Содержание к диссертации
Введение
1. История вопроса 8
1.1. Роль природных и антропогенных факторов в формировании реакции почвенной среды 9
1.2. Роль химических мелиорантов в улучшении свойств почвы 17
1.3. Эффективные дозы химических мелиорантов 26
2. Условия и методика проведения исследований 33
2.1. Климат и погодные условия 33
2.2. Почвы 38
2.3. Методика проведения исследований 41
3. Физические свойства почвы 45
3.1. Водный режим почвы 45
3.2. Агрегатный состав почвы 51
3.3. Изменение плотности почвы при внесении доломитовой муки 53
4. Физико-химические свойства почвы 57
4.1, Влияние химических мелиорантов на кислотность выщелоченных черноземов 57
4.2. Влияние химических мелиорантов на состав поглощенных оснований 62
5. Химический состав почвы 68
5.1. Влияние химических мелиорантов на содержание гумуса в почве.. 68
5.2. Влияние химических мелиорантов и минеральных удобрений на питательный режим выщелоченного чернозема 70
6. Вынос и баланс элементов питания 84
6.1. Вынос кальция 84
6.2. Вынос и баланс питательных веществ в изучаемых севооборотах 88
7. Влияние химических мелиорантов на урожайность сельско хозяйственных культур и продуктивность севооборотов 100
7.1. Эффективность химических мелиорантов в севообороте 1 101
7.2, Эффективность химических мелиорантов в севообороте II 109
7.3, Эффективность химических мелиорантов в севообороте III 114
7.4, Эффективность химических мелиорантов в севообороте IV 120
7.5. Эффективность химических мелиорантов в севообороте V 126
7.6. Оценка последействия химических мелиорантов по продуктивности диагностической культуры 132
8. Экономическая и энергетическая эффективность применения мелиорантов 137
Выводы 143
Список использованной литературы
- Роль химических мелиорантов в улучшении свойств почвы
- Агрегатный состав почвы
- Влияние химических мелиорантов на состав поглощенных оснований
- Влияние химических мелиорантов и минеральных удобрений на питательный режим выщелоченного чернозема
Введение к работе
Черноземные почвы - главное богатство нашей страны. Среди всего многообразия почв они обладают наиболее высоким плодородием. Российской Федерации принадлежит около 50% от мировой площади черноземов. Они содержат значительные запасы минеральных, гидролизуемых и органических соединений, азота, фосфора, калия (Е.Т. Музычкин, Э.И. Шконде, 1974). Однако с изменением условий почвообразования, связанных главным образом с активной производственной деятельностью человека, старопахотные почвы черноземной зоны частично утратили естественное плодородие. Так даже при внесении органических удобрений отмечалось снижение содержания гумуса. Одновременно уменьшалось и количество поглощенного кальция (Т.Я. Бисовецкий, 1975), что негативно отразилось на его физико-химических свойствах.
На ухудшение физико-химических свойств черноземов и их биологической активности указывали целый ряд авторов (B.C. Аракелян, 1981; П.Д. Братерская, Ю.Т. Чурилина, 1973; В.В. Ефремов, 1980; Н.И. Лактионов, 1974).
В черноземной степи Поволжья около 24% пашни занимают выщелоченные черноземы. Абиотические условия и генезис этого подтипа не способствуют его противоэрозионной устойчивости. Около 60% площади пашни выщелоченных черноземов в различной степени подвержены водной эрозии (И.Ф. Медведев, 2000). Выщелоченные черноземы имеют кислую реакцию среды (рН 4,5-5,6). Результаты обследования Балашовской ПИСХ свидетельствуют, что площадь черноземных почв с кислой реакцией среды увеличивается, а рН солевой суспензии снижается до 4,2-5,0. Из обследованной в IV тур (1988-1999 гг.) площади 1771,9 тыс. га почвы с кислой реакцией занимали 131,2 тыс. га (7,4%), в V тур (1999-2003 гг.) из обследованной площади 1745,1 тыс. га их стало уже 181,0 тыс. га (10,4%о). В настоящее время
только в пределах Саратовской области площадь почв с кислой рН составляет около 500 тыс. га. Повышение кислотности черноземных почв подтверждается также материалами почвенных обследований Росгипрозема в Пензенской и Ульяновской областях и ЦЧО (Г.А. Одноролов, 1980).
Повышение кислотности сопровождается ухудшением азотного питания растений и как следствие этого - снижением продуктивности сельскохозяйственных культур. Поэтому разработка приемов повышения плодородия черноземных почв, имеющих повышенную кислотность, позволяет решить не только, несомненно, интересные научные задачи, но и представляет большую практическую значимость.
Один из основных способов устранения кислотности - внесение мелиорантов. Большинство исследований, посвященных изучению этого вопроса, выполнены на дериово-подзолистых почвах. В Поволжье на слабовыще-лоченных черноземах исследования по выяснению эффективности химических мелиорантов и их совместного применения с минеральными удобрениями не проводились.
Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы - определить влияние химических мелиорантов на продуктивность севооборотов и характер изменения основных показателей плодородия чернозема выщелоченного.
В задачу исследований входило:
выявить влияние химических мелиорантов и минеральных удобрений на продуктивность севооборотов с короткой ротацией;
определить действие различных видов и доз химических мелиорантов на физические, водно-физические и физико-химические свойства чернозема выщелоченного;
изучить действие химических мелиорантов и минеральных удобрений на содержание гумуса, динамику подвижных форм питательных веществ, вынос и баланс элементов питания;
б - определить оптимальные дозы доломитовой муки для юго-восточной части Окско-Донской равнины;
~ установить действие и последействие химических мелиорантов на урожайность изучаемых сельскохозяйственных культур;
- дать экономическую и биоэнергетическую оценку изучаемых химических мелиорантов.
Научная новизна. На выщелоченном черноземе Окско-Донской равнины получены новые данные о влиянии химических мелиорантов на свойства почвы и продуктивность севооборотов с различным набором культур.
Практическая значимость. Установлена высокая эффективность доломитовой муки как химического мелиоранта, выявлены ее оптимальные дозы, позволяющие повысить продуктивность пашни за ротацию севооборотов на 2,75 т/га з.е. Определены севообороты с оптимальным набором культур для мелиорируемых полей.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на заседаниях ученого совета ГНУ НИИСХ Юго-Востока (Саратов, 1992; 1996), Всероссийской научно-практической конференции "Вавиловские чтения -2004" (Саратов, 2004), ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава СГАУ им. Н.И. Вавилова (Саратов, 2003; 2005), на совещаниях руководителей и специалистов Ртищевского (1995 г.) и Балашовского (2002 г.) районов.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 4-х печатных работах.
Реализация результатов исследований. Материалы диссертации использовались проектно-изыскательской станцией химизации "Балашовская" при составлении проекта мелиорации кислых почв. Производственная проверка и внедрение научных разработок осуществлялись в 2002-2004 гг. в КФХ "Серегиио" Балашовского района Саратовской области ыа площади
7 50 га. Получен условно чистый доход 2026,74 руб./га при уровне рентабельности 125%.
Личный вклад соискателя. Соискателем лично выполнен основной объем работ по закладке полевого опыта, проведению сопутствовавших наблюдений и учетов, сделано обобщение полученного экспериментального материала, сформулированы выводы и предложения производству. Химические анализы почвы и растений проводились сотрудниками аналитической лаборатории ГНУ ВолжНИИГиМ. Большую помощь в работе оказал кандидат с.х. наук Е.М. Рашковский. Всем им автор выражает свою глубокую благодарность.
Положения, выносимые на защиту:
1. Особенности изменения физических, водно-физических, физико-
химических и агрохимических свойств чернозема выщелоченного при ис
пользовании химических мелиорантов и минеральных удобрений.
2. Повышение продуктивности севооборотов при использовании опти
мальных видов и доз химических мелиорантов.
Представленная работа выполнялась в соответствии с заданием 0.12.01. Раздел "Плодородие почв" по земледелию и являлась составной частью тематического плана научных исследований лаборатории мелиорации почв НИИСХ Юго-Востока. Номер государственной регистрации 01870041572,
Роль химических мелиорантов в улучшении свойств почвы
Одно из основных направлений повышения плодородия выщелоченных черноземов - уменьшение их кислотности путем мелиорации и, в частности, известкования.
Известкование кислых почв имеет длительную историю. Известно, что еще в 1901 г. изучалось действие дефеката на урожайность сахарной свеклы в опытах сети Всероссийского общества сахарозаводчиков (И.В. Якушкин, 1991).
Проведение известкования на научной основе стало возможным после опубликования работ К. Гедройца о природе почвенной кислотности. Но, как отмечает автор, и теперь не всё ещё ясно в теории воздействия извести на почву (К.К. Гедройц, 1955).
Д.Н. Прянишников так оценивал роль извести в изменении свойств почвы: «Из всех сторон многообразного действия извести на почву наиболее важной является устранение избыточной кислотности, борьба с которой является обычно главным поводом к применению известкования» (Д.Н. Прянишников, 1963).
Применение известкования или добавок, нейтрализующих физиологическую кислотность удобрений, своевременно устраняет нежелательные явления и успешно регулирует процессы, проходящие в почве (Л.М. Жукова, 1980). Известкование кислых почв не только устраняет избыточную кислотность, но и изменяет агрохимические свойства почв. При увеличении значения рН уменьшается гидролитическая кислотность, увеличивается сумма поглощенных оснований, степень насыщенности почв основаниями (В.Н. Мищенко, Т.А. Россошанская, 1980). Наряду с этим при известковании увеличивается содержание обменного кальция (Т.А. Россошанская, 1978).
При внесении извести нейтрализация почвенной кислотности происходит быстро, и уже в первые дни после внесения может наступить равновесие в почве в соответствии с величиной исходной кислотности почвы, а также доз и форм внесенной извести. Скорость и полнота воздействия извести зависят от равномерности смешивания ее с почвой и от содержания влаги в почве (А.Б. Ахтырцев, 1978). Во влажной почве все эти процессы протекают значительно быстрее и полнее.
Известь оказывает многообразное и длительное действие. Она прямо и косвенно влияет на химическое, физическое, биологическое состояние и на структуру почвы (Б.А. Голубев, 1954). Д.Н. Прянишников (1963) указывал на повышение содержания легкодоступного фосфора в результате известкования. Однако о влиянии извести на доступность почвенного фосфора в литературе имеются противоречивые данные. Так O.K. Кедров-Зихмаи (1957-1961) считал, что при известковании повышается содержание фосфорной кислоты. Это происходит благодаря вытеснению кальцием ионов Fe и А1 из труднорастворимых соединений их с фосфорной кислотой и образованию подвижных фосфорнокислых солей кальция. Улучшение фосфорного режима во многих случаях позволило уменьшить дозы фосфорных удобрений (O.K. Кедров-Зихман, I960).
В. Богушевский и М. Кац-Кацас (1967), отмечая увеличение подвижности почвенного фосфора при известковании, одновременно указывали;, что если возросший в результате известкования вынос фосфора растениями не компенсируется дополнительным внесением фосфорных удобрений, то со временем наступает уменьшение потенциальных запасов фосфора. Фосфор становится фактором, ограничивающим урожай, который начинает падать независимо от реакции почвы (W. Boguszewski, 1966).
В опытах В.И. Стешкина (1967) известкование до рН 6,3 увеличило содержание доступного фосфора в почве в 10 раз, причем повышение рН способствовало не только увеличению подвижности почвенного фосфора, но и лучшему использованию растениями фосфора удобрений. На выщелоченном чернозёме содержание фосфорной кислоты увеличилось от известкования с 7,5 до 17,5 мг на 100 г почвы. На оподзоленном чернозёме её содержание повысилось с 7,6 до 8,7 мг на 100 г почвы (Е.А. Бровкина, 1976).
На увеличение содержания подвижного фосфора в почвах с повышенным значением рН указывают и другие авторы (Т.В. Короев, 1973; С.Х. Дза-ганов, 1976; Г.Е. Колос, Н.К. Шиманская, А.В. КарбовскаяД975; А.Т. Черкасов, В.В. Порядин, 1975). Позднее И.Г. Ковшик, И.Г. Геращенко (1980) указывали, что известкование часто понижает доступность растениям фосфора из фосфорных удобрений, тле. повышение Са в почвенном растворе при внесении извести способствует переходу фосфора в труднорастворимые соединения. Медленное растворение фосфорных удобрений при известковании обеспечивает длительное поступление фосфора в растения.
Некоторые исследователи (С.Ф. Неговелов, Л.П. Леплявченко, 1978; В.П. Орлов, Л.Д. Князева, 1980) отмечают, что известкование выщелоченных черноземов может нарушить фосфатный режим почвы, а также привести к: менее эффективному использованию минеральных удобрений. По данным ВНИИС при известковании из расчета 1,0 Нг содержание Р205 увеличилось с 16,8 до 18,2 мг на 100 г почвы (Г.Е. Колос, Н.К. Шиманская, А.В. Карбов-ская, .1975; Т.И. Мокроусов, Т.И. Скопенко, 1977).
Известкование способно оказывать влияние не только на агрохимическое состояние, но и на физические свойства почвы. В опытах ВНИИС наблюдалось увеличение количества водоустойчивых агрегатов размером 10-15 мм с 59 до 69% от массы сухой почвы, т.е. улучшался водно-воздушный режим и вместе с этим уменьшилось содержание подвижного гумуса (Е.А. Бровкина, 1976; М.Н. Кулешов, 1980; В.П. Орлов, Л.Д. Князеза, 1977).
Структуроулучшающий эффект от извести лучше всего проявляется на тяжело суглинистых почвах. Они становятся рыхлее и лучше крошатся, благодаря этому повышается аэрация и водопроницаемость почвы. Известь увеличивает водопроницаемость почвы с 42 до 73%, почва быстрее созревает весной (В.И. Смирнов, 1968).
Агрегатный состав почвы
Плотность твердой фазы почвенных горизонтов и слоев складывается из плотностей ЭПЧ и зависит от их минералогического и химического состава.
Плотность сложения сухой почвы в почвенных горизонтах или слоях зависит от гранулометрического состава и агрегированности почв, от плотности сложения агрегатов и характера их упаковки. Это очень динамичная и вместе с тем информативная величина, так как дает представление о соотношении твердой части и пустот в почве. Поэтому ее широко используют как при почвенногенетических исследованиях, так и для агротехнической и поч-венномелиоративной оценки почв. Эта величина необходима для расчета запасов в слое почвы воды, солей, гумуса, питательных элементов.
Плотность сложения сухой почвы вниз по профилю возрастает. Это связано с давлением вышележащей толщи почвы на нижележащие слои. Иногда эта тенденция нарушается появлением слоев с повышенной или пониженной плотностью, что может быть следствием особенностей почвообразовательного процесса (68, 190).
Кислые почвы, как было показано при анализе результатов исследований, приведенных в главе I, имеют неблагоприятные физические свойства. Известкование, снижая кислотность, обогащает почву кальцием, магнием и другими веществами, оказывает положительное действие на ее физические свойства и создает благоприятные условия для роста и развития сельскохозяйственных культур (60).
В засушливых условиях Юго-Востока сложение почвы имеет большое значение в регулировании водного режима. При рыхлом сложении происходит большая потеря влаги за счет испарения, при плотном создаются неблагоприятные условия для роста и развития растений (А.А. Измаильский, 1951; В.В. Квасников, 1964; А.Г. Дояренко, 1966; А.Ф. Витер, 1979).
Исследователями установлено, что при уплотнении почвы изменяется соотношение между капиллярными и некапиллярными порами в сторону уменьшения последних, что имеет немаловажное значение в засушливых районах для уменьшения испарения влаги (В.В. Квасников, 1964). В то же время плотная почва меньше оседает, хуже впитывает влагу и требует больших тяговых усилий при обработке. Излишне плотная почва препятствует росту корневой системы, затрудняет появление всходов, имеет плохую аэрацию, уровень доступной растениям влаги резко уменьшается (И.А. Соколовская, 1968).
Пахотный слой почвы по своим технологическим свойствам неоднороден. Вследствие большого количества корней и меньшей влажности средняя его часть (10-20 см) имеет более высокую связанность, чем нижняя. На увеличение плотности указанного горизонта оказывают также уплотняющее действие предпосевные орудия и машины. Проведение полевых работ (культивации) при более спелом состоянии почвы, как это имеет место в паровом поле, подобных изменений в объемной массе пахотного слоя не вызывает.
В настоящее время принято сложение почвы выражать через объемную массу (масса почвы с ненарушенным строением).
Наблюдения, проведенные нами за изменением объемной массы, свидетельствуют, что ее величина в значительной степени зависела от дозы внесенного в почву мелиоранта (табл. 6). Поскольку поверхностный слой почвы на всех вариантах подвергался более активному воздействию механической обработки, то влияние химических мелиорантов на плотность почвы было более заметным в слое 10-30 см.
Исходная плотность почвы в слое 10-30 см в начале ротации севооборота I перед внесением мелиоранта и основной обработкой почвы на контроле и вариантах с внесением доломитовой муки не имела существенных раз-личий. Она находилась в пределах 1,23-1,26 г/см По завершении ротации севооборота после уборки ячменя плотность почвы на вариантах с внесением химических мелиорантов была заметно ниже, чем на контроле. При внесении доломитовой муки в дозе 0,25 Нг гидролитической кислотности плотность почвы в слое 10-30 см уменьшилась на 0,02 г/см3, что находится в пределах точности определений. Максимальное снижение плотности отмечено при внесении дозы 1,0 Нг.
Следовательно, внесение в качестве химического мелиоранта доломитовой муки в дозе 1,0 Нг способствовало уменьшению плотности почвы в пахотном слое. Внесение в почву доломитовой муки в более высоких дозах
(3,0 Нг) не имело преимущества перед одинарной дозой (табл. 6). Результаты наших исследований по изучению влияния химических мелиорантов на плотность почвы подтвердили ранее полученные в Л.П. Вещевым и Н.И. Дробышевым результаты в опытах, поставленных на черноземах выщелоченных (Л.П. Вещева, Н.И. Дробышева, 1976).
Влияние химических мелиорантов на состав поглощенных оснований
Принято считать, что снижение кислотности чаще всего происходит в связи с более интенсивным насыщением почвенного поглощающего комплекса основаниями (кальцием и магнием) преимущественно за счет внесения в почву химмелиорантов. А.А. Роде (1965) приводит сведения по содержанию обменных катионов в типичном и выщелоченном черноземах: обменных катионов кальция и магния в слое 0-20 см типичного чернозема по данным автора содержится соответственно 40,4-43,5 и 5,6-7,1 мг/экв. и их сумма 46,0-50,6 мг/экв. на 100 г сухой почвы. На долю кальция приходится 85-90% от суммы. В выщелоченном черноземе Кузнецкой лесостепи по данным И.С. Кауричева (1982) сумма Са и Mg в гор. А превышала 50 мг/экв. В типичном черноземе Тамбовской области сумма Са и Mg составляет 54,9 мг/экв. на 100 г почвы и степень насыщенности основаниями 92% (по ТТ.Г. Адерихину и Е.П Тиховой). Сумма кальция и магния в оподзоленном черноземе Орловской области - 39,8 мг/экв. и насыщенность основаниями 85% (С.И.Козлов, 1975).
Из изложенного следует, что выщелоченные черноземы нуждаются в дополнительном внесении кальция.
Удобрения, по всей видимости, в подкислении почв могут играть в большей степени косвенную роль: повышение урожайности увеличивает вынос кальция, а его место в ППК занимают другие катионы (М.Ф. Корнилов, 1968). Поэтому на выщелоченных черноземах удобрения рекомендуется применять в сочетании с внесением кальция. На основании длительных полевых опытов М.Ф. Корниловым (1968) предложено через каждые 4-5 лет обследовать почвы для установления необходимости повторного известкования.
Дозы известковых материалов для разных почв могут колебаться в значительных пределах в зависимости от степени их кислотности, гранулометрического состава, содержания органического вещества, биологических особенностей культур севооборота и других условий.
Анализ содержания поглощенных оснований в черноземе опытного участка свидетельствует, что насыщенность основаниями пониженная — 77,0-84,2 (табл. 9).
Исходная сумма Са и Mg на контроле по пяти севооборотам колебалась в весьма узких пределах - 32,0-34,8 мг/экв. (табл. 10). Примерно равными и близкими к контролю оказались исходные показатели на вариантах с доломитовой мукой до внесения мелиорантов: сумма оснований по севооборотам изменялась от 30,0 до 33,6 мг/экв. на 100 г почвы.
Перед закладкой опыта степень насыщенности почвы основаниями на контроле в среднем равнялась 82,6%) с колебаниями по севооборотам от 79,8 до 84,2% (табл. 9). При этом на кальций приходилось 61,9-69,2%, на магний -14,2-20,0% (табл. 11). Значительный процент в почвенном поглощающем комплексе имел водород - 3,96-8,11%.
На вариантах, где доломитовая мука вносилась в дозе 3,0 Нг, показатели степени насыщенности почвы основаниями по севооборотам изменились в пределах 92,4-94,8%. В сумме оснований на кальций приходилось 67,9-75,1%, на магний- 18,6-25,4% (табл. 11).
В то же время на контрольных вариантах, где мелиоранты не вносили, к концу ротации севооборота в почве повысилось количество магния - иа 0,3-1,2 мг/экв. (табл. 10). Некоторые изменения в содержании магния на контрольных вариантах связаны, видимо, с тем, что взамен ежегодно выносимого растениями и перешедшего в необменные формы из поверхностных слоев почвенных коллоидных частиц обменного кальция в ППК активизируется магний. Он выделяется из твердой фазы почвы, накапливается в пахотном горизонте и обнаруживается химическими анализами.
Увеличение количества обменного магния на контроле согласно К.К. Гедройцу (1955) может объясняться и тем, что "внутренние слои почвенных частиц могут становиться внешними, а такая вновь образовавшаяся поверхность может, конечно, содержать в зависимости от ее минералогического состава обменный калий и магний...". Разумеется, на этих вновь возникающих внешних поверхностях должны быть и обменные катионы кальция, но так как необменного кальция в почве меньше, чем необменных магния и калия, то обменного кальция в среднем на этих поверхностях будет меньше, чем обменных калия и магния.
После внесения в 1990-1991 гг. в почву мелиорантов вследствие вытеснения обменного водорода из почвенного поглощающего комплекса (ППК) и его замены на двухвалентные металлы, произошли заметные изменения в составе поглощенных оснований. Во всех севооборотах с внесением мелиоранта в почве увеличилось содержание обменного кальция.
При полной дозе доломитовой муки содержание кальция увеличивалось на 1,2-3,9 мг/экв. Еще больше его количество возрастало при внесении тройной дозы мелиоранта - на 1,4-5,0 мг/экв. (табл. 10).
В почве повышалось не только содержание кальция, но и магния. На вариантах с внесением доломитовой муки в полной дозе содержание магния увеличивалось до 21,9-23,3%, тройной дозы - до 18,6-25,4% (табл. 11).
Влияние химических мелиорантов и минеральных удобрений на питательный режим выщелоченного чернозема
Объективную оценку степени интенсификации земледелия, эффективности удобрений, используемых в севооборотах в сочетании с мелиорантами, дает изу
Разработка баланса питательных веществ связана с исследованиями Д.Н. Прянишникова (1963), А.В. Соколова (1968), Т.Н. Кулаковской (1970), А.В. Петербургского (1982) и др.
Одна из главных расходных статей баланса - вынос элементов питания с урожаем. Наряду с выносом, в расходную часть баланса относят также газообразные потери азота вследствие денитрификации. Анализ результатов многолетних исследований позволил М.П. Чуб (1989) сделать вывод о том, что потери азота из удобрений в севообороте составляют около 15%. Эта величина использована нами в балансовых расчетах.
Потери азота возможны и на инфильтрацию. В исследованиях Е.П. Трепачева (1985) показано, что даже в районах со значительным выпадением осадков потери азота от внесенной дозы не превышали 0,5%.
В степном Поволжье на черноземных почвах тяжелого гранулометрического состава имеет место непромывной водный режим, поэтому потери азота за пределом корнеобнтаемого слоя в балансовых расчетах нами не учитывались.
В зоне выщелоченных черноземов возможны значительные потери вследствие эрозионных процессов. По данным лаборатории защиты почв от эрозии НИИСХ Юго-Востока в Правобережье Саратовской области с гектара пашни в среднем ежегодно теряется не менее 2 кг азота, 0,6 кг Р20з и 0,6 -КгО. С увеличением крутизны склона потери элементов питания возрастают. Учитывая, что опытный участок располагался в плакорно-равнинном агро-ландшафте, поправки в потере элементов питания от водной эрозии нами не вносились.
К основным приходным статьям баланса относят внесение удобрений, поступление с семенами и осадками, азота - также еще и за счет симбиотиче-ской и несимбиотической азотофиксации.
Согласно М.П. Чуб (1989), при невысоком насыщении севооборотов пропашными культурами и удобрениями, а также при периодически повто ряющихся засухах ежегодная азотофиксация свободноживущими микроорганизмами на удобренном фоне может быть принята в размере 5 кг/га, а при среднем и максимальном насыщении севооборота удобрениями - 10 кг/га.
Некоторое количество азота поступает в почву с атмосферными осадками. По литературным данным (С.Н. Юркин, 1974) в степных районах, где выпадает от 300 до 427 мм осадков в почву поступает от 2,12 до 4,14 кг/га азота. Учитывая, что в степном Поволжье годовое количество осадков колеблется от 350 до 450 мм, для балансовых расчетов поступление азота с осадками нами принято в размере 3 кг/га в год.
Поступление элементов питания с семенным материалом зависит от состава культур в севооборотах, но в среднем с этим источником вносятся в почву 2,0 кг азота, 0,9 - Р205 и 0,5 кг К20 (С.Н. Юркин, 1974).
На основе обобщения данных географической сети опытов, П.Г. Най-дин, Й.В. Гулидова (1969), А.В. Петербургский, Д.М. Аникст (1973) установили, что размер выноса элементов питания зависит от биологических особенностей культур и величины их урожая. Он тесно связан с условиями вла-гообеспеченности, количеством и свойством удобрений,
За период исследований наиболее благоприятные условия по влаго-обеспеченности сложились в 1993 г. (количество осадков с мая по август выпало 321 мм, а ГТК= 1,7). С увеличением влага обеспеченности и повышением урожайности возрастал и вынос питательных веществ из почвы.
Вынос NPK зависит также от их содержания в растениях. Из изучаемых культур наибольшее количество азота из почвы используют на формирование единицы основной и соответствующее количество побочной продукции ячмень (34,8 кг/т), овес (32,9 кг/т) и яровая пшеница (30,2 кг/т). Озимая пшеница и просо расходуют соответственно 25,2 и 23,2 кг/т. Меньшее количество азота на формирование надземной массы потребляют кострец безостый - 12,4 кг/т (приложение 3).
В такой же последовательности располагаются указанные группы культур и по выносу фосфора: ячмень, яровая пшеница и овес расходуют на формирование 1 т продукции 15,3-16,6 кг Р2О5, озимая пшеница, просо - 7,0-14,4 кг, кострец - 2,4 кг (приложение 4).
Большое количество обменного калия используют овес, просо, ячмень -29,9-25,6 кг и кострец - 19,5 кг, меньшее - озимая пшеница и яровая пшеница: 12,3-13,6 кг/т (приложение 5).
Различия в составе культур севооборота обусловили в конечном итоге и неодинаковый баланс питательных веществ за ротацию
Баланс азота. На неудобренном фоне его поступление в почву во всех севооборотах оказалось одинаковым, поскольку учитывался приход данного элемента только с семенами и атмосферными осадками (табл. 19). Но расходные части баланса изучаемых севооборотов имели уже существенные различия. Так, на варианте без мелиорантов азота больше всего (170,2 кг/га) расходовалось в севообороте I. Наименьшим его вынос и потребление оказались в севообороте IV - 114,6 кг/га. Остальные севообороты по выносу азота занимали между ними промежуточное положение.
Однако по такому важному показателю баланса как возмещение выноса все изучаемые севообороты не имели серьезных различий: без использования мелиорантов возмещение выноса азота на неудобренном фоне находилось в пределах 17,6-26,1%.
Химические мелиоранты, внесенные в изучаемых севооборотах, способствовали лучшему развитию и росту растений. Соответственно это привело и к росту выноса азота с биомассой растений. Как видно из табл. 19, на делянках с химическими мелиорантами вынос азота по сравнению с неудобренным контролем возрос от 16 (севооборот II) до 57 (севооборот I) кг/га за ротацию. Увеличение выноса азота при его неизменившейся приходной части существенно снизило показатель возмещения выноса до 13,1% (севооборот I) - 21,9% (севооборот IV).
