27 февраля 2016г.
В настоящее время в мире растет интерес к достижению сбалансированных сельскохозяйственных систем и проводится много исследований, направленных на вовлечение в агроценозы биологического азота [1, 2, 3].
Для оценки содержания гумуса в пахотных почвах Российской Федерации принята группировка, включающая 6 градаций [5]. Принято считать, что допустимые изменения свойств почв и почвенного покрова, в пределах которых почва (почвенный покров) не меняет своего таксономического положения, либо загрязнение почвы и сельскохозяйственной продукции не превышают существующих государственных нормативов – ПДК, МДУ и др. [6].
Почвенным институтом им. В.В. Докучаева [6] для черноземов выщелоченных тяжелосуглинистых определены предварительные диапазоны изменения содержания гумуса, составляющие (от массы почвы): минимально допустимое – 6,0–7,0 %, оптимальное – 7,0–8,5 и максимально допустимое – до 9,0 %.
По данным агрохимического обследования (ВНИИА) из общей площади пашни максимальную долю (~ 73 %) занимают почвы, характеризующиеся второй и третьей группами по содержанию гумуса (2–6 %). Оптимальное содержание (6–8 % гумуса) имеют около 20 % площадей (табл. 64). Cущественных изменений в содержании гумуса в черноземах Ульяновской области за последние семь лет не произошло, хотя снизилось количество площадей с низким (первая группа) содержанием гумуса, что, вероятно, связано с выведением этих почв из активного сельскохозяйственного использования. Наряду с этим уменьшилась площадь пашни, относящейся к третьей группе по содержанию гумуса.
Условия и методы исследований. Погодные условия в 2004–2014 годы исследований были различными по температурному режиму и влагообеспеченности почвы и наиболее полно отражали особенности региона лесостепи Поволжья, что оказало воздействие на урожайность сельскохозяйственных культур и позволило всесторонне оценить действие используемых факторов.
Почва опытного участка чернозем выщелоченный тяжелосуглинистый. Содержание гумуса в пахотном слое составляло 6,43–6,62 %, общего азота – 0,26 %, подвижного Р2О5 – 214–228 мг/кг почвы (очень высокое) и обменного К2О – 101–117 мг/кг почвы (повышенное) по Чирикову, рНkcl – 6,3–6,8, гидролитическая кислотность 1,20–1,29 ммоль/100 г почвы, сумма поглощенных оснований 39,7–42,2 ммоль/100 г почвы, степень насыщенности основаниями 96,9–97,2 %.
Результаты и их обсуждение. Чернозем выщелоченный, на котором проводили опыт, до закладки характеризовался содержанием гумуса в пределах 6,43–6,59 % и которое соответствовало четвертой группе (6,1–8 %) и оптимальному значению, определенному Почвенным институтом им. В.В. Докучаева (6–7 %).
При использовании земель существенным снижением содержания гумуса считается его уменьшение на 15 % от исходного уровня [4]. В результате определения содержания гумуса до закладки опыта и по окончании ротации семипольного севооборота выявлены его изменения (Табл.1).
Таблица 1 Динамика содержания гумуса в пахотных почвах Ульяновской области (ВНИПТИХИМ, 1987; ВНИИА, 2005, 2013)
Показатель
|
2004 г.
|
2010 г.
|
тыс. га
|
%
|
тыс. га
|
%
|
Обследуемая площадь
|
1 666,3
|
100,0
|
1 584,0
|
100,0
|
Группа:
|
|
|
|
|
первая (< 2 %)
|
106,6
|
6,4
|
74,7
|
4,7
|
вторая (2,1–4,0 %)
|
574,4
|
34,5
|
547,8
|
34,6
|
третья (4,1–6,0 %)
|
638,9
|
38,3
|
622,2
|
39,3
|
четвертая (6,1–8,0 %)
|
292,0
|
17,5
|
305,7
|
19,3
|
пятая (8,1–10,0 %)
|
51,6
|
3,1
|
32,9
|
2,1
|
шестая (> 10 %)
|
2,8
|
0,2
|
0,7
|
0,0
|
При использовании почвы без применения удобрений содержание гумуса в почве снизилось на 0,23– 0,28 %, среднегодовое падение составило 0,0375 %. Учитывая критерии существенного снижения содержания гумуса, равное 15 % от исходного, составляющее 0,675 %, в черноземе выщелоченном тяжелосуглинистом через четверть века при использовании пашни без внесения удобрений и удалении соломы выращиваемых культур произойдет существенное снижение содержания гумуса.
При внесении минеральных удобрений и запашке соломы содержание гумуса в пахотном слое почвы снизилось за семь лет на 0,05–0,08 %, что вряд ли можно говорить о достоверном снижении, но явно прослеживается его тенденция. Внесение в начале севооборота 25 т/га навоза и 12,5 т/га ОСВ в результате поступления свежего органического вещества как самих удобрений, так и за счет увеличения пожнивно-корневых остатков и соломы, содержание гумуса в пахотном слое чернозема выщелоченного тяжелосуглинистого имело слабую тенденцию к снижению.
Следовательно, использование минеральных удобрений в суммарной дозе N140P95K175 за севооборот и внесение навоза и осадка сточных вод в дозах 25 и 12,5 т/га не способствуют сохранению содержания гумуса в пахотном слое почвы (Табл.2).
Внесение в начале севооборота 5 т/га соломы, 50 т/га навоза и 25 т/га ОСВ, запашка викоовсяной смеси в качестве сидерата, а также ежегодное заделывание соломы возделываемых культур, обеспечивает сохранение или даже слабое увеличение содержания гумуса в пахотном слое чернозема выщелоченного тяжелосуглинистого.
С использованием данных по изменению содержания гумуса за ротацию севооборота и значений баланса гумуса выявлена зависимость изменений его содержания от баланса, которая описывается уравнением регрессии: У = 3,352 4х + 1,152 8, R2=0,6935, где У – изменение содержания гумуса, %; х – баланс гумуса, т/га; R2 – коэффициент аппроксимации, показывающий совпадение расчетных и фактических данных.
Таблица 2 Изменения содержание гумуса в почве за ротацию семипольного севооборота при использовании удобрений на различных фонах, %
Вариант
|
Фон
|
Среднее изменение по варианту
|
Нулевой
|
Диатомит
|
Инокуляция
|
Исходное
|
+/–
|
Исходное
|
+/–
|
Исходное
|
+/–
|
1. Контроль
|
6,50
|
–0,27
|
6,53
|
–0,28
|
6,48
|
–0,23
|
–0,26
|
2. N140Р95К175
|
6,46
|
–0,08
|
6,54
|
–0,08
|
6,51
|
–0,05
|
–0,07
|
3. Навоз 25 т/га
|
6,59
|
+0,04
|
6,62
|
–0,12
|
6,54
|
–0,05
|
–0,04
|
4. Навоз 50 т/га
|
6,43
|
+0,24
|
6,47
|
+0,12
|
6,48
|
+0,21
|
+0,19
|
5. ОСВ 12,5 т/га
|
6,43
|
–0,03
|
6,49
|
–0,14
|
6,45
|
–0,11
|
–0,09
|
6. ОСВ 25 т/га
|
6,55
|
+0,02
|
6,50
|
+0,05
|
6,57
|
+0,08
|
+0,05
|
7. Сидерат
|
6,45
|
+0,09
|
6,46
|
+0,06
|
6,48
|
+0,03
|
+0,06
|
8. Солома + N115
|
6,61
|
+0,10
|
6,58
|
+0,07
|
6,61
|
+0,08
|
+0,08
|
При значении R2 = 0,69 связь между изучаемыми показателями умеренная, приближающаяся к сильной, то есть, с увеличением (или уменьшением) значения баланса гумуса в почве практически адекватно увеличивается (или уменьшается) содержание гумуса в пахотном слое чернозема выщелоченного тяжелосуглинистого.
Установлена также связь фактического изменения гумуса (т/га) со значением расчетного баланса гумуса в пахотном слое почвы, которая выражается уравнением регрессии:
У = 0,002 3х3 – 0,006 1х2 + 0,025 7х + 1,278 3, R2 = 0,499, где У – фактическое изменение гумуса (т/га); х – расчетное значение баланса гумуса, т/га.
Значение R2 = 0,499 указывает на умеренную связь фактического и расчетного изменения содержания гумуса в пахотном слое чернозема выщелоченного тяжелосуглинистого.
Без удобрений и при удалении с поля соломы формируется отрицательный (-0,10 т/га) баланс гумуса, значение которого снижается (-0,06…-0,03 т/га) на фоне с диатомитом и использованием биопрепаратов. При внесении удобрений и при заделке соломы всех культур баланс гумуса становится положительный (+0,75…1,97 т/га). Увеличивают значение баланса внесение навоза в дозе 50 т/га и возделывание культур на фоне с диатомитом и при использовании биопрепаратов в результате большего поступления в почву соломы и пожнивно-корневых остатков.
Таким образом, существует устойчивая зависимость изменения содержания гумуса в пахотном слое чернозема выщелоченного, что позволяет прогнозировать его изменения в севообороте.
Список литературы
1. Никитин С.Н. Влияние последействия органических удобрений и инокуляции семян на продуктивность яровой пшеницы / С.Н. Никитин// Земледелие. – №8. – 2013. – С. 12–14.
2. Никитин С.Н. Влияние средств химизации и биологизации на урожайность озимой пшеницы / С.Н. Никитин // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. – № 1. – 2014. – С. 24– 29.
3. Никитин С.Н. Оценка эффективности применения биопрепаратов в Среднем Поволжье / С.Н. Никитин. – Ульяновск: Изд-во ИПК «Венец» УлГТУ, 2014. – 135 с.
4. Постановление Правительства Российской Федерации от 22 июля 2011 г. № 612 «Об утверждении критериев существенного снижения плодородия земель сельскохозяйственного назначения».
5. Рекомендации по проектированию интегрированного применения средств химизации в ресурсосберегающих технологиях адаптивно-ландшафтного земледелия: инструктивно-методическое издание. – М. : ФГНУ «Росинформ-агротех», 2010. – 464 с.
6. Фрид А.С., Кузнецова И.В., Королева И.Е., Бондарев А.П., Когут Б.М., Уткаева В.Ф., Азовцева Н.А. Зонально-провинциальные нормативы изменений агрохимических, физико-химических и физических показателей основных параметров пахотных почв Европейской территории России при антропогенных воздействиях // Методические рекомендации. – М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2010. – 176 с.