков Г.П., Мангатаев Ц.Д., Пига-рева Н.Н., 1991; Чуб М.П., ГюроваЭ.С, Потатурина Н.В., 1994; Хазиев Ф.Х., Мукатанов А.Х., Хабиров И.К. и др., 1996).
В то же время в черноземах складываются благоприятные условия для фиксации калия, способствующие необменному его поглощению удобрений. Фиксация калия может при этом значительно превосходить накопление его подвижных форм (Жукова Л.М., ПанковаП.К., 1985; ПчелкинВ.У., 1966).
Прочно фиксированный калий малодоступен для растений и является резервом обменного и водорастворимого калия. Динамическое равновесие форм калия является главным фактором, определяющим превращение вносимых калийных удобрений и регулирующим бесперебойное питание растений этим элементом (Пчелкин В.У., 1966).
Вместе с тем, как показывают результаты полевых опытов (Якименко В.Н, 1995; Никитишен В.Н., Дмитракова Л.К., Заборин А.В., 1996; Жукова Л.М, 1968; Hudkova 0.,1991) при длительном сельскохозяйственном использовании пашни без применения калийных удобрений обеспеченность почв доступным для растений формами калия снижается. Прежде всего, этот процесс затрагивает почвы с повышенным содержанием обменного калия и проявляется в севооборотах с высоким насыщением пропашными и овощными культурами. Эффективность калийных удобрений на таких почвах повышается.
Черноземы содержат значительное количество поглощенного и обменного калия, что позволяет получать высокие урожаи и продолжительное время без применения калийных удобрений (Мамонтов В.Г., 1973). Как видно из выше изложенного, мнения исследователей на тему о влиянии систематического применения удобрений, а так же их последействия на калийный режим почв расходится. Поэтому данная тема нуждается в дальнейшем обсуждении. С этой целью в многолетнем стационарном опыте нами был проведен ряд исследований по влиянию систематического применениия удобрений на плодородие чернозема выщелоченного Кубани, в том числе на калийный режим данной почвы.
Анализируя результаты наших исследований, можно отметить, что в среднем за три года после второй ротации в слое почвы 0-20 см неудобренного варианта опыта содержание валового калия значительно ниже по сравнению с удобренными вариантами (рисунок 6, приложение 22).
Причем, с повышением доз вносимых удобрений намечается тенденция к увеличению содержания валового калия в почве. Увеличение этого показателя отмечено при внесении калийного удобрения в двойной дозе (002), а так же полного удобрения в единичной (111), двойной (222) и тройной (333) дозах. На этих вариантах содержание калия в слое почвы 0-20 см составило: 12220; 11701; 12372 и 13531 мг/кг почвы соответственно, что на 772; 273; 944 и 2103 мг/кг почвы больше, чем на контроле. Последействие одностороннего внесения азотных (200) и фосфорных (020) удобрений в двойной дозе не оказало существенного влияния на содержание валового калия, что подтверждают результаты дисперсионного анализа.
Данные показывают, что наблюдалась определенная взаимосвязь между формами калия в почве. Чем выше было содержание валового калия, тем больше содержание необменной и обменной его форм. Уменьшение валового количества калия в почве сопровождалось сокращением содержания необменного и обменного калия.
