Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 7
1.1 Влияние мелиорантов на содержание гумуса 7
1.2 Изменение кислотно-основных свойств 14
1.3 Изменение физических свойств 17
1.4 Изменение пищевого режима 24
1.5 Мелиоранты и урожайность сельскохозяйственных культур 28
2. Условия, схема опыта и методика проведения опыта 33
2.1 Условия почвообразования 33
2.2 Почвенный покров 38
2.3 Погодные условия в годы проведения опытов 40
2.4 Место проведения и схема опыта 42
2.5 Методы лабораторных исследований 42
3. Изменение агрохимических свойств под влиянием химической и биологической мелиорации 45
3.1 Влияние химической и биологической мелиорации на содержание 45 гумуса в почве
3.2 Изменение кислотно-основных свойств почвы 51
3.2.1 Изменение величины рНсол под влиянием мелиорантов 53
3.2.2 Изменение гидролитической кислотности почвы под влиянием мелиорантов
3.2.3 Изменение содержания обменных оснований и степени насыщенности почв основаниями под влиянием мелиорантов
4. Изменение пищевого режима под действием мелиорантов 77
4.1 Щелочногидролизуемый азот 77
4.2 Подвижный фосфор 83
4.3 Обменный калий 88
5. Изменение биологических свойств почвы под влиянием химической и биологической мелиорации
5.1 Численность микроорганизмов в почве при использовании дефеката 94 и биологических мелиорантов
5.2 Качественный состав микроорганизмов 103
5.3 Степень разложения льняного полотна 111
6. Влияние дефеката и биомелиорантов на агрофизические свойства чернозема выщелоченного
6.1 Структура почвы 118
6.2 Плотность почвы 128
6.3 Пористость почвы 135
6.4 Влияние дефеката и органических удобрений на запасы воды в почве и водопотребление растений
7. Урожайность сельскохозяйственных культур 155
8. Энергетическая и экономическая эффективность химической и биологической мелиорации
8.1 Энергетическая эффективность дефеката и биомелиоранта 172
8.2 Экономическая эффективность дефеката и биомелиорантов 179
Выводы 183
Литература 187
Приложения 204
- Изменение кислотно-основных свойств
- Почвенный покров
- Изменение кислотно-основных свойств почвы
- Подвижный фосфор
Введение к работе
Актуальность темы. Основой устойчивого развития человеческого общества является его жизнедеятельность в гармонии с природными условиями. В свою очередь, природные экосистемы обладают сложным живым механизмом, влияющим на жизнедеятельность человека. В настоящее время антропогенное воздействие на ландшафты достигло такого уровня, что их деградация происходит не только на локальном, но и на региональном уровнях.
Концепция устойчивого развития агроландшафтов предусматривает решение поставленных задач только с учетом конкретных агроэкологических условий, с учетом реально складывающейся ситуации. Будущее общества будет зависеть от того, как «впишется» деятельность человека в биохимические циклы биосферы, а реализация социально-экономических задач оптимального развития отдельных регионов от следующих факторов:
насколько разумно будут учитываться особенности ландшафтов;
насколько полно и безотходно будут использоваться природные ресурсы;
насколько эффективно будут использоваться рециклические технологии для другого, когда отходы одного производства будут служить сырьем.
В современных условиях интенсификация земледелия и повышение плодородия почв немыслимы без возрастающего применения удобрений и средств химической и биологической мелиорации.
Актуальность проблемы известкования почв в России связана с наибольшей по сравнению с другими странами площадью почв с избыточной кислотностью, которая по неполным данным превышает 50 млн га. 2/3 вносимых известковых удобрений ежегодно затрачивается только на компенсацию потерь кальция за счет вымывания из почвы. Уже сегодня в ряде регионов весьма актуальной стала практическая задача по внесению магниевых удобрений, так как вследствие потерь с инфильтрационными водами содержание подвижных форм этого элемента достигло критического уровня, а со-
5 отношение между кальцием и магнием стало чрезмерно широким, что отрицательно влияет на урожай растений и его качество.
Общий недобор урожая от неурегулированности реакции среды в почве составляет ежегодно 16-18 млн т сельскохозяйственной продукции в пересчете на зерно.
Оптимизация реакция среды в почве является обязательным условием для высокоэффективного действия минеральных удобрений. Исключительно важным является природоохранное значение известкования почв, которое проявляется не только в стабилизации оптимального режима кальция и магния в почве, но и в улучшении ее биологических, агрохимических, физико-химических свойств.
Цель исследований: Целью настоящих исследований являлось определение влияния приемов химической и биологической мелиорации на агрохимические, агрофизические и биологические свойства чернозема выщелоченного, урожайность сельскохозяйственных культур и качество продукции.
В задачи исследований входило:
- установить влияние местного кальциевого мелиоранта-дефеката и орга
нических удобрений (навоза, соломы) на содержание гумуса в почве;
изучить действие дефеката и органических удобрений на содержание щелочногидролизуемого азота, подвижного фосфора и обменного калия в черноземе;
установить изменение кислотно-основных свойств черноземной почвы под влиянием дефеката и органических удобрений;
изучить изменение макро- и микроагрегатного состояния чернозема выщелоченного под влиянием дефеката и органических удобрений;
определить действие дефеката и органических удобрений на водно-физические свойства почвы;
выявить действия дефеката и органических удобрений на микробиологическую активность почвы (дыхание почвы и степень разложения целлюлозы).
провести оценку влияния дефеката и органических удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур и качество продукции;
- определить экономическую и энергетическую эффективность биомелиорантов.
Научная новизна работы состоит в том, что впервые в условиях правобережной лесостепи Среднего Поволжья дана комплексная оценка действия дефеката и биомелиорантов на агрохимические, биологические и физико-химические свойства пахотного и подпахотного горизонтов чернозема выщелоченного и продуктивность звена севооборота. Установлены особенности изменения основных показателей плодородия почвы под влиянием прямого действия мелиорантов и их последействия.
Практическая значимость работы. Результаты исследований являются теоретической и практической основой рационального использования дефеката, навоза и соломы для мелиорации черноземных почв в условиях лесостепи Среднего Поволжья. Они могут быть реализованы при прогнозировании изменения основных показателей плодородия черноземов выщелоченных под влиянием химических и биологических мелиорантов. Данные, полученные в ходе исследований, могут использоваться для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур и формирования продукции необходимого качества. Результаты экспериментов являются обоснованием мелиоративных приемов, базирующихся на использовании местных материалов и служат основой для установления их оптимальных доз.
Основные положения, выносимые на защиту:
оптимизация водно-физических свойств чернозема под действием дефеката и биологических мелиорантов;
комплексная оценка мелиорирующего действия дефеката и биомелиорантов на агрохимические свойства черноезма выщелоченного;
роль дефеката и биомелиорантов в повышении биологической активности чернозема выщелоченного;
изменение урожайности сельскохозяйственных культур и качества продукции под действием мелиорантов.
Изменение кислотно-основных свойств
Черноземы лесостепной зоны Поволжья обладают высоким естественным плодородием и имеют от природы, как правило, реакцию среды, близкую к нейтральной или слабокислую. Однако сравнительный анализ состояния черноземов за 100 лет показал наличие активных процессов их подкисления. Изменения показателей рН по сравнению с исходными данными составили 2,3 ед., а гидролитической кислотности - 6,7 мг-экв на 100 г почвы (А.П. Щербаков, И.И. Васенев, 1994). За последние десять лет площади черноземов с кислой реакцией почвенного раствора возросли на 34 % (М.Н. Агафонов с соавторами, 1987; Н.И. Зезюков с соавторами, 1991; А.Н. Каштанов, 1990). Подобные закономерности в своих работах отмечают и ряд других ученых (А.И. Шильников, 1987; Н.П, Богомазов с соавторами, 1988,1991,1996; Н.З. Милащенко с соавторами, 1990; П.И. Крупкин, 1991; А.П. Карпов, 1994). Игнорирование кислотности почв ведет прежде всего к снижению ус-тойчивости растений к засухе и уменьшению окупаемости удобрений (Н.З. « Милащенко и др., 2000). Известкование позволяет снизить кислотность почвы и увеличить насыщенность ее основаниями. Однако изменение реакции среды в почве зависит от многих факторов и, в первую очередь, от нормы внесения извести, буферных свойств почвы, ее гранулометрического состава (Н.П. Ремезов, СВ. Щерба, 1938; С.С. Ярусов, 1948; Д.П. Прянишников, 1963; Н.С. Авдонин, 1970, 1972; А.Н. Небольсин, 1983; Л.А. Лебедева, 1984; М.Ф. Корнилов, А.Н. Небольсин, 1985). Ряд исследователей считают, что основной причиной подкисления почв является потеря кальция за счет миграции его при промывании почвы атмосферными осадками и за счет выноса его с урожаем (Т.М. Кулаковская, 1977; А.Н. Небольсин, 1983; Н.П. Богомазов с соавторами, 1994). По данным Жученко (1990) при высоких урожаях с 1 га выносится до 50 кг кальция. С потерей кальция и магния их место в ППК занимают ионы водорода, приводящие к ухудшению физико-химических свойств почвы, снижая буферность и повышая кислотность (Ю.А. Шугаров, 1964 и др.; И.Н. Бесков, 1965; Г.Н. Россошанская, 1978; А.Б. Ахтырцев, 1979; Л.М. Жукова, 1980; А.И. Столяров, 1981; А.Н. Вислобокова, 1993). Известкование позволяет снизить кислотность почвы и увеличить насыщенность ее основаниями (А.В. Ивойлов, 1991; Ф.Р. Бурганов, 1993; Л.Н. Вислобокова, 1993; С.Н. Алехин с соавторами, 1994). Наибольшее изменение рН от 1 т СаСОз происходит от внесения известкового материала в дозах 0,5-1,0 нормы по гидролитической кислотности. Дальнейшее же увеличение дозы извести сопровождается, как правило, незначительным ростом показателя рН (В.К. Блажевский, 1969; Л.И. Васильева с соавторами, 1980; В.И. Дука с соавторами, 1983).
Черноземные почвы отличаются от остальных тем, что сдвиг рН от 1 т кальция в них значительно ниже, чем на других типах почв (А.А. Андрианов, 1985; Л.И. Китаєва, 1992).
Анализ опытных данных показывает, что действие извести на реакцию среды в почве достигает максимума в первые два года. Затем может наблюдаться постепенное подкисление почвенного раствора (В.А. Прудников, 1991).
Другие авторы считают, что известь внесенная в полной дозе, способна оказывать положительное действие в течение 8-10 лет (Б.С. Носко с соавторами, 1989; А.В. Ивойлов с соавторами, 1993).
Под влиянием известкования достоверно увеличивается и емкость поглощения почвы. Как показали опыты, это увеличение зависит, главным образом от содержания гумуса и может достигать 48 % к неизвесткованной почве (А.Н. Небольсин, З.П. Небольсина, 1997).
Ученые считают, что внесение извести не устраняет полностью гидролитическую кислотность. Часть ее может сохраниться даже при внесении высоких доз известковых удобрений (Н.С. Авдонин, 1969; Л.А. Лебедева, 1973). Однако следует учитывать, что при остаточной величине гидролитической кислотности в пределах 2,0-2,5 мг-экв на 100 г почвы она не оказывает вреда на растения.
Внесение извести изменяет «структуру» кислотности, снижая активность ионов алюминия, которые сильнее угнетают растения, чем ионы водорода. Так, по данным М.Ф. Корнилова, Н.А. Небольсина (1971) уже при рН почвы 5,0-5,2 алюминий почти полностью осаждается в форме гидрата окиси алюминия, растворимость которого крайне мала (0,001 мг на 1 л).
По данным Н.И. Крупкина (1991) сельскохозяйственное использование приводит к увеличению гидролитической кислотности в оподзоленных черноземах на 1,27 мг-экв, в выщелоченном - на 0,46 мг-экв на 100 г почвы.
На фоне внесения навоза (50 т/га) показатели рН солевой и водной вытяжки улучшились. На удобренных делянках содержание гумуса повысилось на 0,2-0,4 %. При этом количество углерода гуминовых кислот возросло на 0,12-0,16 % и расширилось соотношение их к углероду фульвокислот на 0,18-0,19 %. Содержание общего азота увеличилось на 0,021-0,054 %, а соотношение углерода к азоту сократилось на 0,4-1,2. При внесении органики в ППК возрастало количество кальция (В.И. Кураков, В.В. Ситникова, 2004).
Применение навоза в качестве биомелиоранта увеличивает емкость поглощения и сумму обменных оснований на 1,7-4,2 мг-экв на 100 г почвы (Т.Н. Азова, 2000; Е.М. Бодрова, П.Я. Семенов, 1973; И.Н. Ипполитов, 1999; Г.Е. Гришин, 2000; М.Н. Панасов, 2002).
Систематическое внесение навоза в свекловичных севооборотах повышает количество обменных катионов. Однако А.П. Адерихин (1970), В.И. Жукова (1974) считают, что сумма и состав обменных катионов в черноземных почвах при использовании удобрений практически не изменятся.
Исследования ряда авторов, проведенные на различных почвах показывают, что унавоженные почвы имеют большую емкость поглощения, содержат больше поглощенных оснований (A.M. Голубцев, 1969; Е.М. Бодрова с соавтором, 1973; Т.А. Мусиенко с соавторами, 1974). Данные, приведенные М.Н. Панасовым (1997) показывают, что внесение навоза, запашка соломы увеличивали сумму поглощенных оснований к концу ротации севооборота в слое 0-30 см с 31-32 мг-экв на 100 г почвы на контроле до 39-42 мг-экв или на 28-31%.
Навоз и солома положительно влияли на биологическую активность почвы. Общая численность бактерий увеличивалась под действием биомелиорантов в 2-3 раза, аммонификаторов - в 2 раза, клубеньковых бактерий -в 2,5-3 раза, актиномицетов - в 2,0-2,2 раза (О.Е. Авров, Н.С. Журбина, 1968; О.Е. Авров, 1977; Скроманис, 1989; К.И. Довбан, 1990; А. Л.Л. Яговенко, И.П. Такунов, А.В. Ивашкина, 1997; А.Н. Данилов, 2000; Т.Б. Лебедева, СМ. Надежкин, Ю.В. Корягин, 2000; Е.Г. Сильнова, Н.Г. Кирюхина, 2000;).
Исследованиями И.Д. Свистова, К.Е. Стекольникова, А.П. Щербакова, Н.В. Малыхина (2004) установлено, что дефекат нормализовал рН почвы до уровня целины. В выщелоченный чернозем интенсивного сельскохозяйственного использования для предотвращения негативных изменений в ППК целесообразно вносить дефекат через 5-6 лет.
Таким образом, обеднение корнеобитаемого слоя кальцием и магнием усиливает все формы кислотности почв и снижает степень насыщенности основаниями. Это обстоятельство обусловливает необходимость периодического внесения известковых материалов, так как известкование научно-обоснованными нормами является единственным способом пополнения двухвалентных оснований в почвах и регулятором их кислотных свойств.
Почвенный покров
Почвенный покров Пензенской области в целом можно определить как вполне характерный для Среднерусской почвенно-географической провинции лесостепной зоны. Основной ландшафтной особенностью лесостепей по пространственному чередованию в них лесных и степных формаций -главными "строителями" почвенного покрова являются почвы двух генетических типов: серые лесные и черноземы с преобладанием оподзоленных, выщелоченных и типичных черноземов.
Кроме этих автоморфных зональных типов большую площадь занимают полугидроморфные и гидроморфные почвы особого пойменно-эллювиального ряда. Малыми площадями встречаются некоторые иные почвы.
Зональный характер названных почв значительно нарушается условиями рельефа, геологическим строением и контрастами растительного покрова. Характерной особенностью почвенного покрова области является отсутствие комплексности (Почвы Пензенской области/Волжский Государственный проектный институт по землеустройству, Пензенский филиал, т.1, Пенза, 1978,281 с.)
Основная площадь земель занята черноземными почвами - 75,3% всей земельной площади. Из них около 70% распахано. Серые, темно-серые и светло-серые лесные почвы, развивающиеся на мелкоземлистых отложениях, занимают 20,0%. Лугово-черноземные и луговые почвы, близкие по своему природному плодородию к черноземам занимают 4%. Прочие почвы занимают 0,7% (К.А. Кузнецов и др., 1966). Смытые (эродированные) почвы вместе с почвами овражно-балочной сети составляют более 20% площади. Территория Пензенской области по признаку преобладающих почвенных разностей подразделяется на четыре агропочвенных района.
Исследования по изучению влияния мелиорантов на агромелиоративное состояние чернозема выщелоченного и урожайность сельскохозяйственных культур проводились в стационарных опытах в период с 2002 по 2005 г. Опытный участок расположен на относительно выровненном водораздельном плато. Объектом наших исследований являлся чернозем выщелоченный среднегумусный среднемощный тяжелосуглинистого гранулометри 39 ческого состава, наиболее широко представленный в области. Профиль чернозема выщелоченного имеет следующее строение и морфологические признаки: Ап0-28 см. Темно-серый, комковатый, структурные агрегаты пересыпаны порошковатой массой. А 26-50 см. Темно-серый, зернисто-комковатый. Встречаются ясно оформленные кротовины в виде округлых темно-бурых пятен. Переход в горизонт В! постепенный по окраске. Bi 50-70 см. Темно-серый с буроватым оттенком, ореховато-мелкокомковатый. Встречаются кротовины. Переход в горизонт В2 постепенный. В2 79-101 см. Неоднородный по окраске, на буром фоне имеются бо лее темные языки гумусовых затеков. Структура комковато-ореховая. Пере ход в горизонт С отчетливый. j Ск - карбонатная материнская порода. Гипс и легкорастворимые соли в профиле почвы отсутствуют. Содержание гумуса в пахотном слое колеблется от 7,01 до 7,08%. Вниз по профилю почвы количество гумуса уменьшается постепенно.
Реакция почвенного раствора в верхнем слое слабокислая. Сумма поглощенных оснований - от 30,0 до 32,16 мг-экв на 100 г почвы с явным преобладанием кальция. Такой поглощающий комплекс предохраняет почву от разрушения ее коллоидной части и гумуса и способствует образованию водопрочной структуры.
Эти почвы содержат довольно много общего азота, количество его в пахотном слое колеблется от 0,36 до 0,54%. Большая часть азота находится в почвах в недоступной для растений форме. Органические формы азота переходят в доступные для растений соединения в результате микробиологических процессов, которые проходят при довольно высокой температуре и увлажнении почвы. Этим обстоятельством объясняется то, что минеральные азотные удобрения оказывают эффективное воздействие на сельскохозяйственные культуры особенно в ранневесенний период. 2.3 Погодные условия в годы проведения опытов
Возможность возделывания сельскохозяйственных культур определяется в основном несколькими факторами: природно-климатическими и почвенными условиями, биологическими особенностями растений и др. Погодные условия в годы проведения опыта показаны на рис. 1, приложение 1.
2002 год характеризовался как засушливый. За весь период вегетации наиболее влажными месяцами оказались апрель и июнь (55,1 и 66,8 мм осадков соответственно). За весь вегетационный период (апрель-август) выпало осадков 198,8 мм, что составляет лишь 72,8% от среднемноголетних.
Погодные условия 2003 года характеризовались как благоприятные для роста и развития яровой пшеницы. За весь вегетационный период 2003 года выпало 369,7 мм осадков. Основная часть (114,5 мм) выпала в июне и оказала положительное влияние на формирование урожая яровой пшеницы. Вьшавшие в августе осадки (112,6 мм) практически не оказали влияние на урожайность культуры.
Температура воздуха с начала весенней вегетации и до конца уборки также была благоприятной без резких колебаний в сторону повышения или понижения.
2004 год характеризовался как благоприятный для роста и развития сельскохозяйственных культур. За период вегетации растений выпало 347 мм осадков, что значительно выше среднемноголетних показателей. Максимальное количество осадков (171,8 мм) выпало в июле, что оказало положительное влияние на урожай сахарной свеклы. Но жаркая температура этого месяца (20,2С) снижала ассимиляцию, уменьшая накопление урожая и содержание сахара.
За вегетационный период в 2005 году (апрель-август) выпало 233,9 мм, что на 9,1 мм ниже среднемноголетних показателей. Максимальное количество осадков (121,6 мм) выпало в мае и июне, что оказало положительное влияние на рост и развитие сельскохозяйственных культур. Осадки, выпавшие в августе не оказали отрицательного влияния на продуктивность яровой пшеницы. Температура воздуха в течение вегетации незначительно отличалась от среднемноголетней.
Изменение кислотно-основных свойств почвы
Устойчивость почв к антропогенному воздействию является в значительной мере проблемой их геохимической устойчивости к техногенезу. С одной стороны, устойчивость понимают как потенциальный запас буферно-сти исходных природных почв и ландшафтов. В этом случае устойчивость почв проявляется в способности сохранения нормального функционирования как биокосной системы. Кроме того, устойчивость природных систем рассматривается как способность их к восстановлению нормального функционирования после прекращения техногенного воздействия. В данном случае она обеспечивается через самоочищение почв от продуктов техногенеза и главная роль в этом процессе принадлежит органическому веществу, микроорганизмам и насыщенности их кальцием и магнием. По отношению к кислотам устойчивость почвы при разных диапазонах рН определяют различные ее компоненты. В области высоких значений рН основным источником устойчивости почв к подкислению является карбонат кальция. В диапазоне рН 4,2-5,0 основным механизмом буферности являются реакции катионного обмена и растворения оксидов марганца. При рН менее 4,2 в буферных реакциях активно участвуют гидроксиды алюминия, при рН более 3,8 - гидроксиды железа. Устойчивость почв к подкислению выражается в «способности почвы к нейтрализации кислот», которая определяется как количество сильной кислоты, необходимое для снижения рН системы до заданной величины.
Основным приемом регуляции потока кальция в агроэкосистемах является известкование. Важность этого технологического приема объясняется тем, что в России насчитывается около 52 млн га кислых почв. Известкование кислых почв решает три основные задачи: повышение плодородия и устойчивости почв, повышение продуктивности и улучшение качества урожая возделываемых культур и охрана окружающей среды (И.А. Шильников, 1977).
Роль кальция важна в устойчивом функционировании агроэкосистем, поскольку его действие носит комплексный характер. Оценивая роль кальция в улучшении свойств почвы, Д.Н. Прянишников (1963) утверждал: «Из всех сторон многообразного действия извести на почву наиболее важной является устранение избыточной кислотности, борьба с которой и является обычно главным поводом к применению известкования». Кальций играет важную роль в обмене веществ растений, в транспорте и утилизации белков, способствует синтезу хлорофилла и улучшает развитие корневой системы.
Реакция среды является одной из основных характеристик уровня плодородия почвы. Она оказывает разностороннее влияние на свойства почвы и продуктивность сельскохозяйственных культур.
Негативное влияние повышенной кислотности на растения проявляется при недостатке Са+2 и повышенной концентрации токсичных для растений ионов К1 , А1+3, Мп+2. При этом изменяется доступность для растений элемен 53 тов питания, повышается подвижность тяжелых металлов, снижается биологическая активность почвы и т.д. Следовательно, кислотность является интегральным показателем целого комплекса свойств почвы, от которых зависит формирование урожая.
Известно, что в современных условиях ведения сельскохозяйственного производства необходимо учитывать не только прямое действие, но и последействие различных систем удобрений в полевых севооборотах. Органические и известковые удобрения являются одним из основных факторов, оказывающих влияние на физико-химические и другие свойства почв.
Исследуемая почва характеризуется по величине рНсол, как слабокислая. Пахотный горизонт имеет показатель рНс0Л на уровне 5,2, подпахотный -5,4, т.е. с глубиной кислотность почвы снижается. Это обусловлено генетическими особенностями чернозема выщелоченного, у которого наблюдается процесс выщелачивания кальция и магния из верхних горизонтов и образования горизонта с повышенным содержанием карбонатов (Н.В. Соколова, Э.И. Шконде,1963). Применение дефеката обеспечило уже в первый год действия повышение величины рНсол и переход почвы из класса со слабокислой реакцией в класс с реакцией среды близкой к нейтральной. При этом дозы дефеката 1,5 Нг и 2,0 Нг в пахотном горизонте оказали равное действие на величину рНсол» Доза 2,5 Нг была несколько эффективней.
Совместное использование дефеката и навоза приводило к дальнейшему снижению кислотности почвы. Это, видимо, связано с наличием кальция и магния в органическом удобрении. При норме дефеката 1,5 Нг и 19 т/га навоза величина рНсол составила 6,0 ед., а при норме 2,5 Нг и 19 т/га навоза - 6,1.
Подвижный фосфор
Плодородие почв в значительной степени определяется содержанием подвижных легкорастворимых форм фосфатов. В связи с этим одной из важнейших задач современного земледелия является создание в почве оптимального фосфатного уровня для растений (А.В. Соколов, 1950; О.В. Сдобникова, 1983).
В почвах соединения фосфорной кислоты содержатся как в минеральной, так и в органической формах. В пахотном горизонте черноземов доля минеральных фосфатов составляет около 65%. Содержание органических фосфатов в почве определяется степенью их гумусированности. Чем выше содержание гумуса в почве, тем богаче она органическими фосфатами. Органические фосфаты минерализуются различными микроорганизмами и переходят в доступные формы для растений.
В черноземах фосфор представлен в основном солями кальция и магния ортофосфорной и метафосфорной кислот. Подвижность их зависит от содержания гумуса, состава и свойств почвенных коллоидов, а также реакции среды.
Исследуемая почва характеризуется низкой обесепеченностью подвижным фосфором. Пахотный горизонт чернозема отличается более высоким его содержанием, чем подпахотный. Это, видимо, обусловлено биогенным накоплением фосфора за счет пожнивно-корневых остатков сельскохозяйственных культур и корневой системы растений, а также более лучшими условиями минерализации фосфоросодержащих органических соединений. В наших исследованиях обогащение почвы подвижным фосфором за висело от норм и вида мелиорантов. В первый год действия (2003 г.) использование дефеката в возрастающих дозах позволило увеличить содержание подвижного фосфора, в основном, в пахотном горизонте. При этом норма дефеката 2,5 Нг позволила трансформировать почву с низкой обеспеченностью в почву со средней обеспеченностью подвижным фосфором. Если на фоне полуторной и двойной нормы дефеката его количество в пахотном горизонте возросло на 1,7 и 7,6 мг/кг почвы, при значении на контроле 40,7 мг/кг, то на фоне максимальной нормы это увеличение составило 11,1 мг/кг почвы. Изменения в подпахотном горизонте варьировали в зависимости от норм дефеката от 33,7 до 36,3 мг/кг, что на 1,0-3,6 мг/кг превышали значения этого показания на контрольном варианте. Увеличение подвижного фосфора осуществлялось как за счет фосфора поступающего в почву с дефекатом (от 5 до 95 кг/га), так и за счет создания оптимальных условий для минерализации органического вещества почвы. Применение на фоне возрастающих норм дефеката мелиоративной нормы навоза приводит к дальнейшему увеличению содержания подвижного фосфора, (рис. 12, приложение 7)
Его количество в слое почвы 0-30 см возрастает в зависимости от нормы дефеката до 58,0-62,0 мг/кг, что на 7,3-21,3 мг/кг превышает значения контрольного варианта. В слое 30-50 см содержание подвижного фосфора увеличивается до 38,0-38,9 мг/кг , при 32,7 мг/кг в почве, на которой мелиоранты не использовались. При использовании на фоне возрастающих норм дефеката четырех тонн соломы и 9 тонн навоза наблюдается некоторое уменьшение количества подвижного фосфора по сравнению с действием дефеката и мелиоративной нормы навоза.
Однако, фосфор, содержащийся в навозе и в соломе, в основном, находится в состоянии прочной связи с органическими веществами и переход его в состав почвенного фосфора происходит по мере разложения органической части удобрения. Поэтому наибольшее накопление подвижного фосфора в почве наблюдается на второй год действия органических удобрений.
В 2004 году на фоне мелиорантов наблюдалось дальнейшее увеличение количества подвижного фосфора в почве. Более значительно оно происходило в слое 0-30 см. На фоне возрастающих норм дефеката количество подвижного фосфора в пахотном горизонте возросло до 50,2-63,4 мг/кг, что на 10,2-23,4 мг/кг превышало его содержание на контроле и на 9,2-11,6 мг/кг увеличилось по сравнению с предыдущим годом. Изменения в подпахотном горизонте были незначительными и по сравнению с 2003 годом составили 0,3-0,9 мг/кг почвы, (приложение 7)
Сочетание дефеката и навоза обеспечивало наибольшее накопление подвижного фосфора. В слое почвы 0-30 см его было больше на 16,8-19,7 мг/кг по сравнению с односторонним действием дефеката, на 10,8-12,7 мг/кг больше, чем при использовании соломы и навоза на фоне возрастающих норм дефеката и на 29,9-40,2 мг/кг, чем на контроле. При этом содержание подвижного фосфора на фоне максимальной нормы дефеката и 19 тонн навоза увеличивается в два раза по сравнению с контролем.
