Geum.ru

Гумусное состояние дерново-подзолистых почв предуралья при различном землепользовании и длительном применении удобрений и извести

Вид материалаАвтореферат
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


Распределение органического углерода и азота по профилю почвы резко убывающее. Основные запасы гумуса сосредоточены в пахотном горизонте и максимальны в залежной почве (57.7 т/га). Минимальными запасами в слое 0-20 см характеризуется почва бессменного чистого пара -35.5 т/га ( рис. 2). Однако запасы гумуса в метровом слое почвы севооборота с высоким насыщением бобовыми 42.8%, N60Р60К60 и типичного севооборота (навоз +N60Р60К60) выше, чем в залежной почве и составляют соответственно 151.8 и 153, 2 т/га.




Запасы азота низкие (в слое 0-20 см < 4 т/га, в слое 0-100 см < 10 т/га). Наиболее насыщена азотом почва типичного севооборота, содержание которого в слое 0-20 см и в слое 0-100 см составило 3.46 и 9.51 т/га, соответственно. Обеднена азотом почва бессменного чистого пара, где в слое 0-20 см содержится 1.52 т/га, а в слое 0-100 см - 6.62 т/га.

В агрохимической науке показатель С/N характеризует обогащенность почвы азотом и используется как вектор трансформации гумуса. Наиболее широкое отношение C/N равное 13.7 определено для почвы бессменного чистого пара. Возделывание монокультуры, введение севооборотов, применение минеральных удобрений и навоза способствовало сужению отношения С/N.

В опыте 2 проведение известкования по 1.0 г.к. при закладке опыта и повторного по 0.5 г.к. после первой ротации способствовало снижению почвенной кислотности верхнего 0-40 см слоя дерново-подзолистой почвы с рН 4.6 при закладке опыта до рНКСl 5.2-5.4. Внесение извести не привело к накоплению обменного кальция в пахотном слое почвы. Этот элемент концентрируется на глубине 40-100 см, где его содержится в 1.5 раза больше. Невысокое содержание кальция и магния в верхних горизонтах связано, скорее всего, с выносом этих элементов из корнеобитаемого слоя культурными растениями и выщелачиванием в нижние горизонты вследствие промывного водного режима. Известкование отдельно и в сочетании с минеральными удобрениями оказано существенное воздействие на формирование профиля почвы. Содержание углерода на вариантах с внесением извести в пахотном горизонте варьирует в интервале 1.35-1.64%С при 1.27% С - на контроле и 1.36% С - по фону 2NPK. В подпахотном горизонте известкованной почвы содержится - 1.14-1.32% С по сравнению с 0.97% на контроле и 1.03% на варианте 2NPK. Влияние извести на распределении углерода в глубинных горизонтах не выявлено. Органопрофиль сохраняется типичным для дерново-подзолистых почв.

Максимальными запасами гумуса в метровом слое характеризуется почва, известкованная повторно по фону 2NPK (187.9 т/га) (рис. 3).



Основная масса азота, как и углерода, концентрируется на глубине 0-40 см, затем его запасы резко убывают. Минимум приходится на почву контрольного варианта, где в пахотном слое содержится 3.40 т/га, а в метровом – 8.02 т/га азота. Известкование почвы, особенно повторное по фону 2NPK способствовало увеличению его запасов в слое 0-100 см до 12.63 т/га.

В опыте 3 распределение органического углерода по профилю исследуемой почвы резко убывающее. Максимальные запасы гумуса определены на вариантах: Навоз 20 т/га в год и Навоз 20 т/га +NPK, экв. 20 т/га навоза, где их количество в слое 0-20 см составило 64.1 и 65.0 т/га соответственно, что на 32-34% больше, чем в пахотном слое неудобряемой почвы. Подпахотный горизонт почвы этих вариантов также характеризуется наибольшим содержанием гумуса 60.9-61.4 т/га. Длительное применение минеральной системы удобрения слабо повлияло на запасы гумуса, в слое 0-20 см отмечено его увеличение на 5.5 т/га, а в слое 20-40 см - на 2.5 т/га относительно контроля (рис.4).




Основные запасы азота также сосредоточены в верхнем 0-40 см слое почвы, далее вглубь по профилю они значительно уменьшаются. Максимальное их количество находится в слое 0-20 см и варьирует в интервале 2.55-4.12 т/га, минимальное – в слое 80-100 см (0.20-0.40 т/га).

По шкале, предложенной Л.А.Гришиной и Д.С.Орловым, обогащенность гумуса исследуемой почвы азотом средняя. Почва контрольного варианта характеризуется наиболее низким содержанием азота, соотношение С/N в слое 0-20 см равно 11.0. Применение минеральных и органических удобрений отдельно и совместно привело к некоторому сужению отношения С/N, которое на варианте навоз 20 т/га + NРК в эквивалентных количествах равно 9.2 и свидетельствует о более высокой обогащенности гумуса азотом.

Исследования, проведенные в трех длительных полевых опытах показали, что принципиальных различий в характере формирования профиля дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы в зависимости от различных агроприемов не установлено. Органопрофиль сохраняется типичным для дерново-подзолистых почв.


1.3. Влияние приемов землепользования и систем удобрения на

содержание инертных и активных компонентов в составе гумуса


В соответствии с современными представлениями (К.В.Дьяконова, М.Кёршенс, Р. Тейт, Л.К.Шевцова, Б.М.Когут) почвенный гумус состоит из двух основных пулов: лабильного (трансформируемого) и устойчивого (инертного), роль которых в почвенном плодородии неодинакова.

Трансформируемая (активная) часть гумуса служит наиболее доступным источником питания растений, определяет биологическую активность и другие агрохимические свойства почв и заметно изменяется под влиянием различных агротехнических приемов. Активная часть гумуса участвует в круговороте углерода и др. элементов, формирует основные функции органического вещества и определяет эффективное плодородие почвы. Инертный гумус является своеобразным «органическим скелетом» почвы. По определению М.Кёршенса, эта часть гумуса термодинамически и биологически наиболее устойчива и отражает генетические особенности почв. Выявлено влияние гранулометрического состава, в частности содержания физической глины, на содержание инертного гумуса. При длительном экстенсивном использовании почвы активная часть гумуса может пополняться за счет инертной, что вызывает деградацию почв. Пул так называемого инертного гумуса учеными почвенного института им. В.В.Докучаева и Германии отождествляется с величиной минимального содержания гумуса. Таким образом, общее содержание гумуса в почве, выраженное через углерод, можно представить формулой: Собщ.= Сmin + Сtrans .

По данным наших исследований, выполненных на базе длительного стационарного опыта 1 Пермского НИИСХ на делянке с бессменным чистым паром (таблица 5),уровень гумусированности почвы составляет 1.34±0.1% или 0.78±0.01% С.Этот уровень гумуса можно условно принять за минимальный для дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почв Предуралья.

Данные таблицы 5 указывают, что наиболее богато активными компонентами органическое вещество залежи. Содержание Сtrans в ней составило 0.48% С, что превышает оптимальный уровень содержания трансформируемого углерода для почв Германии, который составляет 0.30% С. По мнению ученых Германии, такой уровень активного пула гумуса позволяет обеспечить растения и микроорганизмы необходимыми элементами питания, прежде всего азотом. Почва с таким уровнем содержания Сtrans характеризуется высокой продуктивностью и благоприятными экологическими параметрами.

На варианте бессменный ячмень, без удобрений определено минимальное количество активных компонентов гумуса, равное 0.11%. С. В почве типичного севооборота при внесении навоза в паровом поле величина Сtrans составила 0.33-0.38%, а в почве севооборота с высоким насыщением бобовыми культурами - 0.24 –0.32% С.

Л.С.Травникова и коллеги полагают, что достаточным для получения максимального урожая может считаться такой уровень Сtrans, который соответствует естественной или залежной почве. В опыте 1 высокая продуктивность пашни (3700-3720 к.ед.) соответствует содержанию трансформируемого углерода в почве, равному 0.20-0.32%, что значительно ниже, чем в залежной почве.


Таблица 5 - Влияние приемов землепользования на содержание активных

компонентов в составе гумуса и продуктивность пашни (опыт 1)



Приемы землепользования
Сорг,

%
Сmin,

%
Сtrans,

%
Продук- тивность

пашни

средняя

за ротацию

к.ед./га




Бессменный чистый пар
0.78
0.78
0
-




Бессменный ячмень, без удобрений
0.89
-«-
0.11
1400




Бессменный ячмень, N60Р60К60
0.98
-«-
0.20
3730




Типичный севооборот, навоз
1.11
-«-
0.33
2650




Типичный севооборот, навоз + N60Р60К60

1.16
-«-
0.38
3200

Севооборот с высоким насыщением

бобовым культурами (42.8%),б/удобрений
1.02
-«-
0.24
2710

Севооборот с высоким насыщением бобовыми культурами (42,8%), N60Р60К60
1.10
-«-
0.32
3720




Залежь

1.26
-«-
0.48
770



В опыте 2 отсутствует вариант бессменного чистого пара, поэтому за Сmin нами принято содержание углерода на контроле равное 1.21% . Известкование почвы (основное по 1.0 г.к. и повторное по 0.5 г.к.), а также создание фонов NPK и 2NPK не привело к обогащению гумуса активными компонентами, Сtrans = 0.11-0.16%. ( таблица 6).

Увеличение содержания трансформируемого углерода до 0.26-0.43% достигается при внесении извести по фону полного минерального удобрения, но не обеспечивает высокую продуктивность пашни. По-видимому, низкое содержание подвижных форм фосфора и калия в почве опыта 2 лимитирует получение высоких урожаев полевых культур.

В опыте 3 органно-минеральная система удобрения обеспечила максимальное обогащение гумуса активными компонентами. На варианте совместного внесения навоза по 20 т/га в год и NPK в эквивалентных количествах Сtrans=0.36%. Несколько ниже этот показатель при органической системе удобрения (навоз, 20 т/га в год), Сtrans = 0.34% (таблица 7).