Geum.ru

Влияние антропогенных факторов на плодородие почвы, урожайность и качество корнеплодов сахарной свеклы

Вид материалаАвтореферат диссертации
3.4. Динамика содержания обменного калия
3.5. Изменение физико-химических показателей
3.6. Аккумуляция микроэлементов и тяжелых металлов
4. Изменение агрофизических свойств почвы под воздействием средств химизации
5. Биологические свойства почвы в зависимости от различных систем удобрения
6. Биохимический состав растениеводческой продукции в зависимости от применяемых средств химизации
Подобный материал:
1   2   3

3.4. Динамика содержания обменного калия


Несмотря на высокую обеспеченность чернозема обыкновенного калием, применение удобрений в агроэкосистеме зернопаропропашного севооборота оказывает положительное влияние на калийный режим почвы (таблица 3). Содержание обменного калия на удобренных вариантах по сравнению с контролем выше на 8,1-20,7% и варьировало от 184,7 до 206,2 мг/кг, при содержании на контроле 170,9 мг/кг. Внесение 180 кг д.в. К2О/ га под озимую пшеницу (предшествующую культуру) и сахарную свеклу увеличивает содержание обменного калия на 13,8 мг/кг. При использовании минеральных туков на фоне внесения навоза концентрация К2О в слое почвы 0-30 см достоверно повышается на 12,5% относительно контроля.


Таблица 3 – Динамика содержания К2О под сахарной свеклой в слое

почвы 0-30 см в 2004-2006 гг., мг/кг

Вариант
Срок определения
Среднее

всходы
смыкание в рядках
смыкание междурядий
уборка

1. Контроль, б/у
173,2
181,2
164,0
165,3
170,9

2. NРК
180,8
185,8
177,0
195,3
184,7

3. Навоз + NРК
206,3
203,5
183,5
175,3
192,2

4. Карб. кальция + NРК
210,0
186,7
179,5
184,3
190,1

5. Навоз + карб. кальция + NРК
205,0
191,5
206,0
201,7
201,1

6. Дефекат + NРК
205,3
218,3
186,5
214,7
206,2

7. Навоз + дефекат + NРК
213,0
195,2
173,8
192,5
193,6

НСР0,95
14,3-21,4



Последействие 40 т/га навоза, внесенного в паровое поле, повышает количество обменного калия на 4,0% по отношению к варианту с использованием туков. Применение карбоната кальция и дефеката повышает концентрацию этого элемента в почве на 11,2-20,7% относительно контрольного варианта и на 2,9-11,6% по отношению к варианту с внесением минеральных удобрений. Комплексное использование на органо-минеральном фоне кальцийсодержащих соединений способствовало также достоверному повышению обменного калия, увеличивая его концентрацию на 13,3-17,7% относительно контрольного варианта.

3.5. Изменение физико-химических показателей

Значение рН KCL на контрольном варианте, а также на вариантах с внесением минеральных туков и органических удобрений, соответствовало 6,4 единицам. При использовании кальцийсодержащих мелиорантов как на минеральном, так и на органо-минеральном фоне отмечается тенденция к снижению обменной кислотности на 1,6%.

Применение агрохимических средств влияет на состав обменных катионов ППК (рисунок 2).



Рис. 2. Содержание катионов Са под сахарной свеклой

в слое почвы 0-30 см, 2004-2006 гг.


Внесение минеральных удобрений в меньшей степени способствует повышению количества Са++ и Mg ++, чем другие агроприемы, увеличивая их концентрацию на 1,9 и 7,7% соответственно. Органо-минеральные удобрения способствуют повышению этих катионов на 3,4 и 25,0%. Внесение в запас 5 т/га карбоната кальция и дефеката во взаимодействии с минеральными туками повышает количество обменного кальция на 1,3-1,7, магния – на 1,0-1,2 мг-экв./100 г почвы или на 5,0-6,5 и 19,2-23,1%. Комплексное внесение кальцийсодержащих соединений на органо-минеральном фоне способствует максимальной аккумуляции катионов Са++ и Mg++. Так, использование 5 т/га карбоната кальция на фоне внесения органических и минеральных удобрений повышает количество обменного кальция на 6,5 % и обменного магния на 26,9%. Внесение 5 т/га дефеката на этом же фоне улучшает состав обменных катионов на 7,7 и 26,9% соответственно.


3.6. Аккумуляция микроэлементов и тяжелых металлов

Черноземы обыкновенные Каменной Степи характеризуются низкой обеспеченностью подвижными формами цинка и меди, определяемых в вытяжке ацетатно-аммонийного буферного раствора с рН 4,8. Фоновое значение цинка составило 0,6, меди – 0,4 мг/кг. Использование всех агрохимических средств не оказало влияния на их аккумуляцию в пахотном горизонте под сахарной свеклой. Антропогенные факторы также не способствуют накоплению тяжелых металлов в почве (свинца, кадмия), их концентрация значительно ниже ПДК, поэтому полученная в этих условиях сельскохозяйственная продукция может быть использована при производстве экологически безопасных продуктов питания.


4. ИЗМЕНЕНИЕ АГРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВЫ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ


Минеральные удобрения повышают запас продуктивной влаги на 19,7% в пахотном горизонте, далее в слое 0-50 см на 15,0 % и в слое 0-100 см – на 8,7%. Применение минеральных туков на фоне последействия 40 т/га навоза улучшает послойное влагонакопление на 27,5%, 26,9 и на 35,8% соответственно. На 7 варианте (навоз + дефекат + NPK) на момент уборки количество продуктивной влаги во всех горизонтах ниже, чем на контроле, по-видимому, ввиду наибольшей урожайности этого варианта.

На вариантах с применением агрохимических средств при улучшении питательного режима почвы наблюдается более экономное расходование воды растениями на образование урожая. При применении минеральных удобрений расход влаги уменьшался на 8,8%. Минеральные туки на фоне кальцийсодержащих мелиорантов снижают коэффициент на 4,4-16,4%, органо-минеральная система удобрения снижала коэффициент расхода воды на 18,8%. Использование минеральных удобрений на органическом фоне и фоне внесения карбоната кальция и дефеката способствует снижению этого показателя относительно варианта без применения агрохимических средств на 10,3-21,6%.

Органо-минеральная система удобрений повышала количество агрономически полезной структуры агрогенного горизонта на 3,2 относительных процента. Совместное взаимодействие органо-минеральных удобрений и кальцийсодержащих соединений повышает водопрочность агрегатов на 4,3-5,6%.


5. БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ


Исследование различных систем удобрения выявило стимулирующее воздействие на численность и активность таких агрономически важных групп, как аммонифицирующих, нитрифицирующих, азотфиксирующих, целлюлозоразрушающих микроорганизмов (таблица 4). Максимальный рост числа микроорганизмов, учтенных на мясо-пептонном агаре, на варианте с применением туков на фоне 5 т/га карбоната кальция, где их количество выше контроля на 54,9%. Использование 5 т/га дефеката совместно с рекомендуемой дозой минеральных туков повышает количество аммонификаторов на 42,7%. Комплексное использование кальцийсодержащих соединений на органо-минеральном фоне увеличивает число микроорганизмов на крахмало-аммиачном агаре, ассимилирующих минеральный азот, на 30,5-44,7%, численность актиномицетов на 35,5%, минерализаторов гумуса на 31,0-53,0%, микроскопических грибов на 47,0-48,3%. Целлюлозолитическая активность микроорганизмов наиболее благоприятно складывалась на варианте внесения 5 т/га дефеката органо-минерального фона, которая превышала контроль на 12,4%. Применение дефеката способствует повышению активности несимбиотических азотфиксаторов в 2,0-2,3 раза.


Таблица 4 –Структура микробного ценоза под сахарной свеклой в слое почвы 0-30 см в 2004-2006 гг.

Вариант
Число микроорганизмов в 1 г абс. сухой почвы
В 50 г почвы

млн. клеток
тыс. клеток
колоний

МПА
КАА
актино-мицеты
минерали-заторы гумуса
грибы
целлюлозо-разлагающие
азото-бактер

1. Контроль, б/у
8,2
19,7
3,1
10,0
17,2
92,6
117

2. NPK
8,9
15,7
3,8
12,5
19,6
88,6
134

3. Навоз + NPK
11,6
22,9
4,2
13,4
20,5
85,9
156

4. Карб. кальция + NPK
12,7
22,6
4,1
11,9
22,6
100,8
143

5. Навоз + карб. кальция + NPK
9,7
28,5
5,1
13,1
25,3
79,0
146

6. Дефекат + NPK
11,7
27,9
4,6
18,1
26,0
91,4
266

7. Навоз + дефекат + NPK
10,5
25,7
4,1
15,3
25,5
104,1
232

Анализ суммарной биологической активности почвы аппликационным методом показал, что под воздействием различных систем удобрения возрастает накопление аминокислот на льняном полотне, увеличивается биохимическая активность комплекса целлюлозоразлагающих микроорганизмов, повышается активность каталазы, инвертазы.


6. БИОХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ РАСТЕНИЕВОДЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИМЕНЯЕМЫХ СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ

6.1. Динамика макроэлементов в растениях сахарной свеклы

и вынос их продукцией

На азотонакопление сахарной свеклы существенную роль играет дефекат как на минеральном, так и на органо-минеральном фоне, где концентрация азота в корнеплодах выше контрольного варианта на 22,0-23,0% в фазу смыкания в рядках и на 8,2-9,3% в период уборки (таблица 5).


Таблица 5 – Химический состав растениеводческой продукции сахарной свеклы в 2004-2006 гг., % абс. сухого вещества

Вариант
С р о к о п р е д е л е н и я

с м ы к а н и е в р я д к а х
у б о р к а

к о р н и
л и с т ь я
к о р н и
л и с т ь я

N
Р2О5
К2О
СаО
N
Р2О5
К2О
СаО
N
Р2О5
К2О
СаО
N
Р2О5
К2О
СаО

1. Контроль, б/у
0,91
0,63
2,59
0,16
2,97
0,78
7,03
1,13
0,97
0,33
1,80
0,17
2,57
0,57
5,53
1,10

2. NPK
1,01
0,59
2,84
0,16
2,89
0,78
6,25
1,35
0,79
0,33
1,40
0,15
2,66
0,54
4,28
1,31

3. Навоз + NPK
0,91
0,55
2,44
0,18
2,59
0,78
6,44
1,26
0,88
0,33
1,51
0,16
2,53
0,51
5,22
1,24

4. Карб. кальция + NPK
0,98
0,59
2,74
0,18
3,04
0,80
6,31
1,20
1,05
0,34
1,45
0,15
3,18
0,59
5,25
1,21

5. Навоз + карб. кальция + NPK
1,05
0,48
2,29
0,16
2,96
0,74
6,02
1,23
0,99
0,32
1,61
0,15
2,79
0,59
5,24
0,96

6. Дефекат + NPK
1,12
0,57
2,84
0,19
3,31
0,77
5,49
1,32
1,05
0,31
1,45
0,13
2,77
0,48
3,36
1,27

7. Навоз + дефекат + NPK
1,11
0,58
3,58
0,21
3,19
0,74
6,59
1,20
1,06
0,34
1,49
0,14
2,83
0,50
4,68
1,20