Содержание к диссертации
Введение
1. Литературный обзор
1.1 Уровень потенциального и эффективного плодородия дерново-подзолистых почв Центрального Нечерноземья
1.2 Сапропель и возможность его использования в качестве удобрений дерново-подзолистых почвах
1.3 Классификация сапропелей
1.4 Запасы сапропелей России
1.5 Технологии добычи сапропелей
1.6 Сапропель и производимые на его основе удобрения
1.7 Влияние сапропеля и производимых на его основе удобрений на повышение плодородия почв и урожайность сельскохозяйственных культур
2. Объекты, методика и условия проведения исследований
2.1 Характеристика объектов исследования. Схема закладки опытов
2.2 Методика исследований
2.3 Метеорологические условия в годы проведения опытов
3. Влияние сапропеля на режим органического вещества дерново-подзолистой почвы
3.1 Влияние видов и доз сапропеля на содержание органического вещества дерново-подзолистых почв
3.2 Изменение состава органического вещества почвы под влиянием различных видов и доз сапропеля
3.3 Баланс органического вещества в пахотном слое дерново-подзолистых почв при внесении различных видов и доз сапропеля
4. Влияние сапропеля на изменение питательного режима дерново-подзолистых почв
4.1 Динамика содержания азота
4.2 Динамика фосфора
4.3 Динамика калия
5. Изменение физических свойств дерново-подзолистых почв под влиянием различных видов и доз сапропеля
5.1 Влияние видов и доз сапропеля на агрегатный состав почвы
5.2 Влияние видов и доз сапропеля на плотность почвы
6. Влияние различных видов и доз сапропеля на урожайность культур в звеньях зернотравяного сево оборота и их окупаемость прибавкой урожая
6.1 Влияние видов и доз сапропеля на урожайность полевых культур
6.2 Окупаемость питательных веществ органических удобрений полученной прибавкой урожая
6.3 Энергетическая оценка применения разных видов и доз органических удобрений
Выводы и предложения 129
Список использованной литературы 133
Приложения 158
- Сапропель и возможность его использования в качестве удобрений дерново-подзолистых почвах
- Метеорологические условия в годы проведения опытов
- Изменение состава органического вещества почвы под влиянием различных видов и доз сапропеля
- Влияние видов и доз сапропеля на плотность почвы
Введение к работе
Экономический кризис, охвативший сельское хозяйство России, заставляет искать новые подходы в работе с землёй, использовать все имеющиеся резервы для повышения плодородия почв.
В настоящие время в Центральном Нечерноземье РФ в пахотных почвах наблюдается снижение содержание гумуса и подвижных форм элементов питания растений, ухудшение их физических показателей, четко проявляется тенденция к подкислению. Эти негативные моменты в основном связаны с резким снижением вносимых в почву органических и минеральных удобрений, средств химической мелиорации почв. Каждый гектар пашни для обеспечения бездефицитного баланса гумуса требует ежегодно, по различным данным, от 8 до 12 тонн органических удобрений. Установлены нормы внесения данных удобрений, обеспечивающие бездефицитный баланс гумуса в почве. Для большинства областей ЦР НЗ РФ они составляют примерно 10-12 т на 1 га пашни. Однако, в связи со снижением урожайности за последние годы, и меньшим использованием почвенного плодородия, бездефицитный баланс перегноя в почве достигается при насыщении пашни органическими удобрениями в пределах 8-9 т/га.
По данным статистической службы в России внесение органических удобрений не растет и составляет ежегодно 420-450 млн. тонн, или 3,6-4,0 т/га пашни, а это лишь 30-40 % от научно обоснованной нормы. По расчетам ВНИПТИХИМ, из 70 областей России только 37 имеют достаточные ресурсы органических удобрений, 5 среднеобеспеченные и 28 необеспеченные (это в равной мере относится к НЗ России). В результате падает продуктивность почв, уменьшается общий выход растениеводческой продукции.
В сложившихся экономических условиях рассчитывать на увеличение объемов получаемого от скота навоза не приходится. В то же время Централь-ное Нечерноземье обладает огромными ресурсами сапропеля — около 10 млрд. м .
Сапропель - вещество биогенного происхождения, образующееся главным образом, за счет живущих в воде животных и растительных организмов при активном воздействии микроорганизмов. Являясь своего рода геохимическим барьером и аккумулятором растворенных минеральных веществ, его отложения накапливают значительное количество ценных биоэлементов и некоторых редких элементов. Залежи сапропеля на территории региона распространены практически повсеместно, и могут быть реальным источником увеличения производства органических удобрений. Многие озера уже сейчас на 70-95% заполнены сапропелями, что создает серьезные трудности для сохранения водоемов. В зависимости от количества и качества содержащейся золы, сапропели могут использоваться для приготовления органических, органо-минеральных и известковых удобрений, служить основой для приготовления удобрений в смеси с различными отходами, минеральными удобрениями, применяться для мелиорации малоплодородных земель. Эффективность удобрений повышается при совместном внесении сапропеля с навозом в виде компостов. При использовании сапропелей в народном хозяйстве решается и экологическая проблема озер.
Экспериментальных данных по действию сапропелевых удобрений на основные свойства дерново-подзолистых почв, равно как и на урожай сельскохозяйственных культур в условиях Центрального района НЗ России явно недостаточно, они носят отрывочный характер.
Одновременно, добыче и применению сапропелей на удобрение должны предшествовать: детальное изучение их состава, свойств и оценка агро-экологической эффективности использования сапропелей на удобрения в зависимости от их качественных параметров, свойств почв, разнообразия сельскохозяйственных культур и севооборотов.
Цель и задачи исследований:
Целью настоящей работы было изучение влияния различных видов и доз сапропелеи на гумусовый и питательный режим дерново-подзолистой супесчаной почвы, её агрофизические показатели, выявление их действия на продуктивность зернотравяного звена севооборота и дать оценку целесообразности применения в современном земледелии. В задачи исследований входило:
определить химический состав сапропелеи и сравнить его с традиционным навозом;
выявить сравнительное влияние различных видов и доз сапропеля и его сочетаний с другими удобрениями на содержание и состав гумуса пахотного горизонта исследуемой почвы;
определить уровень питательного режима по вариантам опыта;
изучить изменение структурного состояния почвы под влиянием различных видов и доз внесенных сапропелеи в почву;
исследовать изменение плотности почвы по вариантам опыта;
установить действие исследуемых факторов на урожайность звена зернотравяного севооборота;
рассчитать энергетическую эффективность применения исследуемых видов и доз сапропелеи на дерново-подзолистой супесчаной почве.
Актуальность работы. Основным фактором, сдерживающим рост урожаев в Центральном районе Нечерноземной зоны России, является низкий уровень плодородия дерново-подзолистых почв. Это заставляет искать и использовать все возможные способы его поддержания и дальнейшего воспроизводства. Общепризнано, что примерно половина минерализуемого в почвах Нечерноземной зоны гумуса восстанавливалась за счет применения традиционных органических удобрений, прежде всего навоза, но и его с каждым годом становится все меньше, тогда как запасы сапропеля в Тверской области оценивается в 4 млрд. м .
Данная работа позволяет изучить возможности широкомасштабного использования сапропеля в качестве удобрения на дерново-подзолистых почвах с целью повышения их плодородия, получения достаточно высоких урожаев полевых культур с хорошим качеством продукции.
Научная новизна. Впервые в условиях северной части Центрального Нечерноземья проведено изучение влияния органического и минерального сапропелей, их сочетаний с навозом на продуктивность зернотравяного звена севооборота, потенциальное и эффективное плодородие дерново-подзолистой супесчаной почвы. Дано теоретическое обоснование удобрительных свойств сапропелей.
Теоретическое значение. Основные положения диссертации позволя
ют выявить процессы трансформации разных видов сапропелей и смеси с на
возом. Это позволяет разработать методологию по наиболее эффективному
использованию сапропелей для воспроизводства плодородия почв Централь
ного Нечерноземья РФ. ;
Практическое применение. Заключается в разработке рекомендаций по применению сапропелевых удобрений. Установленные в процессе исследований количественные показатели изменений содержания и состава органического вещества, физико-химических свойств дерново-подзолистой почвы под влиянием разных видов и доз сапропелей, их сочетания с навозом и оказываемое ими влияние на продуктивность зернотравяных звеньев севооборота, позволяют рекомендовать производству конкретные дозы и виды их применения с учетом разновидностей почв и энергетической эффективности.
Апробация. Результаты исследований доложены и обсуждены на научно-практических конференциях в Тверской государственной сельскохозяйственной академии в 2006-2008 гг.. По теме диссертации опубликовано шесть печатных работ, в том числе одна в издании, рекомендуемом ВАК РФ («Агрохимический вестник»)
Основные положения выносимые на защиту.
- сравнительное влияние различных видов и доз сапропелей на режим
органического вещества, динамику подвижных форм азота, фосфора и калия
в дерново-подзолистых почвах;
улучшение физических свойств дерново-подзолистых почв под влиянием различных видов и доз вносимых сапропелей;
повышенная окупаемость питательных веществ и единицы физической массы органического сапропеля прибавкой урожая, полученной в зернотравяном звене севооборота на дерново-подзолистой супесчаной почве;
- использование дополнительного количества биологической энергии в
урожае за счет более эффективного применения сапропелей в земледелии.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 132 страницах и состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений производству,
приложений. Список литературы включает 265 наименований, в том числе
иностранных авторов.
Работа выполнялась на кафедре агрохимии, почвоведения и агроэкологии Тверской сельскохозяйственной академии в 2006-2008 г.г.
Автор приносит свою искреннюю благодарность всем сотрудникам кафедры агрохимии, почвоведения и агроэкологии, оказавшим помощь в проведении полевых исследований. Особую благодарность автор выражает научному руководителю, доктору сельскохозяйственных наук, профессору И.Н. Барановскому.
1.ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
Сапропель и возможность его использования в качестве удобрений дерново-подзолистых почвах
Основную часть фонда пахотных земель Нечерноземной зоны РФ со- ставляют дерново-подзолистые почвы, которые в силу своего генезиса имеют низкое естественное плодородие. Традиционно для улучшения их свойств с целью повышения содержания гумуса, применяются органические удобрения. Оптимальное количество перегноя, применительно к отдельным разновидностям почв является надежной основой для получения высоких- и устойчивых по годам урожаев. Увеличение объемов применения органических удобрений только за счет навоза в настоящее время не осуществимо, поэтому необходимо мобилизовать и рационально использовать все имеющиеся ресурсы органического сырья (231).
Существенным резервом расширения производства органических удобрений являются природные отложения водоемов — сапропели, представляющие собой сложные органо-минеральные комплексы веществ, которые образовались в результате биохимических, микробиологических и механических процессов из остатков отмирающих растительных и животных организмов и приносимых в водоемы водой и ветром органических и минеральных примесей (39,108,111,125,151).
В результате сложных физических, химических и биологических процессов сапропель оказывается обогащенным помимо собственно органического вещества практически всеми необходимыми компонентами минерального питания растений (азот, фосфор, калий, кальций, магний), а также микроэлементы (медь, кобальт, бор, марганец, цинк, йод, бром). При внесении сапропеля значительно повышается урожай сельскохозяйственных культур, улучшаются агрохимические и водно-физические свойства почв (71,144,231).
По мнению ряда ученых (Кирейчевой Л.В. (96), Хохловой О.Б. (97), Лопатко М.З. (142), Курмышевой Н.А. (119) и др.) проводивших исследования по применению сапропелей, использование его на удобрение является не только средством непосредственного обеспечения культурных растений питательными веществами, но и важным фактором повышения почвенного плодородия, путем обогащения почвы органическими веществами, увеличением запасов питательных веществ и улучшением водно-физических свойств пахотного слоя (82,118,119,123,142,145,169,174).
Прежде чем перейти к рассмотрению практического применения сапропеля, необходимо остановится на его основных свойствах, которыми главным образом, и определяется возможность его использования в сельском хозяйстве.
Состав и свойства озерных отложений связаны с естественно-географическими условиями региона: климатическими, геологическими, геоморфологическими, гидрологическими, характером растительности и хозяйственной деятельностью человека (120).
Внешне сапропель имеет вид желеобразной однородной массы, с консистенцией близкой к сметанообразной, с постепенным уплотнением с увеличением глубины отложения. На консистенцию сапропеля сильно влияют минеральные примеси, присутствующие нередко в значительном количестве и придающие ему характер глинистых, песчаных, известковых образований и др.
На формирование сапропелей оказывает влияние проточность водоемов. Наличие протоков, несущих взвешенные минеральные частицы существенно увеличивает зольность и мощность отложений. Небольшие зарастающие непроточные озера имеют обычно низкое количество зольных отложений и невысокий годичный прирост. Средний годичный прирост отложений для небольших озер без протоков составляет около 1 мм, в таких же озерах, но с протоками в пределах 3,5 мм, в больших озерах с многочисленными протоками- 6,5 мм. Жизнь водоемов в нашей зоне активизируется в теплое время года и затухает зимой, в связи, с чем осадки сапропеля имеют характер годичных наслоений. Летом откладываются слои с высоким содержанием органического вещества, зимой, преимущественно, обогащенные минеральными соединениями. Во многих сапропелевых месторождениях годичные слои хорошо различаются (177,231).
Окраска сапропелей очень разнообразная, что свидетельствует о не одинаковом их составе. Так, оливковый цвет свидетельствует о присутствии хлорофилла, розовый о наличии каротина или марганца, голубоватый - вивианита, черный- железа, серый- глины или извести, вынутый из залежи сапропель на воздухе быстро окисляется и теряет естественную окраску. Содержание воды в сапропелях естественного залегания может достигать 97%, при этом его влажность тем выше, чем больше содержится органического вещества. При извлечении из воды скорость водоотдачи сапропелей проходит довольно интенсивно до достижения порядка 60% влажности. После этого предела сапропели сохнут с большим трудом. Высохший сапропель вновь не намокает даже в размолотом состоянии. Исключение составляют лишь некоторые разновидности минерализованных сапропелей, которые при высыхании становятся рыхлыми и легко намокают. Влажные сапропели при их промораживании не твердеют, а становятся рыхлыми.
Высокая водоудерживающая и низкая фильтрационная способность сапропеля способствует улучшению водно-физических свойств легких почв. Обладая клеящей способностью, сапропель, взаимодействуя с почвой, улуч шает ее структуру, придает ей комковатость, рыхлость, увеличивает воздухопроницаемость (22,39,41).
Разнообразие растительного и животного мира озер, богатое минеральное питание определяют особенности свойств и химического состава сапро-пелей. Такие микроэлементы, как кремний, кальций, железо, алюминий присутствуют в них в самых различных соотношениях (табл. 1) (39,141).
Метеорологические условия в годы проведения опытов
Поле, на котором был заложен опыт, располагалось в непосредственной близости от г. Твери, поэтому метеорологические условия оказывающие влияние на трансформацию удобрений, рост и развитие растений в опытах, совпадают с данными Тверской метеостанции.
Климат области формируется под воздействием влажных и прохладных Атлантических вхождений, сухих и жарких воздушных потоков Средней Азии и Казахстана, вторичных волн холода из Арктики, однако преобладающей воздушной масой над Тверской областью является континентальный воздух умеренных широт (61,211)
По обеспеченности теплом южно-таежная подзона таежно-лесной зоны, в которой располагается Тверская область, характеризуется как умеренно-прохладная. Многолетняя среднегодовая температура воздуха составляет 3,3 С. Среднемесячная температура самого холодного месяца в году - января т. 10,4 С, самого жаркого - июля +17,3 С. Среднемесячная температура находится ниже нуля на протяжении пяти месяцев (ноябрь - март), что обусловливает среднюю продолжительность безморозного периода 190-220 дней. Температура выше +10 С отмечается на протяжении 140 дней. Наиболее часто сумма активных температур в течение года оценивается в пределах 1700-1950 С.
Вегетационный период большинства сельскохозяйственных растений начинается с момента перехода среднесуточной температуры через порог в +5 С, что, как правило, отмечается в третьей декаде апреля. Окончание периода вегетации наблюдается в середине октября. Но наиболее благоприятный период для возделывания культурных растений начинается не ранее 5-10 мая, когда среднесуточная температура превышает +10 С и длится до середины сентября.
Дата перехода среднесуточной температуры через ноль градусов происходит в период 1-7 апреля, означает период наступления синоптической весны и активного таяния снегов. Последняя волна возвратных холодов наблюдается в период с 18 до 26 мая и вероятность более поздних заморозков очень мала.
Пик температур летом в редких случаях может достигать 34-35 С, чаще температура не переходит порог в 32-33 С. В зимний период, особенно в январе, заморозки могут опускаться до -45 С, хотя это бывает крайне редко [140]. В основном охлаждение воздушной массы зимой не переходит отметку, -27...-32 С.
Температурный режим, в соответствии с приведенными данными, можно охарактеризовать как достаточно мягкий, без резких перепадов тем- ператур в течение всего года. Наибольший перепад температур отмечается в весенне-осенний период.
Область расположена на пути прохождения влажных атлантических и сухих арктических циклонов. При столкновении этих воздушных масс и происходит выпадение осадков, к которым прибавляются осадки конвективного происхождения, причем их основная масса (до 70%) приходится на вегетационный период. Количество выпадающих осадков несколько превышает их испарение (на 30%), что определяет избыточное увлажнение почвенного профиля. В соответствии с этим, коэффициент увлажнения почв может колебаться в пределах 1,1-1,4.
В период с ноября по апрель месячные суммы осадков меняются незначительно и составляют 35-45 мм. В мае количество осадішв резко возрастает и в июле достигает максимума в 80-90 мм. Это происходит в результате увеличения испаре ния: испарившаяся влага с восходящими токами воздуха поднимается до уровня конденсации и образует кучево- дождевые облака. Из них выпадают ливневого характера осадки.
Из всей суммы осадков 70 % выпадает в жидком виде (дождь, морось), 18 % в твёрдом (снег, град, снежная и ледяная крупа), 12% - в смешанном виде (мокрый снег, дождь со снегом), большая их часть приходится на вегетационный период (70-75%).
Количество выпадающих осадков в отдельные годы может существенно отличаться от средних показателей. Так повторяемость влажных и избыточно влажных лет составляет 37-25%, а годов в которых чётко проявляются периоды с недостаточной влажностью - 30%.
Снежный покров держится 150-160 дней и достигает 0,4-0,6 м высоты, хотя необходимо отметить, что в отдельные годы высота его способна составлять всего 0,1 м. Таяние снега начинается с середины марта, а устойчивый снежный покров устанавливается в последней декаде ноября.
Влажность воздуха в Тверской области довольно высока на протяжении всего года и в среднем составляет 80 %.
Исследования 2006-2008 гг. проводились в характерных для Тверской области климатических условиях. Считается, что благоприятный для роста и развития культурных растений вегетационный период в зоне выпадает один раз в четыре года, а в остальные три наблюдается либо частичная засуха, или избыточное увлажнение.
Среднемесячные показатели температуры и количества выпавших за вегетационные периоды осадков показаны в приложении и на рис.4
Изменение состава органического вещества почвы под влиянием различных видов и доз сапропеля
По доминирующему типу гумусовых веществ Л.Н. Александрова (4) выделяет четыре градации с различным отношением содержания углерода гуминовых кислот к содержанию углерода фульвокислот: фульватный тип - 0,6; гуматно-фульватный - 0,6—0,8; фульватно-гуматный - 0,8—1,2; гумат-ный - 1,2. Аналогичную группировку с несколько иными величинами предложил Орлов (183,184).
Состав гумуса пахотного слоя дерново-подзолистых почв различного гранулометрического состава в большинстве случаев фульватный. Основными причинами, обусловливающими неудовлетворительное состояние гумусового режима, количества и состава гумуса, являются: недостаточное количество исходных гумусообразователей, обедненность пахотного слоя высокодисперсными глинистыми минералами, кислая реакция, небольшое количество обменного кальция и неблагоприятный для гумификации органических остатков биоклиматический режим (4). Органические удобрения, вносимые в пахотный слой дерново-подзолистых почв, изменяют групповой состав гумуса, но не столь существенно и лишь в почвах, систематически получающих высокие дозы органических удобрений (30—40 т/га ежегодно). Только при таких условиях можно наблюдать высокое содержание в пахотных почвах гумуса и относительно благоприятный (фульватно-гуматный) его состав (69).
Что касается действия сапропелей на режим органического вещества дерново-подзолистых почвах, то этим вопросам до последнего времени уделяется недостаточное внимание о чем свидетельствуют не слишком большая научная литература.
Поэтому одной из задач наших исследований было изучение группового и фракционного состава органического вещества дерново-подзолистой почвы на фоне сравнительного влияния различных видов, доз сапропеля и навоза.
При исследовании почв опытного участка нами использован метод И.В. Тюрина (2,220), в соответствии с которым устанавливали количественное содержание гуминовых кислот (ГК), фульвокислот (ФК), соединений не-гидролизуемого остатка. Группы ГК и ФК разделяли на фракции, что позволяло судить о прочности связи гумусовых соединений с минеральной частью почвы и о степени их подвижности.
Данные о влиянии сапропелей на состав органического вещества почвы приведен в таблице 10. Исходный состав перегноя супесчаной почвы имел гуматно-фульватный тип, отношение ГК : ФК составило 0,88. Доля агрессивной фракции ФК составляла 8,5 %, на негидролизуемый остаток приходилось 21,4%.
Состав органического вещества на контрольных делянках за годы проведения исследований изменился незначительно, сохраняя исходный тип. При этом содержание гуминовых кислот приобрело тенденцию к их снижению, а негидролизуемого остатка к некоторому возрастанию, отношение ГК : ФК сузилось с 0,88 до 0,86.
Поскольку сами удобрения имеют неодинаковый состав органического вещества (приложение 1), то и оказываемое ими влияние на состав перегноя оказалось не одинаковым. В первый год трансформации органических субстратов в почве произошло существенное улучшение содержания органического вещества, в основном за счет увеличения количества гуминовых кислот (ГК). Более заметное возрастание их количества наблюдалось в почве вариантов с сапропелем органическим в дозах 40 и 80 т/га, а также при совместном внесении его с навозом в дозах по 40 т/га. Содержание ГК на этих вариантах достигло 39,9 - 40,8 %, тогда как на контроле они составляли 36,9 %.
При рассмотрении общего изменения содержания ГК немаловажным показателем является и динамика отдельных их фракций. По нашим данным в составе фракций ГК увеличение коснулось преимущественно фракции 1, так называемой свободной, или слабо связанной с минеральной частью почвы. Более заметное увеличение этой фракции имело место в вариантах с внесением органического сапропеля в смеси с навозом по 40 т/га (на его фоне она составила 19,4%) и, в меньшей степени, это наблюдалось на фоне сапропеля минерального (16,2 %). Остальные фракции гуминовых кислот имели не столь заметные изменения. Превышение третьей фракции над второй свидетельствует о наличии в почве большого количества устойчивых полуторных окислов, главным образом Fe, А1 и недостатком Са.
В меньшей степени внесенные удобрения вызвали изменение количества фульвокислот. Одинаковым накопление этой части гумусовых соединений отмечалось на вариантах с сапропелем минеральным 40 т/га и навозом в дозе 40 т/га, составив 41,6 %.
По динамике отдельных фракций ФК можно заметить, что это в основном коснулось фракции 2, где произошло ее возрастание, а фракция 3 на ряде вариантов имела тенденцию к снижению.
Как видно, улучшение состава органического вещества почв с удобрениями произошло преимущественно за счет возрастания ГК фракции 1.
Произошедшие изменения в содержании ГК и ФК в почве с органическими субстратами привели к установлению нового соотношения между ними, которое на большинстве вариантов расширилось с 0,88 на контроле, до 0,89-1,18 % на удобренных вариантах.
Во второй год действия удобрений (2007), на ряде вариантов выявлено снижение содержания гуминовых и фульвокислот в среднем на 0,2 — 1,7 %. Однако на некоторых вариантах было отмечено увеличение их содержания по сравнению с 2006 годом. Дополнительное образование гуминовых кислот в год последействия органических субстратов установлено на вариантах с сапропелем органическим и минеральным в дозах по 80 т/га. Эти же варианты обеспечили незначительный прирост и фульватной части гумуса, соответственно на 0,6 и 2%, это свидетельствует о их невысокой микробиологической активности на первом этапе трансформации сапропеля в почве.
Возрастание в составе органического вещества группы гуминовых кислот при использовании сапропелей в дозах от 50 т/га и выше отмечено исследователями (70,121,146,153).
В конечном итоге к концу вегетационного периода 2007 г. отношение гуминовых и фульвокислот снизилось на 0,01-0,10 %. Наибольшее значение этого показателя, как и в первый год трансформации, было отмечено на вариантах с органическим сапропелем в чистом виде 80 т/га, и в смеси с навозом по 40 т/га. В 2006 г. в почве с ними отношение ГК/ФК составило 1,18-1,12, а в 2007 г. 1,10-1,02.
Влияние видов и доз сапропеля на плотность почвы
Плотность почвы определяет соотношение твердой, жидкой и газообразной фаз и влияет на все другие водно-физические свойства, особенно на водный, воздушный и тепловой режимы. Уплотнение почвы ведет к уменьшению ее общей и дифференциальной пористости, к снижению в 2 и более раза нитрификационной способности, уменьшению потребления растениями фосфорных удобрений (83,154).
Причем растения одинаково плохо реагируют как на очень плотные, так и на рыхлые почвы. В излишне уплотненных чаще, чем в рыхлых, нарушается воздухо- и газообмен, повышается содержание недоступной влаги, а для усвояемой — практически не остается места. Чрезмерно рыхлая почва не способна удерживать влагу, в ней нет необходимого контакта почвенных частиц с прорастающими семенами а в дальнейшем — и с корневой системой растений. При плотности почвы 1,3 г/см за сутки испаряется 2,37 мм воды, а при плотности 0,9 г/см - 2,07 мм, или на 13% меньше.
Таким образом, для нормального роста и развития растений нужен определенный уровень плотности почвы, хотя и неодинаковый для различных типов ее и культур
Ввиду того, что плотность почвы во многом зависит от соотношения первичных гранулометрических элементов, содержания микро- и макроэлементов, некоторые авторы (128,129) считают, что нет единого оптимального значения данной величины. Наряду с этим мнением, ряд исследователей (28,85) приводят следующие значения оптимальной плотности: для песчаных и супесчаных почв - 1,3 - 1,5 г/см , для легкосуглинистых - 1,1—1,4 г/см , суглинистых и глинистых— 1,0 — 1,3 г/см . Для большинства сельскохозяйственных культур оптимальная плотность почвы находится в пределах 1,1 — 1,35 г/см . Под воздействием ходовых систем техники, она повышается до критических величин 1,4 - 1,6 г/см и более. В результате увеличения плот-ности сложения дерново-подзолистых почв на 0,1 г/см выше оптимума снижается урожай зерновых культур на 0,6 ц/га.
А.Г. Бондарев и ряд других исследователей (35,164,214) отмечают важное значение органических удобрений в восстановлении оптимального показателя плотности почвы. По данным Г.Н. Городнего (56), отказ от использования органических удобрений ведет к ежегодному увеличению этого показателя на 4-5%, тогда как их запашка способствуют снижению плотности на 8-10%.
В полевом опыте нами исследовалось влияние различных видов и доз сапропелей на плотность почвы в динамике, в зависимости от года действия удобрений, а также в течение каждого вегетационного периода. Все основные приемы обработки почвы (заделывание удобрений в почву, проведении вспашки, рыхление, посев) проводились вручную. При этом мы стремились имитировать работу используемой сельскохозяйственной техники. На протяжении всех сроков определения плотности наблюдалось изменение данной величины на всех вариантах опыта. Динамика плотности в течение вегетационного периода имеет определенную закономерность: осенью почти на всех вариантах опыта происходило разуплотнение пахотного горизонта. Это связано с развитием корневой системы возделываемых культур и некоторым повышением влажности почвы.
Полученные нами данные о влиянии органических удобрений на плотность дерново-подзолистой почвы представлены в таблицах 18, 19, 20.
Они свидетельствуют, что все виды и дозы их оказывают некоторые разуплотняющее влияние на корнеобитаемый слой супесчаной почвы.
Начиная с первого года трансформации удобрений, наибольшее разуплотняющее действие на пахотный слой супесчаной почвы оказали сапропель органический в дозе 80 т/га и смесь его с навозом в дозах по 40 т/га, где среднесезонная плотность была соответственно 1,33 и 1,35 г/см3. По сравне-нию с контролем (1,43 г/см ) снижение составило 7,5 %.
Как и следовало ожидать, минимальная плотность выявлена в верхнем 0-10 см слое, по сравнению с нижележащим (10-20 см).
В течение вегетационного периода 2006 года на опыте возделывалась озимая рожь, поэтому начиная с осени и вплоть до уборки культуры почва не рыхлилась. Это в значительной степени сказалось на плотности, где она была выше по сравнению с другими годами определения.
В первый год последействия органических субстратов (2007 г.), когда опытный участок был занят ячменем и почва весной подвергалась культивации плотность, почвы на всех вариантах оказалась ниже предыдущего года. На фоне органических удобрений ее значение оказалось ниже контрольного варианта на 0,05 - 0,14 г/см3, или на 3,8 — 10,7 %. В сравнительном.отношении это в наибольшей степени проявлялось на делянках с сапропелем органическим 80 т/га - 1,17г/см3. Делянки с сапропелем органическим 40 т/га и смеси его с навозом по 20 т/га имели одинаковую плотность, составив 1,22 г/см , что на 0,09 г/см ниже контрольных делянок.
