Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 10
1.1 Физико-химические свойства почвы 10
1.2 Влияние удобрений на физико-химические свойства почвы 14
1.3 Влияние длительного применения удобрений на плодородие почвы, продуктивность и качество продукции сахарной свёклы в зерносвеклович-ном севообороте 17
Глава 2. Условия и методика проведения исследований 34
2.1 Климат ЦЧР 34
2.2 Метеорологические условия в годы проведения исследований 37
2.3 Почва опытного участка 42
2.4 Методика проведения исследований 44
Глава 3. Физико-химические свойства почвы при длительном применении удобрений 47
3.1 Динамика различных форм кислотности 47
3.2 Сумма поглощенных оснований 54
3.3 Степень насыщенности почв основаниями 57
3.4 Ёмкость поглощения 59
3.5 Буферность почв 62
Глава 4. Агрохимические свойства почвы при длительном применении удобрений в севообороте в последней ротации 65
4.1 Изменение общего содержания гумуса 65
4.2 Динамика нитратного азота в последней ротации 72
4.3 Нитрифицирующая способность почвы в последней ротации 75
4.4 Динамика подвижного фосфора в последней ротации 78
4.5 Динамика обменного калия и подвижного натрия в последней ротации 81
Глава 5. Формирование урожая сахарной свеклы при длительном применении удобрений 89
5.1 Динамика появления всходов 89
5.2 Масса 100 растений сахарной свёклы и поражение их корнеедом 90
5.3 Густота стояния сахарной свёклы 92
5.4 Влияние длительного применения удобрений на площадь листового аппарата сахарной свёклы 95
5.5 Масса листьев сахарной свёклы при длительном применении удобрений в севообороте 97
5.6 Влияние длительного применения удобрений в севообороте на динамику нарастания массы корнеплодов сахарной свёклы 100
5.7 Соотношение листьев и корнеплодов сахарной свёклы при длительном применении удобрений в севообороте 102
5.8 Сахаристость корнеплодов при длительном применении удобрений в севообороте 104
Глава 6. Влияние длительного применения удобрений на содержание сухих веществ, азота, фосфора и калия в сахарной свекле 107
6.1 Динамика сухих веществ 107
6.2 Содержание общего азота 109
6.3 Динамика содержания фосфора 111
6.4 Динамика содержания калия и натрия 113
Глава 7. Продуктивность культур в зерносвекловичном севообороте 118
7.1 Продуктивность сахарной свёклы при длительном применении удобрений в севообороте 118
7.2 Продуктивность других культур в севообороте при длительном применении удобрений 121
Глава 8. Экономическая и энергетическая эффективность применения удобрений в севообороте 124
8.1 Экономическая эффективность применения удобрений в севообороте 124
8.2 Энергетическая эффективность применения удобрений под сахарную свёклу 127
Выводы 131
Предложения производству 134
Список используемой литературы 135
Приложения 157
- Влияние удобрений на физико-химические свойства почвы
- Метеорологические условия в годы проведения исследований
- Динамика различных форм кислотности
- Динамика нитратного азота в последней ротации
Введение к работе
Актуальность темы. Одной из основных и наиболее урожайных технических культур, в Центрально - Черноземной Зоне, является сахарная свекла, из которой вырабатывается сахар. При её выращивании на плодородие почвы оказывается непосредственное воздействие за счет внесения удобрений (при урожае 30 - 40 тонн корнеплодов она выносит из почвы азота 120 - 200 кг, фосфора 45 - 60 кг, калия 150 - 240 кг с 1 га).
Посевные площади сахарной свеклы по сравнению с 1986 - 1990 гг. в нашей стране сократились в 1,5 раза, заготовки снизились с 28,7 до 12,0 млн. т, или в 2,4 раза, а производство сахара упало с 2,8 до 1,3 млн. т, или более чем в 2 раза (СИ. Полевщиков, 2002).
Потенциал сахарной свеклы огромен. Как показывают научные исследования и практика, в основных свеклосеющих регионах России практически во все годы можно получать 35-45 т/га корнеплодов или 4,5 - 6,0 т сахара (Г.Я. Сергеев, 1995). Однако уровень свеклосахарного производства не в полной мере соответствует потенциальной возможности этой культуры.
Сахарная свекла - важнейшая техническая культура, имеющая большое народнохозяйственное значение в ЦЧР. В связи с тем, что земельные ресурсы для размещения посевов этой культуры весьма ограничены, основным путём увеличения валовых сборов её в Черноземье является: рост урожайности, повышение технологических качеств корнеплодов на основе интенсификации, рациональное применение удобрений, максимальное использование питательных веществ почвы, биоклиматический потенциал и биологические особенности сортов свеклы.
Изучение агрохимических свойств почв на различных уровнях обеспеченности основными элементами питания позволит решить задачу правильного использования удобрений и повышения их эффективности (В.Т. Рымарь, СВ. Мухина, 2004).
За годы интенсивной химизации сельского хозяйства (1975 - 1990 гг.) в нашей стране было улучшено состояние плодородия почв, повысилась величи-
на рН их и снизилась гидролитическая кислотность. В это время было налажено производство промышленных известковых удобрений, разработаны требования к их качеству, резко возросли объёмы работ по известкованию почв. В 1988 году сельскому хозяйству поставлено максимальное количество известковых удобрений (около 44 млн. т в физическом весе). Примерно пятая часть их представлена нетрадиционными химическими мелиорантами. За 10 лет (с 1977 по 1987 годы) площадь пахотных сильнокислых почв уменьшилась на 2,8 млн. га, а среднекислых - на 0,8 млн.га. Площади почв слабокислых и близких к нейтральным возросли на 8,8 млн. га (М.А. Кузмич, 2004).
Однако в последние годы в результате субъективных и объективных причин по результатам агрохимического обследования пахотных земель площадь кислых почв с рН < 5,5 в РФ составляет около 40 млн. га, или более 30% обследованных площадей, в том числе сильнокислых (рН < 4,5) более 3 млн. га. В ряде субъектов РФ удельный вес кислых почв превышает 70%, а в 21 - 50%.
При сохранении объёмов известкования на нынешнем уровне неизбежно дальнейшее ухудшение параметров плодородия почв, снижение эффективности применения минеральных удобрений и падение производства продуктов земледелия (В.В. Окорков, 2004).
В связи с этим, исследования по изучению влияния удобрений при длительном их применении в севообороте на формирование продуктивности сахарной свёклы, физико-химических и агрохимических свойств почвы, является актуальными.
Целью работы: установить влияние длительного применения различных форм и доз удобрений в зерносвекловичном севообороте на рост и развитие сахарной свёклы, повышение урожайности и сахаристости корнеплодов, а также на физико-химические свойства чернозёма выщелоченного и накопление в нём гумуса.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
определить влияние видов и доз удобрений на рост и развитие сахарной свёклы;
определить взаимосвязь длительного применения навоза и минеральных удобрений на продуктивность сахарной свёклы;
выявить закономерность изменения актуальной, обменной, гидролитической кислотности, обменных катионов и буферности почвы при длительном применении удобрений в севообороте;
установить динамику элементов питания чернозёма выщелоченного при длительном применении удобрений;
рассчитать экономическую и энергетическую эффективность длительного применения удобрений под сахарную свёклу на чернозёме выщелоченном в условиях ЦЧР.
Научная новизна заключается в системной оценке физико-химических изменений, произошедших в чернозёме выщелоченном в результате длительного применения различных доз удобрений под сахарную свёклу в зерносвекло-вичном севообороте за 8 ротаций.
Установлено влияние длительного применения удобрений на рост и развитие сахарной свёклы, буферность почвы, а также содержание в ней гумуса и питательных элементов. Выявлено влияние физико-химических свойств чернозёма выщелоченного на продуктивность корнеплодов.
Дана экономическая и энергетическая оценка применения удобрений под сахарную свёклу на чернозёме выщелоченном в условиях ЦЧР.
Защищаемые положения:
Длительное внесение удобрений на чернозёме выщелоченном приводит к изменению его физико-химических свойств.
Применение минеральных удобрений в дозе N45P60K45 кг/га и навоза 50 т/га в севообороте позволяет повысить буферность почвы и стабилизировать в ней содержание гумуса.
Длительное применение удобрений в севообороте положительно влияет на рост и развитие растений сахарной свёклы, а также на формирование её продуктивности.
Практическая ценность работы. Результаты исследований имеют практическое значение для оптимизации питания сахарной свёклы, обеспечивающее повышение продуктивности других культур в зерносвекловичном севообороте и сохранения плодородия почвы.
Выявленные оптимальные дозы удобрений под сахарную свёклу, способствуют улучшению физико-химических и агрохимических свойств почвы.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ: в сборнике «Научные и практические основы сохранения плодородия почв, земель сельскохозяйственного назначения в адаптивно-ландшафтном земледелии» [Материалы Международной научно-практической конференции], г. Белгород, ГНУ БелНИИСХ, 2004; в сборнике «Чернозёмы центральной России: генезис, география, эволюция» [Материалы Международной конференции], г. Воронеж, ВГУ, 2004; в сборнике «Применение средств химизации - основы повышения продуктивности сельскохозяйственных культур и сохранение плодородия почв» [Материалы Международной научно-практической конференции], г. Москва, ВНИИА, 2004; в сборнике «Вклад молодых учёных в решение проблем аграрной науки» [Материалы Международной научно-практической конференции], г. Воронеж, ВГАУ, 2005; в сборнике «Агроэкологическая эффективность применения средств химизации в современных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур» [Материалы Международной научной конференции], г. Москва, ВНИИА, 2005; в журнале Сахарная свёкла № 9, 2005 год.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований доложены и обсуждены на заседаниях учёных советов ГНУ ВНИИСС им. А.Л. Мазлу мова (2003-2005 гг.); на Международной научно-практической конференции «Научные и практические основы сохранения плодородия почв, земель сельскохозяйственного назначения в адаптивно-ландшафтном земледелии» (г. Белгород, ГНУ БелНИИСХ, 2004); на Международной конференции «Чернозёмы центральной России: генезис, география, эволюция» (г. Воронеж, ВГУ, 2004).
9 Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 199 страницах компьютерного текста. Состоит из введения, 8 глав, выводов, предложений производству, списка использованной литературы и приложений. Содержит 3 рисунка, 33 таблицы, 33 приложения. Список использованной литературы включает 226 наименований, в том числе 14 иностранных.
Влияние удобрений на физико-химические свойства почвы
Кислотность почв растёт вследствие выпадения кислых атмосферных осадков (серная, соляная, азотная и угольная кислоты) и кислотного характера большинства удобрений (В.А. Ковда, 1981; 1986).
Систематическое применение минеральных удобрений приводит к глубоким изменениям физико-химических свойств даже высокобуферных чернозёмов (Н.С. Авдонин, 1972; 1980; В.И. Кураков, 1992; 1994; Л.А. Лебедева, 1974; Н.Г.Мязин, 1994 и др.).
Длительное применение высоких доз минеральных удобрений ухудшает показатели величины рН водной и солевой вытяжки, гидролитической кислотности, степени насыщенности. Это свидетельствует, прежде всего, о дефиците кальция в почве, являющегося фактором, лимитирующим получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур (Н.Г. Мязин, 1998).
По данным Милащенко Н.З. (1998), систематическое применение удобрений на чернозёмах сопровождается заметным их подкислением, возрастающим по мере увеличения доз удобрений и продолжительности опыта. В чернозёмах с нестабильным водным режимом подкисление может достигать значительных размеров, но наблюдается только верхних слоях почвенного профиля. При длительном применении навоза в почве снижается количество обменного водорода и алюминия, увеличивается сумма поглощенных оснований (Ю.К.Кудзин, 1966).
Подкисление в верхних горизонтах чернозёмов может наблюдаться и при систематическом внесении навоза. По-видимому, это является следствием нитрификации, приводящей к образованию свободной азотной кислоты. Наиболее уязвимыми к подкислению являются чернозёмы оподзоленные и выщелоченные, имеющие повышенную гидролитическую кислотность (А.Я. Гетманец, Ю.К.Кудзин и др., 1973). По данным Н.Г. Мязина, Т.Н. Парахневич (1998), содержание поглощенно-го Са в слое 0 - 20 см чернозёма выщелоченного составляет 25,7 - 38,2 мг-экв/100 г почвы, поглощённого Mg - 4,5 - 10,6 мг-экв/100 г почвы, степень насыщенности почв основаниями - 84,7 - 89,1%. Те же авторы отмечают, что высокие дозы удобрений снижают содержание обменного кальция при резком увеличении величины гидролитической кислотности, при этом снижается насыщенность почв основаниями. Внесение умеренных доз минеральных удобрений на фоне 50 т/га навоза способствовало повышению содержания обменного кальция на 6,2 мг-экв/100 г почвы (В.И. Кураков, 1992).
В.Г. Минеев, Е.Х. Ремпе (1990), также отмечают влияние длительного применения минеральных удобрений на уменьшение суммы поглощенных оснований и степени насыщенности ППК.
Существенные изменения, происходящие в ППК, приводят, в частности, к ухудшению показателей кислотности. Эти неблагоприятные изменения отмечаются в чернозёме, как в стационарных опытах, так и в производственных условиях Площади кислых почв в ЦЧР увеличиваются ежегодно на 0,6%, что под- - тверждается агрохимическими обследованиями (Ю.И. Столповский, 2004).
По данным Н.П. Богомазова (1994), на безнавозном фоне подкисление в интенсивном зерносвекловичном севообороте от минеральных удобрений достигает 0,07 - 0,15 единиц рН, на фоне навоза - 0,06 - 0,10. Известковые удобрения оказывают существенное влияние на снижение величины гидролитической кислотности, при этом повышалась сумма поглощенных оснований, степени насыщенности основаниями, содержание водорастворимого и обменного кальция.
Внесение минеральных удобрений способствовало обогащению почвы питательными веществами: внесение N460P730K160 кг/га + 60 т/га навоза за 25 лет существенно увеличило содержание Р и К до глубины 80 см, содержание Са, Mg и Na оставалось стабильным. Следует отметить, что в данном случае происходит незначительное подкисление почвы, а также наблюдается некоторая тенденция к уменьшению содержания кальция в пахотном слое. Таким образом, все дозы минерального удобрения способствовали увеличению плодородия чернозёма выщелоченного. Внесение недостаточной дозы органического удобрения на фоне минерального привело к появлению тенденции к подкислению почвы. Поэтому внесение минеральных удобрений необходимо сочетать с внесением достаточных доз органического удобрения, которое позволит не только сохранить уровень плодородия почвы, но и увеличить его.
Т.М. Парахневич (2001), проводила исследования на стационарном опыте ВГАУ в 1996 - 1999 гг. на чернозёме выщелоченном среднемощном умалогу-мусном тяжелосуглинистом в севообороте.
Результаты исследований физико-химических свойств чернозёма выщелоченного показали, что на контрольных вариантах опыта в системе пар - сахарная свёкла сумма обменных оснований составляет 27,48 - 27,61 мг-экв/100 г почвы, гидролитическая кислотность - 4,85 - 5,34 мг-экв/100 г почвы, а величина рНка - 5,16 - 4,99.
Следует отметить, что на всех вариантах опыта по сахарной свёкле величина гидролитической кислотности выше, чем в почве парового поля. На фоновых вариантах существенных изменений суммы поглощенных оснований, обменного кальция, величины рН солевой вытяжки и гидролитической кислотности не происходит. Одинарная доза минеральных удобрений заметно снижает содержание в почве отмеченных выше первых трёх показателей и повышает гидролитическую кислотность. Применение двойной дозы NPK приводит к увеличению гидролитической кислотности до 6,34 - 6,59 мг-экв/100 г почвы, одновременно наблюдается снижение обменного кальция до 21,71 - 21,88 мг-экв/100 г почвы и величины рНКС1 - до 4,87 - 4,76.
На основании этих исследований можно отметить, что минеральные удобрения, даже на фоне навоза, приводят к подкислению почвы. Поэтому.если в севообороте выращивается сахарная свёкла, то для поддержания оптимальных величин степени насыщенности основаниями и реакции почвенного раствора кальцийсодержащие мелиоранты необходимо вносить один раз за ротацию севооборота.
Метеорологические условия в годы проведения исследований
ЦЧР характеризуется определённым комплексом природных условий, которые необходимо учитывать при использовании средств химизации.
Климат во многом определяет количество тепла и влаги, получаемых почвами, их гидротермический режим.
Климатические особенности ЦЧР обусловлены в основном чередованием вторжений влажных морских и сухих континентальных воздушных масс. В целом, климат региона умеренно континентальный (Климатические ресурсы Центрально-Чернозёмной, Брянской и Орловской областей, 1978). Средний из абсолютных минимумов температуры воздуха составляет -30 С. Средний из абсолютных максимумов температуры воздуха +34 С.
Среднегодовая температура равна +6 на западе и +4,8 на востоке. Солнечное продолжительное лето со средними температурами июля +19 - +22 сменяется умеренно холодной зимой с устойчивым снежным покровом. Географическое положение данной территории обеспечивает получение значительной суммы солнечной радиации: от 90 ккал/см на северо-западе до 103 ккал/см на юге и юго-востоке зоны (Система ведения сельского хозяйства вЦЧЗ, 1980). Фотосинтетическая активная радиация изменяется соответственно от 29 до 35 ккал/см (Система ведения сельского хозяйства в ЦЧП, 1961). Существенное различие имеет и температурный режим. Например, на севере Липецкой области средняя температура июля составлет +19 С, а на юге Воронежской области +22 С. Вегетационный период с устойчивыми эффективными температурами воздуха (+5 С и выше) продолжается на юге региона 200 дней, а на севере 170 - 180. Сумма активных температур на крайнем северо-западе составляет 2300 - 2400 С, на юго-востоке 2800 - 3000 С (М.И. Сидоров, 1989; А.И. Симакин, 1982). Наибольшее значение для почвообразования имеет не только температура, но и атмосферные осадки, и испарение. Территория Центрального Черноземья характеризуется относительным дефицитом и неравномерностью увлажнения. Наибольшая годовая сумма осадков 625 - 650 мм выпадает в центральной и западной частях. На востоке и юго-востоке - 450 мм. Неравномерность в распределении осадков по территории обусловлена особенностями рельефа и характером растительности (Н.А. Протасова, А.П. Щербаков, 2003). Для получения правильного представления о климате региона необходимо учитывать и его циклические колебания. На цикличность выпадения осадков указывают (Е.А. Афанасьева, 1966; Шнитников, 2003). Атмосферные осадки на описываемой территории определяются, главным образом, циклонической деятельностью. Из годового количества осадков на холодный период приходится примерно 30 - 35%, а на тёплый - 65 - 70% годовой суммы осадков. Среднегодовая испаряемость находится на уровне 500 - 600 мм, коэффициент увлажнения 0,75 - 1,0 (В.Д. Панников, В.Г. Минеев, 1987). Влагообеспеченность сельскохозяйственных культур в ЦЧР, в % от оптимальной составляет: сахарная свёкла - 75, озимые зерновые - 83, яровые зерновые-75. По мнению Д.И. Шашко (1985), в сходных условиях теплообеспеченности продуктивность растений определяется степенью влагообеспеченности, а в сходных условиях влагообеспеченности - общей теплообеспеченностью. В связи с этим он считает важным учитывать совместное влияние тепло- и влагообеспеченности на продуктивность растений. Для комплексной оценки Г.Т. Селянинов предложил ввести комплексный показатель оценки погодных условий в конкретном регионе и в определённое время года - гидротермический коэффициент. Как считал Г.Т. Селянинов, ГТК является условным выражением баланса влаги и определяет отношение прихода влаги к её расходу (Н.Д. Коновалов, 2000). Величина ГТК - 1,3 указывает на то, что, на севере и северо-западе региона почвы формируются в условиях довольно частого сквозного промачивания профиля. В центральной части преобладает периодически промывной водный режим, в южной и юго-восточной частях - непромывной тип (ГТК - 0,9). Изменение климатических условий - повышение среднегодовой температуры, увеличение суммы положительных температур, сокращение количества атмосферных осадков, снижение коэффициента увлажнения - свидетельствует об усилении аридности климата при движении с северо-запада на юго-восток (П.Г. Адерихин, 1960; Б.П. Ахтырцев, 1993; Д.И. Щеглов, 1999). Следствием неоднородности климатических условий на территории Центрального Черноземья является разнообразие почвенного покрова и геохимической обстановки местности. Почвенный покров ЦЧР характеризуется заметной пестротой, которая объясняется сильно расчленённым рельефом и многообразием сочетаний факторов и условий почвообразования, а так же ярко выраженной зональностью (Поч-венно-агрохимические основы устойчивости земледелия Центрально-Чернозёмной зоны, 1991; Рекомендации по борьбе с засухой в районах ЦЧЗ, 1973). Центральное Черноземье расположено в пределах двух почвенных провинций: Окско-Донской лесостепной провинции умеренно промерзающих чернозёмов (оподзоленных, выщелоченных, типичных), серых лесостепных почв и Южнорусской степной провинции тёплых промерзающих почв (чернозёмов обыкновенных и южных), входящих в состав Центральной лесостепной и степной почвенно-биоклиматической области (П.В. Карпенко, И.К. Ярёменко, 1966).
В ЦЧР серые лесные почвы занимают 756 тыс. га (7% пашни), выщелоченные чернозёмы - 4424 тыс. га (41,3%), типичные - 3728 тыс. га (34,8%), обык 37 новенные - 1560 тыс. га (14,6%), южные чернозёмы - 42 тыс. га (0,39%) и прочие почвы - 195 тыс. га (1,9%) (Научные основы эффективного применения удобрений в ЦЧЗ, 1983).
Погодно-климатические условия в значительной мере определяют дозы и соотношения питательных веществ, сроки и способы внесения удобрений.
Динамика различных форм кислотности
Восьмая ротация показала, что подкисление почвы на некоторых вариантах происходит большими темпами. Так, на контроле pHKci составило в слое 0-20 и 20 - 40 см 5,45 и 5,52 единицы. При внесении N45P60K45 кг/га на фоне 25 и 50 т/га навоза обменная кислотность равнялась: в слое 0 - 20 см 5,49 и 5,55 единиц, а в слое 20 - 40 см 5,48 и 5,83, соответственно.
Внесение двойной и тройной дозы минерального удобрения на фоне последействия 25 т/га навоза снизило показатель рНКсі в слое 0 - 20 см до 5,02 и 4,76 единиц, в слое 20 - 40 см до 5,18 и 4,78. Применение только минеральных удобрений способствовало более сильному подкислению почвы в слое 0 - 20 см до 4,49, а в слое 20 - 40 см до 4,55 единиц.
Таким образом, длительное применение N45P60K45 кг/га на фоне последействия 25 и 50 т/га навоза обеспечивает наименьшую кислотность почвы, а внесение N135P180K.135 кг/га без навоза наоборот увеличивает.
Гидролитическая кислотность. Чернозёмы, за исключением южных, имеют гидролитическую кислотность. Хотя обменной кислотности в них может и не быть. Если в почве есть обменная кислотность, то она входит как часть в кислотность гидролитическую. Выщелоченные чернозёмы, более обеднённые основаниями, характеризуются как гидролитической, так и небольшой обменной кислотностью.
И.Х. Бесков (1973) отмечал, что внесение минеральных удобрений на чернозёме выщелоченном в дозе N45P60K45 кг/га повысило величину гидролитической кислотности на 0,43 мг-экв/100 г почвы и несколько снизило величину рНксі- В тоже время Е.Н. Алексеева, М.Ф. Зеленина (1974) указывали, что величина гидролитической кислотности от внесения минеральных удобрений не изменялась.
Авторы более поздних исследований доказали, что систематическое применение минеральных удобрений увеличивает гидролитическую кислотность (Н.Г. Мязин, С.Н. Милютина, 1998; В.Г. Минеев, Е.Х. Ремпе, 1990; В.И. Кура-ков, 1992). Длительное интенсивное использование чернозёма выщелоченного приводит к его подкислению. При этом ухудшение показателей почвенной кислотности наблюдается как на удобренных вариантах, так и на контроле, поэтому нельзя говорить о непосредственном отрицательном влиянии минеральных удобрений на состояние почвенного поглощающего комплекса. Это, вероятно, связано с высоким выносом кальция культурами севооборота (Ю.И. Столпов-ский, 1999).
Динамика гидролитической кислотности приведена в таблице 4 и приложении 5. Результаты наших исследований свидетельствуют о том, что показатель гидролитической кислотности в восьмой ротации повысился на контроле до 3,49 мг-экв/100 г почвы в слое 0-20 см. Это на 0,39 мг-экв/100 г почвы больше, чем в четвёртой ротации и на 0,34 мг-экв/100 г почвы, чем в шестой. В слое 20 - 40 см Нг составила 2,96 мг-экв/100 г почвы.
На удобренных вариантах Нг в четвёртой ротации в слое 0 - 20 и 20 - 40 см изменялась от 3,05 до 4,35 мг-экв/100 г почвы и от 3,20 до 4,34 мг-экв/100 г почвы, соответственно.
В шестой ротации гидролитическая кислотность ухудшалась и составила на контрольном варианте в слое 0 - 20 и 20 - 40 см 3,15 и 3,07 мг-экв/100 г почвы. Применение N135P180K135 кг/га на фоне 25 т/га навоза способствовало более сильному подкислению почвы в слое 0 - 20 и 20 - 40 см до 4,30 и 4,20 мг-экв/100 г почвы.
В восьмой ротации на варианте с тройной дозой минеральных удобрений и 25 т/га навоза гидролитическая кислотность увеличилась в слое 0 - 20 см до 4,90, а в слое 20 - 40 см до 4,88 мг-экв/100 г почвы.
Таким образом, длительное применение повышенных доз минеральных удобрений на фоне 25 т/га навоза в течение 68 лет отрицательно влияли на гидролитическую кислотность, а внесение N45P60K45 кг/га на фоне 25 и 50 т/га, навоза является сдерживающим фактором подкисления почвы.
В годы нашего исследования применение минеральных и органических удобрений способствовало ухудшению показателя гидролитической кислотно 53 сти. Так, на контроле Нг в слое 0 - 20 и 20 - 40 см составила 3,49 и 2,96 мг-экв/100 г почвы, соответственно. При внесении N45P60K45 кг/га на фоне 25 т/га навоза, так и на фоне 50 т/га навоза гидролитическая кислотность увеличилась до 3,54 и 3,59 мг-экв/100 г почвы в слое 0 - 20 см, а в слое 20 - 40 см до 2,98 и 3,03 мг-экв/100 г почвы.
Динамика нитратного азота в последней ротации
В многолетнем полевом опыте на выщелоченном чернозёме учхоза «Комсомолец» Мичуринский ГАУ за 24 года произошли значительные изменения содержания в запасах гумуса.
На контроле запасы гумуса в метровом слое снизились на 31 т/га, что составляет 6,3% от исходного, на удобренных вариантах - 15 т/га (3,1%). Таким образом, минеральные удобрения при средних дозах внесения значительно уменьшили потери гумуса почвы (Н.А. Арзыбов и др., 2001).
По данным Н.Г. Мязина (1998) в парозернопропашном севообороте на чернозёме выщелоченном по окончании первой ротации при внесении навоза 40 т/га в пар, как в чистом виде, так и в комплексе с минеральными удобрениями NPK по 40 кг/га содержание гумуса несколько снижалось (на 0,06 - 0,16%). Внесение двойной дозы минеральных удобрений, а также дефеката и карбоната кальция на фоне навоза способствовало повышению содержания гумуса по сравнению с исходным на 0,14 - 0,44%.
В ходе наших исследований мы получили и сравнили данные за восемь неполных ротации (табл. 9, приложение 10). Исходное содержание гумуса в нашем опыте в 1936 году составило 5,89%. За 68 лет его количество на контроле в слое почвы 0 - 20 см и 20 - 40 см постепенно уменьшалось и составило 5,05 и 5,01% соответственно. То есть за восемь неполных ротаций содержание гумуса в почве уменьшилось на 0,84% в слое 0 -20 см и на 0,88% в слое 20 - 40 см. При внесении N45P60K45 на фоне последействия 25 т/га навоза в четвёртой ротации содержание гумуса снизилось в слое 0 - 20 см и 20 - 40 см на 0,14% и 0,17%. В шестой ротации оно уменьшилось на 0,59% и 0,77%, соответственно. Подобная тенденция наблюдалась и в восьмой ротации. Содержание гумуса снизилось на 0,57% и 0,80% по сравнению с исходным содержанием и составило 5,32% в слое 0 - 20 см и 5,09 в слое 20 - 40 см. Процессу дегумификации менее всех был подвержен вариант, где на фоне последействия 50 т/га навоза было внесено N45P6oK45Kr/ra. Здесь содержание гумуса составило в слое 0 - 20 см 5,84% и в слое 20 - 40 см 5,66%, то есть оно уменьшилось на 0,05 и 0,23% соответственно. Применение NPK по 150 кг/га + 50 т/га навоза увеличило содержание гумуса на 0,62 и 0,48% по отношению к контролю. При длительном применении удобрений на удобренных вариантах в четвёртой ротации содержание гумуса по сравнению с исходным уменьшилось на 0,07 - 0,18% в слое 0 - 20 см и на 0,14 - 0,19% в слое 20 - 40 см. Ещё через две ротации содержание гумуса упало на 0,11 - 0,59% в слое 0 - 20 см и на 0,27 -0,77% в слое 20 - 40 см, в сравнении с 1936 года. Следует отметить то, что в восьмой ротации темпы дегумификации снизились, а на вариантах с внесением N45P60K45 кг/га на фоне последействия 25 и 50 т/га навоза наблюдается стабилизация содержания гумуса. Гумус чернозёмов при длительном применении удобрений подвергается не только количественным, но и качественным изменениям. Отношения основных групп Сгк: Сфк при длительном применении удобрений несколько увеличивается, но более существенные изменения происходят во фракционном составе гумуса. Так, систематическое применение удобрений повышает содержание легкогидролизуемых и доступных растениям соединений азота, обогащает водорастворимыми, гидрофильными органическими соединениями, подвижными фракциями гумуса, повышает его активность (Т.Н. Кула-ковская, 1990). В некоторых случаях эти изменения могут носить негативный характер (Л.Н. Александрова, 1980; А.В. Дедов, 2000; К.В. Дьяконова, 1990; В.И. Кирюшин, 1993). Л.К. Шевцова (1974), изучая групповой состав почв длительных опытов ДАОС, показала, что длительное применение минеральных удобрений не изменяет общей направленности процессов гумусообразования. Соотношение гуминовых и фульвокислот в составе гумуса носит зональный характер. Длительное внесение органических удобрений приводит к некоторому увеличению содержания гуминовых кислот в составе гумуса и соответственно увеличивается отношение Сгк к СфК. В нашем опыте на чернозёме выщелоченном углерод гумуса (табл. 9) на контроле был минимальный и составил 2,93% в слое 0 - 20 и 2,90% в слое 20 -40 см. На удобренных вариантах он варьировал в слое 0 - 20 см от 3,09 до 3,39%, в слое 20 - 40 см от 2,95 до 3,28%. Вариант с внесением N45P60K45 кг/га на фоне 50 т/га навоза имел наибольшее значение. Запасы гумуса в слое 0 - 20 и 20 - 40 см на контроле составил 111,1 и 110,2 т/га. При внесении N45-135P6O-180К45-135 кг/га на фоне последействия 25 т/га навоза запасы гумуса изменялись от 117,0 до 117,7 т/га в слое 0 - 20 см и от 112,0 до 112,4 т/га в слое 20 - 40 см. Максимальное значение 128,5 и 124,5 т/га было отмечено на фоне 50 т/га навоза и N45P60K45 кг/га (табл. 9). Длительное внесение удобрений в зерносвекловичном севообороте изменяет не только общее содержание гумуса, но и его групповой состав. Увеличение содержания углерода гуминовых кислот в углероде гумуса отмечается на всех удобренных вариантах (табл. 10). Такая же тенденция наблюдалась и с концентрацией углерода фульвокислот. Только в слое 20 - 40 см при внесении N45.135P60-180K45-135 на фоне 25 т/га навоза концентрация углерода фульвокислот не изменялась и составила 0,41%. Негидролизуемый остаток также увеличивался по отношению к контролю. Применение N45P60K45, N9oPi2()K9(b N135P180K135 кг/га на фоне последействия 25 т/га навоза и N45P60K45 кг/га на фоне последействия 50 т/га навоза расширило соотношение Сгк: СфК в слое 0 - 20 см до 2,1; в слое 20 - 40 см до 2,8. Внесение NPK по 190 кг/га без навоза в слое 0 - 20 см не способствовало расширению соотношения Сгк : СфК , а в слое 20 - 40 см расширило на 2,82 и 2,77.
