Journals
Submit manuscript Sign in / Sign up
Advanced search
Article sections

NUTRIENTS BALANCE AND AGROCHEMICAL PROPERTIES OF SODDY-PODZOLIC SOILS AFTER USE OF STRAW AS FERTILIZER

Research article
Rusakova, I.V.
Issue: № 8 (39), 2015
Published:
2015/09/15
PDF

Русакова И.В.

Кандидат биологических наук, ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт органических удобрений и торфа»

БАЛАНС ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ И АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СОЛОМЫ НА УДОБРЕНИЕ

Аннотация

На основании экспериментальных данных, полученных в длительном полевом опыте, установлены изменения  показателей баланса элементов питания и  агрохимических свойств  в  дерново-подзолистой супесчаной почве  при   использовании  в качестве удобрения соломы зерновых и зернобобовых культур при различной кратности ее внесения, раздельно и в сочетании с минеральными удобрениями, за  2 ротации 5-польного зернопропашного севооборота.

Ключевые слова: солома, дерново-подзолистая почва, баланс элементов питания, агрохимические свойства

Rusakova I.V.

PhD in Biology, All Russian Research Institute of Organic Fertilizers and Peat

NUTRIENTS BALANCE AND AGROCHEMICAL PROPERTIES OF SODDY-PODZOLIC SOILS  AFTER USE OF STRAW AS FERTILIZER

Abstract

In long-term field experiment studied changes of  nutrient  balance and agrochemical properties of soddy-podzolic  soil when used of cereals and legumes straw as fertilizer at different multiplicity of its application, separately and in combination with mineral fertilizers, during 2 cycles in grain-row crop rotation.

Keywords: straw, soddy-podzolic soil, nutrients balance, agrochemical properties

Введение. В современном земледелии в России вынос питательных веществ с  урожаем сельскохозяйственных культур составляет около 10,8 млн. т, что в 2.4 раза превышает уровень их возврата с удобрениями и растительными остатками. Низкий уровень применения минеральных и органических удобрений приводит к некомпенсированному расходу почвенного плодородия, снижению содержания органического вещества и отрицательному балансу элементов питания в пахотных почвах, дефицит которого  составляет в последние годы около   6,26 млн. т д.в., или 84 кг/га посевной площади сельскохозяйственных культур [1]. Существенным ресурсом элементов питания являются послеуборочные растительные остатки [2-4]. В их структуре около 80 % приходится на солому зерновых и зернобобовых культур, содержание NPK в которой в среднем составляет около 18 кг на 1т. При заделке ее  в дозах 2,5 - 5 т в почву  возвращается  50-90 кг/га NPK,   20-26 %  азота, 21-34 % фосфора, 60-74 % калия от общего выноса урожаем этих культур.

В России излишки соломы, не нашедшие применения в животноводстве и других отраслях, составляют ежегодно не менее 40-64 млн. т. Использование в качестве удобрения, без отчуждения с поля, этого объема растительной массы,  обеспечит возврат в биологический круговорот до 1160 тыс. т NPK, что составляет  около 60 % от уровня их внесения с минеральными удобрениями [4].

Цель данной работы - изучить влияние соломы зерновых и зернобобовых культур при различной кратности ее внесения в течение 2-х ротаций 5-польного зернопропашного севооборота на баланс элементов питания и агрохимические свойства дерново-подзолистой супесчаной почвы.

Методика исследования. Исследования проводили в длительном полевом опыте, заложенном в 1997 г. на опытном поле ВНИИОУ,  по оценке влияния соломы зерновых и зернобобовых культур при одно-, двух- и трехкратном ее внесении в зернопропашном севообороте (озимая пшеница – люпин – картофель – ячмень – однолетние травы (люпин + овес) на плодородие дерново-подзолистой супесчаной почвы и продуктивность культур. Солому измельчали (5-10 см) и равномерно распределяли по делянкам опыта одновременно с уборкой зерна комбайном САМПО-500 с измельчителем, заделывали в верхний слой (0-10 см) почвы дисковой бороной БДТ-3, через 2-3 недели запахивали плугом ПЛН-3-35 при зяблевой обработке. Минеральные удобрения вносили весной перед предпосевной культивацией.

В данной работе обсуждаются результаты изучения баланса элементов питания и агрохимических свойств почвы по окончании 2-ой ротации в следующих вариантах опыта: 1.Без удобрений; 2. N270P255K285 – фон; 3. Фон + солома озимой пшеницы (СОП), ячменя (СЯ), люпина (СЛ) - 9 т/га; 4. Фон + СОП и СЛ - 6 т/га; 5. Фон + СОП - 3 т/га; 6. СОП, СЛ, СЯ - 9 т/га. Дозы минеральных удобрений и соломы приведены в сумме за ротацию севооборота.

Результаты и их обсуждение. Научным критерием количественной оценки круговорота веществ, в т.ч.  в конкретной агроэкосистеме,  является состояние баланса питательных элементов. По данным опыта, 3-х кратное использование на удобрение всей нетоварной части урожая зерновых и зернобобовых культур зернопропашного севооборота обеспечивает возврат в биологический круговорот азота, фосфора и калия в размерах  18-26, 19-27, 35-47 % от общего выноса урожаем всех культур севооборота, соответственно.

Расчет баланса элементов питания во 2-ой ротации севооборота показал, что выращивание культур без удобрений обеспечило дефицит азота  - 189 кг/га. В варианте с ежегодным внесением минеральных удобрений баланс азота был менее дефицитным, но остался отрицательным. Использование на удобрение соломы обеспечило дополнительное вовлечение  азота в биологический круговорот в размерах - 64-71 кг/га, или 18-26 % от общего выноса урожаем при трехкратной заделке, 38 кг/га, или 12 % от хозяйственного выноса при 2-х кратном внесении,  12 кг/га, или 3 % от его выноса при однократном внесении. Наиболее оптимальным в этом опыте состояние баланса азота с интенсивностью 95 % было в варианте с максимальной дозой соломы. Эта величина близка к оптимальному уровню интенсивности баланса азота в пахотных почвах [5].

Вынос фосфора единицей урожая значительно меньше, по сравнению с  азотом и калием, поэтому применяемые в опыте средние дозы Р2О5 обеспечили положительный баланс этого элемента с интенсивностью более 200%, что значительно превышает оптимальный уровень. Удобрение соломой обеспечило возврат фосфора в биологический круговорот от 7 кг/га при однократном внесении до  27 кг/га - при трехкратном. Заметного влияния на баланс фосфора заделка соломы не оказала, ввиду низкого содержания этого элемента в послеуборочных остатках.

Минеральные калийные удобрения в применяемых дозах в опыте хотя и обеспечили положительный баланс калия в 112 %, но не повысили его интенсивность до оптимальной величины, которая при расширенном воспроизводстве плодородия почв должна составлять 130-150 % [5]. Трехкратное использование на удобрение соломы озимой пшеницы, люпина, ячменя в изучаемом севообороте позволило возвратить в круговорот до 91-96 кг/га калия, или 35-47 % от его выноса с урожаем. Солома озимой пшеницы и люпина обеспечила восполнение калия в размере 60 кг/га (23 % от общего выноса), солома озимой пшеницы – 26 кг/га (10 % от выноса). Наиболее благоприятно калийный баланс сложился при совместном использовании минеральных удобрений и соломы зерновых и зернобобовых культур в дозе 6-9 т/га за ротацию севооборота, где его интенсивность достигла уровня 133-138 % (табл. 1).

Таблица 1 - Баланс элементов питания в севообороте (2-ая ротация)

14-09-2015 15-37-03

* симбиотическая азотфиксация

Как уже упоминалось выше, послеуборочные остатки сельскохозяйственных культур являются существенным ресурсом пополнения почвы элементами питания для высших растений и почвенной микрофлоры. За 2 ротации севооборота с 18 т соломы в почву суммарно поступило 148 кг азота, 59 кг фосфора и 198 кг калия.

Анализ данных по изменению агрохимических свойств дерново-подзолистой почвы за 2 ротации севооборота позволил установить следующее. Содержание подвижного фосфора мало изменилось в варианте без удобрений и значительно - на 127 мг/кг почвы- увеличилось в вариантах с ежегодным внесением минеральных удобрений (табл. 2). Заметного влияния соломы на содержание подвижного фосфора в почве не отмечено.

Ежегодное внесение минеральных удобрений способствовало увеличению содержания в почве обменного калия  на 69 мг/кг.  В вариантах с 3-кратным использованием соломы на фоне NPK отмечено более значительное увеличение этого показателя - на 91 мг/кг по сравнению с исходным, что на 22 мг/кг выше относительно фонового варианта. Трехкратное внесение всей соломы зерновых и зернобобовых культур севооборота без минеральных удобрений также сопровождалось ростом  содержание К2Ообм.  к концу 2-ой ротации на 21 мг/кг по сравнению с исходным (табл. 2), что обусловлено высоким содержанием этого элемента в соломе зерновых и зернобобовых культур. В сумме за 2 ротации изучаемого севооборота в опыте с дозой соломы 18 т/га было внесено 180-200 кг К2О.

Таблица 2 - Изменение агрохимических свойств дер­ново-подзолистой почвы за 2 ротации севооборота (0-20 см)

14-09-2015 15-37-21

1 - до закладки опыта (1998 г.); 2 – в конце 2-й ротации  севооборота

Таким образом, проведенными исследованиями показано, что использование в качестве удобрения всего объема послеуборочных остатков зерновых и зернобобовых культур за 2 ротации зернопропашного севооборота обеспечивает повторное вовлечение в биохимический круговорот биогенных элементов в размерах: 148 кг азота, 59 кг фосфора и 198 кг калия или  18-26, 19-27, 35-47 % от общего выноса урожаем культур. Дополнительное поступление элементов минерального питания способствует оптимизации их баланса, увеличению содержания К2Ообм в пахотном слое дерново-подзолистой супесчаной почвы.

Литература

  1. Чекмарев, П.А. Состояние плодородия почв и мероприятия по его повышению в 2012 г. /П.А. Чекмарев // Агрохимический вестник. -2012.- № 1.- С. 2-4.
  2. Анисимова, Т.Ю. Агрохимическая и технологическая эффективность использования узколистного люпина и соломы  в звеньях севооборотов центрального Нечерноземья / Т.Ю. Анисимова // автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук. Москва, 2002. - 24 с.
  3. Русакова, И.В., Еськов, А.И. Оценка влияния длительного применения соломы на воспроизводство органического вещества дерново-подзолистой почвы / И.В. Русакова, А.И. Еськов // Доклады Российской сельскохозяйственной академии. - 2011.- № 5. -С. 28-31.
  4. Русакова, И.В. Воспроизводство плодородия почв на основе использования возобновляемых биоресурсов / И.В. Русакова // Агрохимический вестник. - № 4. - 2013. - С. 7-12.
  5. Шишов, Л.Л., Кораблева, Л.И., Ефремов, В.В., Губанкова, И.А. Рациональный круговорот и баланс питательных веществ в интенсивном земледелии / Л.Л. Шишов, Л.И. Кораблева, В.В.Ефремов, И.А. Губанкова // Агрохимия. - 1987. - № 2. - С. 28-35.

References

  1. Chekmarev, P.A. Sostojanie plodorodija pochv i meroprijatija po ego povysheniju v 2012 g. /P.A. Chekmarev // Agrohimicheskij vestnik. -2012.- № 1.- S. 2-4.
  2. Anisimova, T.Ju. Agrohimicheskaja i tehnologicheskaja jeffektivnost' ispol'zovanija uzkolistnogo ljupina i solomy v zven'jah sevooborotov central'nogo Nechernozem'ja / T.Ju. Anisimova // avtoreferat dissertacii na soiskanie uchenoj stepeni kandidata sel'skohozjajstvennyh nauk. Moskva, 2002. - 24 s.
  3. Rusakova, I.V., Es'kov, A.I. Ocenka vlijanija dlitel'nogo primenenija solomy na vosproizvodstvo organicheskogo veshhestva dernovo-podzolistoj pochvy / I.V. Rusakova, A.I. Es'kov // Doklady Rossijskoj sel'skohozjajstvennoj akademii. - 2011.- № 5. -S. 28-31.
  4. Rusakova, I.V. Vosproizvodstvo plodorodija pochv na osnove ispol'zovanija vozobnovljaemyh bioresursov / I.V. Rusakova // Agrohimicheskij vestnik. - № 4. - 2013. - S. 7-12.
  5. Shishov, L.L., Korableva, L.I., Efremov, V.V., Gubankova, I.A. Racional'nyj krugovorot i balans pitatel'nyh veshhestv v intensivnom zemledelii / L.L. Shishov, L.I. Korableva, V.V.Efremov, I.A. Gubankova // Agrohimija. - 1987. - № 2. - S. 28-35.