СОДЕРЖАНИЕ КАЛИЯ В ПОЧВЕ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ

Пакуль А.Л.¹, Лапшинов Н.А.², Пакуль В.Н.³, Божанова Г.В.⁴

¹ORCID:0000-0002-8904-5592, научный сотрудник, ²ORCID:0000-0001-9869-2372, доктор сельскохозяйственных наук, ³ORCID:0000-0003-0681-6273 доктор сельскохозяйственных наук, ⁴ORCID: 0000-0002-2119-2270, научный сотрудник, Кемеровский научно-исследовательский институт сельского хозяйства - филиал СФНЦА РАН

СОДЕРЖАНИЕ КАЛИЯ В ПОЧВЕ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ

Аннотация

О плодородии почв, интегральным показателем которого является урожайность надземной массы, как в природных биоценозах, так и в агроценозах, принято судить по водно-физическим и агрохимическим свойствам. Агрохимическими параметрами эффективного плодородия являются подвижные формы минерального азота, фосфора и калия. Содержание калия в почве во многом зависит от почвенно-климатических условий. В статье рассматриваются вопросы по влиянию системы обработки почвы в зернопаровом севообороте на содержание калия в почве по предшественникам чистый и сидеральный пар. Исследования проведены в Кемеровском НИИСХ – филиале СФНЦА РАН. Установлена тесная взаимосвязь между содержанием К₂О и влагообеспеченностью в июле и августе (при ГТК выше 1), r = 0,5200-0,8387. При недостатке влаги, такая взаимосвязь снижается или отсутствует. За две ротации севооборота независимо от системы обработки почвы содержание подвижного калия выше по предшественнику сидеральный пар (донник) – 100-108 мг/кг почвы, преимущество имеют комбинированная минимальная и отвальная минимальная системы обработки почвы. Доля влияние предшественника на содержание подвижного калия в почве составила 13,2%, системы обработки почвы – 4,0%, ротации севооборота – 49,1%, взаимодействие ротации севооборота и предшественника – 17,9%.

Ключевые слова: система обработки почвы, подвижные формы калия, ротация севооборота, предшественник, условия года.

Pakul A.L.¹, Lapshinov N.A.², Pakul V.N.³, Bozhanova G.V.⁴

¹ORCID:0000-0002-8904-5592, Research assistant, ²ORCID:0000-0001-9869-2372, PhD in Agriculture, ³ORCID:0000-0003-0681-6273, PhD in Agriculture, ⁴ORCID: 0000-0002-2119-2270, Research assistant, the Kemerovo research institute of agriculture - branch SFNZA RAHN

CONTENT OF POTASSIUM IN SOIL WITH THE USE OF RESOURCE-SAVING TECHNOLOGIES

Abstract

It is customary to judge the fertility of soils, the integral index of which is the yield of top, both in natural biocenose and in agrocenose, based on the hydro-physical and agrochemical properties. Agrochemical parameters of effective fertility are mobile forms of mineral nitrogen, phosphorus and potassium. The content of potassium in soil depends on the soil-climatic conditions to a larger extent. The article discusses the effect of the soil treatment system in grain steaming rotation on the content of potassium in soil on the precursors of pure and sideral steam. The research was carried out at Kemerovo Research Institute, a branch of the Russian Academy of Sciences. Close relationship between the K2O content and moisture content in July and August (at hydrothermal index above 1), r=0.5200-0.8387 was established. When there is a lack of moisture, this relationship is reduced or absent. During two crop rotations irrespective of the soil treatment system, the content of mobile potassium is higher for the precursor than the sowing steam (clover) – 100-108 mg/kg soil; the combined minimal and minimum tillage systems have the advantage. The share of the predecessor's influence on the content of mobile potassium in soil comprised 13.2%, the soil treatment system – 4.0%, crop rotation – 49.1%, relation between crop rotation and predecessor – 17.9%.

Keywords: soil processing system, mobile forms of potassium, crop rotation, predecessor, conditions of the year.

Сохранение эффективного плодородия почвы – это одна из важных задач современного земледелия [1,2].

Использование различных систем обработки почвы, от минимальных до нулевых, позволяет создать оптимальный режим питания и обеспеченность влагой в агроценозах [3, 4].

Калий играет значительную роль в питании растений. Чаще всего показателями обеспеченности почв подвижными формами калия служат водорастворимый и обменный, которые в совокупности представляет величину подвижного калия, который обеспечивает растения [5, 6].

Целью исследований является – определить содержание подвижного калия в зависимости от системы обработки почвы выщелоченного чернозёма, тяжелосуглинистого по гранулометрическому составу. Исследования проведены в зернопаровом севообороте с использованием возобновляемых биоресурсов (внесение соломы, использование сидеральных культур) в Кемеровском НИИСХ – филиале СФНЦА РАН, на длительном стационаре почвозащитного земледелия.

Содержание подвижного калия в почве (по Чирикову) в слое 0-40 см в зависимости от предшественника, системы обработки почвы, года исследований варьирует. Результаты дисперсионного анализа показали, что доля влияния предшественника на содержание подвижного калия в почве составила 4,3%, фактора среда – 50,9%.

В период проведения исследований (2010-2016 гг.) условия влагообеспеченности и температурный режим различны, но нужно отметить, что во все годы в июне присутствует водная и воздушная засуха, ГТК = 0,26-0,95. Установлена тесная взаимосвязь между содержанием К₂О и влагообеспеченностью в июле (при ГТК выше 1), r = 0,7882-0,8387. При недостатке влаги в июле, такая взаимосвязь снижается или отсутствует. Аналогичная взаимосвязь выявлена между ГТК в августе и содержанием подвижного калия, r = 0,5200-0,8381.

В зернопаровом севообороте используются возобновляемые биоресурсы, ежегодно после всех культур при уборке разбрасывается солома, под покров ячменя высевается донник, который заделывается БДТ-3 на следующий год как сидерат.

При заделки соломы в поверхностный слой почвы, улучшается фосфорно-калийный баланс почвы, повышается её биологическая активность. При этом стимулируется размножение организмов сапрофитного типа питания и угнетается размножение паразитов, в том числе грибов, вызывающих корневые гнили [7]. Донник использует труднодоступные соединения фосфора и калия [8].

Выявленная положительная взаимосвязь между влагообеспеченностью и содержанием подвижного калия обусловлена биологической активностью почвы и степенью разложения органического вещества. То есть при ГТК выше единицы складываются наиболее благоприятные условия в июле и августе для микрофлоры в почвенном слое 0-40 см.

Содержание К₂О по предшественнику чистый пар в среднем за восемь лет в зависимости от системы обработки почвы составило 94-103 мг/кг почвы (таблица 1). При использовании сидерального пара содержание калия в почве достоверно выше в сравнении с контролем при всех системах обработки почвы – 100-108 мг/кг почвы (контроль – 94,0 мг/кг почвы, НСР₀₅= 5,7). Как по чистому, так и сидеральномк пару по содержанию калия имеет преимущество вариант с применением комбинированной минимальной системы обработки почвы. По чистому пару превышение к контролю при данной системе обработки почвы достоверно – 9,0 мг/кг почвы (НСР₀₅ – 8,1), по сидеральному пару в пределах ошибки опыта.

Таблица 1 - Содержание калия в зернопаровом севообороте

Система обработки почвы фактор А	Содержание подвижного калия в почве, мг/кг почвы
	Годы исследований (среда). Фактор В
	2009	2010	2011	2012	2013	2014	2015	2016	Среднее за 2009-2016 гг.
Предшественник чистый пар. фактор С
Отвальная глубокая контроль	95	90	78	78	89	112	120	95	94
Комбинированная глубокая	104	80	85	95	89	108	138	96	99
Комбинированная минимальная	99	80	105	96	82	110	136	116	103
Отвальная минимальная	104	90	60	89	75	120	130	86	94
Предшественник сидеральный пар донник
Отвальная     глубокая	90	89	80	120	75	110	140	114	102
Комбинированная глубокая	92	90	85	118	75	105	106	130	100
Комбинированная минимальная	102	106	90	117	102	110	128	107	108
Отвальная     минимальная	109	110	90	126	96	105	126	90	106
НСР05 для факторов: А В С АВ АС ВС									8,1 11,5 5,7 23,0 11,5 16,3

 

При длительном проведении полевых опытов необходимо понимать, что большую роль для прохождения всех процессов жизнедеятельности имеет полная ротация севооборота. Выявлено, что при ротации зернопарового севооборота с 2009 по 2012 г. содержание подвижного калия по предшественнику чистый пар в зависимости от системы обработки почвы от 85 до 95 мг/кг почвы, при прохождении следующей ротации (2013-2016 гг.) количество К₂О достоверно увеличивается в зависимости от системы обработки почвы на 16-19 мг/кг почвы, при НСР₀₅ –6,2 мг/кг почвы (таблица 2).

Таблица 2 - Содержание калия в зернопаровом севообороте

Система обработки почвы Фактор А	Годы ротации севооборота Фактор В
	2009-2012	2013-2016
Предшественник чистый пар – Фактор С
Отвальная глубокая контроль	85	104
Комбинированная глубокая	91	108
Комбинированная минимальная	95	111
Отвальная минимальная	86	103
Предшественник сидеральный пар донник
Отвальная глубокая	95	110
Комбинированная глубокая	96	104
Комбинированная минимальная	104	112
Отвальная минимальная	109	104
НСР05 для факторов А В С АВ АС ВС	8,8 6,2 6,2 12,4 12,4 8,8

 

По предшественнику сидеральный пар в зависимости от системы обработки почвы динамика содержания подвижного калия различна. Высокое содержание подвижного калия отмечено при комбинированной минимальной и отвальной минимальной системах обработки почвы, при поверхностном измельчении донника БДТ-3 в период с 2009 по 2012 г. – 104-109 мг/кг почвы. При последующей ротации севооборота при данных обработках почвы показатели значительно не увеличились.

Достоверное увеличение содержания подвижного калия установлено при отвальной глубокой системе обработки почвы в период с 2013 по 2016 гг. на 15,0 мг/кг почвы, в сравнение с предыдущей ротацией (2009-2012 гг.). Дисперсионный анализ данных выявил более чёткое влияние предшественника на содержание подвижного калия в почве – 13,2%, системы обработки почвы – 4,0%, ротации севооборота – 49,1%, взаимодействие ротации севооборота и предшественника – 17,9%.

Таким образом, на содержание подвижного калия в почве оказали условия влагообеспеченности и температурного режима в летний период, доля влияния фактора среда составила 50,9%. По средним показателям за 2009-2016 гг. независимо от системы обработки почвы содержание подвижного калия выше по предшественнику сидеральный пар (донник) – 100-108 мг/кг почвы, преимущество имеют комбинированная минимальная и отвальная минимальная системы обработки почвы. Исследованиями установлено, что наиболее высокие показатели содержания подвижного калия при данных системах обработки почвы при ротации севооборота в период 2009-2012 гг., при последующей ротации достоверного увеличения не выявлено.

По предшественнику чистый пар при последующей ротации севооборота (2013-2016 гг.) содержание подвижного калия увеличивается в зависимости от системы обработки почвы на 16-19 мг/кг почвы.

Список литературы / References

1. Каличкин В.К. Минимальная обработка почвы в Сибири: проблемы и перспективы / Земледелие. – 2008. – №5. – С. 24-28.
2. Халиуллин К.З., Киекбаев Т.И., Лукъянов С.А., Гайнуллин И.А. Ресурсосберегающие технологии возделывания зерновых культур в степных агроландшафтах Республики Башкоторстан // Достижения науки и техники АПК. – 2010. – № 1. – С. 34 – 36.
3. Багаутдинов Ф.Я., Казыханова Г.Ш., Пермякова Н.В., Давлетшина М.Р. Влияние способов обработки почвы и удобрений на агрохимические показатели чернозёма выщелоченного и урожайность зерновых культур в южной лесостепи Республики Башкортостан / Вестник ОГУ. – 2011. - № 12. – С. 21-23.
4. Акимов Александр Юрьевич. Продуктивность культур и плодородие чернозема выщелоченного в зернопропашном севообороте в зависимости от способа обработки почвы в условиях юга Нечерноземной зоны : Дис. ... канд. с.-х. наук : 06.01.01 : Курск, 2004/ - 155 c.
5. Прокошев В.В., Дерюгин И.П. Калий и калийные удобрения: книга. – М. Ледум. – 2000. – 185 с.
6. Бурховецкая А.К. Формы калия в почвах Западной Сибири / Агрохимические свойства почв и приёмы их регулирования. IV Сибирские агрохимические Прянишниковские чтения // Материалы международной научно-практической конференции. Новосибирск. – 2007. – С. 394-399.
7. Казаринова И.Н. Почвозащитная технология возделывания сельскохозяйственных культур. Материалы Междунар. науч. кон., посвящ. 95-летию со дня рождения акад. И.И. Синягина (Новосибирск, 20-22 марта 2006 г.)/ РАСХН Сиб. отд-ние. – Новосибирск , 2007. – С. 175.
8. Буренок В.П., Язева Л.А., Кукшенева Т.П. Плодородие и влагообеспеченность почвы при почвозащитных системах земледелия / Земледелие № 4. – 2011. – С 39-40.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Kalichkin V.K. Minimalnaya obrabotka pochvy v Sibiri: problemy i perspektivy / Zemledelie [The minimum processing of the soil in Siberia: problems and prospects/Agriculture]. – 2008. – № 5. – S. 24-28. [in Russian]
2. Khaliullin K.Z., Kiekbaev T.I., Luk'yanov S.A., Gajnullin I.A. Resursosberegayuschie tekhnologii vozdelyvaniya zernovykh kultur v stepnykh agrolandshaftakh Respubliki Bashkotorstan // Dostizheniya nauki i tekhniki APK [Resource-saving technologies of cultivation of grain crops in steppe agrolandscapes of the Republic Bashkotorstan /Achievements of science and technology of agrarian and industrial complex]. – 2010. – № 1. – S. 34 – 36. [in Russian]
3. Bagautdinov F.Ya., Kazykhanova G.Sh., Permyakova N.V., Davletshina M.R. Vliyanie sposobov obrabotki pochvy i udobrenij na agrokhimicheskie pokazateli chernozyoma vyschelochennogo i urozhajnost zernovykh kultur v yuzhnoj lesostepi Respubliki Bashkortostan / Vestnik OGU [Influence of ways of processing of the soil and fertilizers on agrochemical indicators of the chernozem lixivious and productivity of grain crops in the southern forest-steppe of the Republic of Bashkortostan /Bulletin of regional public institution]. – 2011. - № 12. – S. 21-23. [in Russian]
4. Akimov Aleksandr Yurevich. Produktivnost kultur i plodorodie chernozema vyschelochennogo v zernopropashnom sevooborote v zavisimosti ot sposoba obrabotki pochvy v usloviyakh yuga Nechernozemnoj zony : Dis. ... kand. s.-kh. nauk : 06.01.01[Efficiency of cultures and fertility of the chernozem leached in a zernopropashny crop rotation depending on a way of processing of the soil in the conditions of the South of the Nonchernozem zone /Thesis of the candidate of agricultural sciences] : Kursk, 2004. - 155 s. [in Russian]
5. Prokoshev V.V., Deryugin I.P. Kalij i kalijnye udobreniya [Potassium and potash fertilizers]. – M. Ledum. – 2000. – 185 s. [in Russian]
6. Burkhovetskaya A.K. Formy kaliya v pochvakh Zapadnoj Sibiri / Agrokhimicheskie svojstva pochv i priyomy ikh regulirovaniya. IV Sibirskie agrokhimicheskie Pryanishnikovskie chteniya // Materialy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferentsii [Potassium forms in soils of Western Siberia / Agrochemical properties of soils and methods of their regulation. IV Siberian agrochemical Pryanishnikovsky readings]. – Novosibirsk. – 2007. – S. 394-399. [in Russian]
7. Kazarinova I.N. Pochvozaschitnaya tekhnologiya vozdelyvaniya selskokhozyajstvennykh kultur. Materialy Mezhdunar. nauch. kon., posvyasch. 95-letiyu so dnya rozhdeniya akad. I.I. Sinyagina [Soil-protective technology of cultivation of crops. Materials Mezhdunar. науч. game., посвящ. to the 95 anniversary since the birth of the academician I. I. Sinyagin], (Novosibirsk, 20-22 marta 2006 g.)/ RASKhN Sib. otd-nie. – Novosibirsk , 2007. – S. 175. [in Russian]
8. Burenok V.P., Yazeva L.A., Kuksheneva T.P. Plodorodie i vlagoobespechennost pochvy pri pochvozaschitnykh sistemakh zemledeliya / Zemledelie [Fertility and moisture security of the soil at soil-protective systems of agriculture/Agriculture]. – № 4. – 2011. – S. 39-40. [in Russian]