УСЛОВИЯ ФОСФОРНОГО ПИТАНИЯ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ БИОРЕСУРСОВ НА ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ ЧЕРНОЗЁМАХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

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

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

УСЛОВИЯ ФОСФОРНОГО ПИТАНИЯ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ БИОРЕСУРСОВ НА ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ ЧЕРНОЗЁМАХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Аннотация

Антропогенное изменение агроценозов при распашке почв коренным образом меняет их водный, воздушный и питательный режимы. Систематическая обработка, возделывание сельскохозяйственных культур, применение средств химизации, приводят к существенным изменениям плодородия   почвы. Значительное влияние на плодородие почвы, содержание в ней питательных веществ оказывает наличие органического вещества. Возврат органического вещества в почву возможен при правильном использовании возобновляемых биоресурсов.   В статье рассматриваются вопросы  по влиянию использования  возобновляемых биоресурсов (солома, пожнивные остатки, сидераты) в зернопаровом севообороте на выщелоченном чернозёме Западной Сибири на содержание подвижного фосфора при различных системах обработки почвы. Исследования проведены на длительном стационаре Кемеровского НИИСХ-филиала СФНЦА РАН.  Установлено значительное влияние на содержание подвижного фосфора длительности периода внесения органического вещества и его  и разложения. За две полные ротации зернопарового севооборота содержание подвижного фосфора при использовании сидеральной культуры рапс увеличилось до 154 мг/кг почвы, донник - 144 мг/кг почвы. Преимущество по содержанию подвижного фосфора имеет  комбинированная глубокая система обработки почвы по сидеральному пару – рапс. 

Ключевые слова: возобновляемые биоресурсы, сидеральный пар, солома, пожнивные остатки, система обработки почвы.

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

¹ORCID:0000-0001-9869-2372, PhD in Agriculture, ²ORCID:0000-0002-8904-5592, Research associate, ³ORCID: 0000-0002-2119-2270, Research associate, ⁴ORCID:0000-0003-0681-6273, PhD in Agriculture, the Kemerovo research institution of agricultural industry - branch SFNZA RAN

CONDITIONS OF PHOSPHORIC FOOD WHEN USING RENEWABLE BIORESOURCES ON LIXIVIOUS CHERNOZEMS OF WESTERN SIBERIA

Abstract

Anthropogenous change of agrotsenoz when plowing soils radically changes their water, air and nutritious modes. Systematic handling, cultivation of crops, application of means of chemicalixation, lead to essential changes of fertility of the soil. Considerable influence on fertility of the soil, content of nutrients in it renders availability of organic substance. Return of organic substance to the soil is possible in case of the correct use of renewable bioresources. In article questions on influence of use of renewable bioresources (straw, a crop residue remaining balance, siderata) in a zernoparovy crop rotation on the lixivious chernozem of Western Siberia on content of mobile phosphorus in case of various systems of handling of the soil are considered. Researches are conducted on a long hospital of the Kemerovo NIISH-branch SFNZA RAHN. Considerable influence on content of mobile phosphorus of duration of the period of introduction of organic substance and it and decomposition is established. For two complete rotation of a zernoparovy crop rotation content of mobile phosphorus when using sideralny culture colza increased to 154 mg/kg of the soil, the tributary - 144 mg/kg of the soil. On content of mobile phosphorus the combined deep system of handling of the soil on sideralny steam – colza has an advantage.

Keywords: renewable bioresources, sideralny steam, straw, pozhnivny remaining balance, system of handling of the soil.

На землях сельскохозяйственного назначения в последние десятилетия отмечается снижение почвенного плодородия. Основой плодородия почв и высоких урожаев сельскохозяйственных культур является органическое вещество. Интенсивное ведение сельскохозяйственного производства привело к резкому усилению процессов его минерализации. Значительно снизилось содержание гумуса [1, 2, 3].

Главным на сегодняшний день в земледелии остаётся регулирование эффективного плодородия почвы, баланс органического вещества, питательного режима. Оценкой эффективности любой технологии является воспроизводство почвенного плодородия растений. Существенное влияния на сохранение плодородия почвы оказывает система обработки почвы.

С переходом отрасли земледелия на минимальные и нулевые системы обработки почвы, в том числе паровые, поля обрабатываются в широком диапазоне комбинаций способов, приёмов и глубины. На полях Кемеровской области вместо глубокой отвальной применяют минимальные, нулевые, минимальные-отвальные, комбинированные разноглубинные системы обработки почвы. Но не всегда система обработки отвечает биологическим особенностям культуры, в том числе  требованиям к режиму потребления питательных веществ.

При любых системах обработки необходимо знать и регулировать питательный режим почвы. Наличие   питательных веществ, для растений необходимо определять как в период основной обработки почвы, так и перед посевом. При различных способах обработки почвы накопление питательных веществ неодинаково, оно зависит  от срока  её  проведения, количества влаги в почве, что в значительной степени предопределяет процессы разложения органического вещества. Только при минерализации органического вещества растения могут получить доступные формы элементов питания. Количество органического вещества имеет тесную зависимость с урожайностью предшествующей культуры, объёмом возобновляемых биоресурсов её созданной. Для накопления органического вещества в почве необходимо правильное чередование культур в севообороте, подбор способов обработки почвы, способствующих его увеличению. Только в таком случае растения могут быть обеспечены доступными питательными веществами без использования минеральных удобрений или при значительном снижении их дозы.

Одним  из основных элементов питания для растений является фосфор, но он не всегда находится в доступной форме. Фосфор, находящийся в органических соединениях, становится доступным растениям только после их минерализации [4, 5, 6].

Недостаток фосфора в начальные периоды развития растений сказывается затем в течение всего вегетационного периода, даже если растения были им обеспечены в последующем [7, 8].

Применение поверхностных ресурсосберегающих обработок почвы способствует, особенно в паровом поле, более благоприятному соотношению между азотом и фосфором, как в почве, так и в растениях [9. 10, 11, 12].

Использование возобновляемых биоресурсов с одновременным усовершенствованием системы обработки почвы,  позволит иметь наиболее  благоприятный баланс питательных веществ, применяя  элементы биологического земледелия.

Биологическое  земледелия предусматривает увели­чение поступления органического вещества в почву за счет сидерации, расширения посевов многолетних бобо­вых трав, использования соломы, ботвы на удобрение, а также применение биологических препаратов в зем­леделии [13].

Поэтому изучение эффективности системы обработки при внесении  соломы и зелёной массы сидеральных,  культур является актуальной проблемой.    Цель исследований – установить влияние чистого,  сидерального пара,  системы обработки в зернопаровом севообороте на содержание подвижного фосфора в почве.

Исследования проведены в Кемеровском НИИСХ – филиале СФНЦА РАН, на длительном стационаре, в зернопаровом севообороте.  Почва выщелоченный чернозём, тяжелосуглинистый по гранулометрическому составу. Предшественник для яровой пшеницы – пар чистый и сидеральный, после каждой культуры солома измельчается и вносится в почву, при всех системах обработки почвы (обработки почвы приводятся по В.И. Кирюшину) [14].

Для решения задач  по снижению содержания гумуса  необходимо вносить зелёные удобрения,  пожнивные остатки, для повышения содержания органического вещества в почве  [15, 16].

Результаты исследований с 2006 по 2015 гг. показали, что за две полные ротации зернопарового севооборота при ежегодном внесении соломы, пожнивных остатков,  сидерата содержание подвижного фосфора (Р₂О₅) увеличилось за 10 лет при отвальной глубокой и комбинированных системах обработки почвы, по предшественнику чистый пар на 16,3-25,0%, сидеральный пар – 15,2-25,5%, (таблица).

В данном случае за счёт минерализации органического вещества фосфор из труднодоступных форм переходит  в подвижные.

Наибольшее содержание подвижного фосфора по чистому пару отмечено при комбинированной минимальной и комбинированной глубокой системах обработки почвы – 143-147 мг/кг почвы, по сидеральному пару донник – комбинированной минимальной – 144 мг/кг почвы (контроль – 133-135 мг/кг почвы).

Таблица 1 – Влияние системы обработки почвы и предшественника на содержание Р₂О₅ в посевах яровой пшеницы, мг/кг почвы

 

Установлено влияние системы обработки почвы на содержание подвижного фосфора в почве – 14,0%   по чистому и сидеральному пару (донник) за две ротации севооборота (2006 по 2015 гг.). В значительной степени содержание подвижного фосфора определял период внесения  органического вещества (солома, пожнивные остатки, зелёная масса сидерата - донник) и его разложения, то есть количество полных ротаций севооборота – 80%.     Так за период с 2006 по 2011 гг. среднее содержание Р₂О₅ по всем изучаемым обработкам составило по сидеральному пару донник и чистому пару – 116-117 мг/кг почвы, к 2015 г. эти показатели увеличились  соответственно до 138-142 мг/кг почвы.

С 2012 г. рапс использовался в качестве зелёного удобрения,  что позволило повысить содержание подвижного фосфора до  154 мг/кг почвы (рисунок).

Рис. 1 - Содержание P₂O₅, 2012-2015 гг., мг/кг почвы

Предшественник: 1, 4, 7 – сидеральный пар рапс; 2, 5, 8 – сидеральный пар донник; Система обработки почвы: 1, 2 -  комбинированная глубокая; 4, 5 - комбинированная минимальная; 7, 8 – отвальная   минимальная.

 

Установлено влияние предшественника в зернопаровом севообороте  на содержание P₂O₅ – 56,5%.  При заделке зелёной массы рапса при отвальной минимальной  системе обработки почвы наличие P₂O₅ имеет меньшие показатели в сравнении с комбинированными обработками. При разложении органического вещества зелёной массы донника преимущество по содержанию подвижного фосфора имеют комбинированная глубокая и отвальная минимальная системы обработки почвы – 130-137 мг/кг почвы.

Таким образом,  использование возобновляемых биоресурсов в течение двух ротаций зернопарового севооборота способствовало сохранению и улучшению питательного режима почвы, содержание  P₂O₅ повысилось на 15,2-25,5% при глубокой отвальной и комбинированных системах обработки почвы, при этом значительное влияние оказал период внесения органического вещества и его минерализации – 80%.

Литература

1. Малышев И.Г. Прблемы производства и применения органических удобрений // Химизация сельского хозяйства. – 1991. – № 5. – С. 32-35.
2. Орлов Д.С. Органическое вещество почв России // Почвоведение. – 199. – № 9. – С. 1049-1057.
3. Щеглов Д.И. Чернозёмы центра Русской равнины и их эволюция под влиянием естественных и антропогенных факторов. М.: Наука. – 1999. – 214 с.
4. Богданов Н.И. Неорганические фосфаты в сибирских  чернозёмах / Почвоведение. – 1955. - № 2. – С. 18-34.
5. Шамрай Л.А. Влияние многолетнего применения удобрений в севообороте на фосфатный режим почвы / Агрохимия. – 1991. - № 2. – С. 15-21.
6. Просянникова О.И., Просянников В.И.  Плодородие почвы и урожайность полевых культур в условиях Кемеровской области / Достижения науки и техники АПК. 2014. - № 10.
7. Шамрай Л.А., Храмцов И.Ф. Влияние системы удобрений на продуктивность зернопропашного севооборота и агрономические свойства почвы // Труды ВИУА. – 1985. – Вып. 16. – С. 42-47.
8. Храмцов И.Ф. Система применения удобрений и воспроизводства плодородия почв в полевых севооборотах лесостепи Западной Сибири: авттореф. диссертации доктора с.-х.н.. – Омск. – 1997. – 32 с.
9. Палецкая Г.Я., Азиева А.Г., Белкина М.И. Способы обработки почвы и обеспеченность пшеницы элементами питания // Научные труды СибНИИСХ. – 1974. –  № 22. – С. 3-11.
10. Зерфус В.М.,  Горкольцев А.К. Интенсификация земледелия в Западной Сибири. ВАСХНИЛ, сиб. Отделение. Новосибирск. – 1985. – С. 41-46.
11. Холмов В.Г., Юшкевич Л.В. Роль удобрений и минимальной обработки почвы в повышении продуктивности зерновых культурпри интенсификации земледелия / Научно-технический бюллетень // ВАСХНИЛ СО. СибНИИСХ. – 1987. – Вып. 12. – С. 3-9.
12. Ермохин Ю.И. Агрохимия вчера, сегодня, завтра: монография. – ОмГАУ. – Омск. – 2001. – 64 с.
13. Башков А.С., Бортник Т.Ю. Влияние биологизации земледелия на плодородие дерново-подзолистых почв и продуктивность полевых культур // Аграрный вестник Урала.  – 2012. – № 1. – С. 16.
14. Кирюшин В.И. Минимализация обработки почвы: перспективы и противоречия /  В.И. Кирюшин // Земледелие. – 2006.  – № 5. – С. 12-14.
15. Асмус А.А. Биологизация севооборотов и продуктивность паровых звеньев с озимой пшеницей  чернозёмах выщелоченных лесостепи Поволжья: дис. канд. с.-х. наук. – Кинель. – 2009. – 17 с.
16. Авров Д.Е., Мороз З.М. Использование соломы в сельском хозяйстве. Л.: Колос,1979. – 200 с.

References

1. Malyshev of I.G. Prblema of production and use of organic fertilizers//Chemicalixation of agricultural industry. – 1991. – No. 5. – Page 32-35.
2. D. S eagles. Organic substance of soils of Russia//Soil science. – 199. – No. 9. – Page 1049-1057.
3. Goldfinches D. I. Chernozems of the center of East European Plain and their evolution under the influence of natural and anthropogenous factors. M.: Science. – 1999. – 214th page.
4. Bogdanov N. I. Inorganic phosphates in the Siberian chernozems / Soil science. – 1955. - No. 2. – Page 18-34.
5. Schamrai  L.A. Influence of long-term use of fertilizers in a crop rotation on the phosphatic mode soil / Agrochemistry. – 1991. - No. 2. – Page 15-21.
6. Prosyannikova O. I., Prosyannikov of V. I. Plodorodiye of the soil and productivity of field cultures in the conditions of the Kemerovo region / Achievement of science and technology agrarian and industrial complex. 2014. - No. 10.
7. Schamrai L.A., Hramtsov I.F. Influence of system of fertilizers on productivity of a zernopropashny crop rotation and agronomical properties of the soil//Works VIUA. – 1985. – Issue 16. – Page 42-47.
8. Hramtsov I.F. System of use of fertilizers and reproduction of fertility of soils in field crop rotations of the forest-steppe of Western Siberia: авттореф. theses of the doctor of page - х.н. – Omsk. – 1997. – 32nd page.
9. Paletskaya G. Ya., Aziyeva A.G., Belkina M. I. Methods of handling of the soil and security of wheat with batteries//Scientific works of Sib-NIISH. – 1974. – No. 22. – Page 3-11.
10. Zerfus V. M., Gorkoltsev A.K. Intensifikation of agriculture in Western Siberia. VASHNIL, Sib. Department. Novosibirsk. – 1985. – Page 41-46.
11. V.G.'s hills, Yushkevich L.V. Rol of fertilizers and the minimum handling of the soil in increase of productivity grain agriculture intensification kulturpr / the Scientific and technical bulletin//VASKHNIL WITH. СибНИИСХ. – 1987. – Issue 12. – Page 3-9.
12. Ermokhin Yu.I. Agrochemistry yesterday, today, tomorrow: monograph. – ОмГАУ. – Omsk. – 2001. – 64th page.
13. Bashkov A.S., Bortnik T.Yu. Influence of a biologization of agriculture on fertility of cespitose and podsolic soils and productivity of field cultures//Agrarian bulletin of the Urals. – 2012. – No. 1. – Page 16.
14. Kiryushin V. I. Minimizing handling of the soil: prospects and contradictions / V. I. Kiryushin//Agriculture. – 2006. – No. 5. – Page 12-14.
15. Asmus A.A. Biologization of crop rotations and productivity of steam links with winter wheat chernozems lixivious forest-steppes of the Volga region: yew. edging. page - x. sciences. – Kinel. – 2009. – 17th page.
16. Avrov D.E., Moroz Z.M. Use of straw in agricultural industry. L.: Ear, 1979. – 200 pages.