В современных условиях экологизации земледелия решение проблемы управления плодородием почв в целом и режимом органического вещества в частности, должно начаться с поисков более дешевых, менее энергоемких путей пополнения запасов гумуса в почве. В этом плане большой интерес представляют внесение в почву соломы и сидератов.
В исследованиях внесение органических удобрений (навоза, соломы и сидератов) способствовало повышению содержание в почве гумуса, нитратного азота и подвижного фосфора.
Введение
Повышение продуктивности и качества сельскохозяйственных культур при сохранении плодородия почв путем активизации биологических факторов, не нарушающих природную сущность и экологическое равновесие агроэкосистем является приоритетным направлением растениеводства. Сюда надо отнести, в первую очередь использование органического вещества растений: навоза, соломы и сидератов.
Все исследователи едины во мнении о необходимости использования всех средств и источников органического вещества. Наиболее доступным и экономически целесообразным в деле улучшения плодородия почв, снижения экологической напряженности и повышения продуктивности пашни является использование биологических источников: навоза, соломы и сидеральных культур. При систематическом применении навоз положительно влияет на содержание гумуса в почве [1,2,3,4].
На темно-каштановых почвах после прохождения пятилетней ротации зернотравяного севооборота отмечалось увеличение гумуса на 0,15% от запашки соломы[5].
Преимущество сидеральных культур заключается в том, что они улучшают агрохимические, агрофизические и биологические свойства почвы, выполняют фитосанитарную роль, повышают эффективность других агроприемов, направленных на повышение продуктивности пашни и предотвращают все виды эрозии в весенне- летний период [6,7].
При запашке зеленой массы сидератов с урожайностью 350–400 ц/га в почву попадает 150–200 кг азота, что равноценно 30–40 т/га стандартного навоза, причем коэффициент использования азота зеленого удобрения вдвое выше, чем навоза [8].
Сидераты считаются наиболее дешевыми, экологически выгодными и перспективными органическими удобрениями. В засушливых условиях, где не удаются другие бобовые культуры, возделываемые на зеленое удобрение, первое место принадлежит двухлетнему желтому доннику. Особое его значение как сидерата отмечено в степных районах Поволжья и Казахстана [9,10].
В условиях Западного Казахстана проблема повышения продуктивности и качества сельскохозяйственных культур на зерно и кормовые цели при сохранении плодородия почвы является актуальной. В связи с этим проводились комплексные исследования по совершенствованию системы возделывания сельскохозяйственных культур с использованием биологических приемов регулирования почвенного плодородия.
Материалы и методы исследований. Экспериментальные исследования проводились в 1 зоне Западно-Казахстанской области на темно-каштановых почвах на зернопаровом севообороте с чередованием культур пар – озимая пшеница – яровая пшеница – ячмень. Изучали различные виды удобрений: контроль без удобрений; минеральное удобрение: пар (Р60) – озимая пшеница (N30) – яровая пшеница (N20P20) – ячмень (N20P20) ; органическое удобрение: пар (навоз 40 т/га) – озимая пшеница – яровая пшеница(солома озимой пшеницы) – ячмень (солома яровой пшеницы); органоминеральное удобрение: пар (навоз 40 т/га) – озимая пшеница (N30) – яровая пшеница (N20P20+ солома озимой пшеницы) – ячмень (N20P20+солома яровой пшеницы); сидеральное удобрение: донник (сидерат) – озимая пшеница – яровая пшеница (навоз 40 т/га) – ячмень (солома яровой пшеницы). Все сорта, изучаемые в опыте районированные. Агротехника возделывания полевых культур общепринятая для зоны. В почвенных образцах определение нитратного азота проводили реактивом Лунге- Грисса (дисульфо-феноловым методом), определение подвижных соединений фосфора по методу Мачигина, определение органического вещества по Тюрину;
Результаты. Как показывают данные исследований, за период ротации севооборота с чистым паром на контроле отмечено снижение гумуса в почве в слое 0– 40 см на 0,12%.
В опыте с повышением урожая культур увеличивался вынос азота. Вынос питательных веществ с урожаем не покрывался содержанием последних в почве, и компенсировался разложением гумуса почвы, которое было интенсивным в условиях повышенного увлажнения (табл.1).
Таблица 1. Изменение содержания гумуса в почве по вариантам опыта, % к массе почвы
Снижение гумуса в почве равнялось 0,11–0,12%. Внесение навоза и ежегодная запашка соломы в почву приводили к поступлению в почву органического вещества. За ротацию севооборота содержание гумуса увеличилось на 0,03–0,05%.
При внесении только минеральных удобрений в севообороте отмечено снижение содержания гумуса в почве. Снижение гумуса составило 0,05–0,09% или для слоя 0–40 см – в среднем 0,07%.
При запашке биомассы сидератов отмечена прибавка гумуса. Она составила в слое 0–20 см 0,04%, в слое 20–40 см – 0,01% и для слоя 0–40 см в среднем – 0,03%. Такая незначительная прибавка гумуса объясняется неравномерным поступлением органического вещества в почву, которое приходилось главным образом на начало ротации севооборота.
Количество гумуса в почвах опытного участка в годы исследований под озимой пшеницей колебалось от 3,10 до 3,17% с отклонениями ±0,036...0,052%. Содержание гумуса в почве под озимой пшеницей в севообороте изменилось в пределах 0,06. .0,07%. Его увеличение было отмечено в одинаковой степени и на фоне навоза, органо- минеральных удобрений, а также сидератов.
При внесении минеральных удобрений изменение содержания гумуса в почве по сравнению с контролем не наблюдалось.
Следует отметить слабое варьирование гумуса по годам. Об увеличении гумуса по вариантам за период ротации можно говорить лишь в годы после внесения навоза и запашки сидератов в почву.
Как показывают данные исследований, виды удобрений оказывают также влияние на содержание в почве нитратного азота и подвижного фосфора под посевами озимой пшеницы (табл. 2).
Таблица 2. Содержание нитратного азота и подвижного фосфора в почве по годам первой ротации севооборота, мг на 100 г почвы (всходы)
В уборку содержание азота в слое 0–20 см по минеральным удобрениям, навозу с соломой и сочетание навоза с соломой и минеральными удобрениями было по сравнению с контролем больше на 0,75; 0,73; 0,60 мг на 100 г почвы или на 30,3; 29,5 и 24,3% соответственно. Больше всего остаточного азота в уборку было после запашки сидератов 1,45 мг или 58,7%. Уменьшение нитратного азота к уборке на контроле в слое 0-20см было 1,15 мг, в слое 20–40 см – 0,89 мг на 100 г почвы. При внесении минеральных удобрений эта разница равнялось 0,99 и 0,90 мг; при применении в качестве удобрений навоза и соломы 1,33 и 1,28 мг без минеральных удобрений, и 1,70 и 0,79 мг при внесении в сочетании с минеральными удобрениями.
При запашке сидератов, навоза и соломы снижение азота к уборке по слоям равнялось 0,86 и 1,20 мг на 100 г почвы. На этом варианте отмечена наименьшая разница в содержании азота от весны к осени в посевах озимой пшеницы. Это можно объяснить сравнительно медленным разложением свежего органического вещества.
Внесение минеральных удобрений увеличивало содержание нитратного азота в почве на 15,7%; навоза и органоминеральных удобрений – на 19,7 и 23,7%; а запашка сидератов (донника) – на 27,1%. Видимо, это объясняется биологической азотфиксацией в посевах донника.
Значительно возрастало содержание нитратного азота в темно-каштановых почвах при внесении под озимую пшеницу минеральных азотных удобрений.
При запашке сидератов (донника) содержание нитратного азота в почве в слое 0– 40 см было 4,13 мг; в слое 0–20 см – 4,78 мг; в слое 20–40 см – 3,50 мг на 100 г почвы. Наиболее гомогенным в данном случае был верхний слой почвы.
При внесении минеральных удобрений содержание азота в почве интенсивнее повышалось при меньших дозах по сравнению с органическими удобрениями. Наибольшее содержание фосфора в почве в среднем за годы первой ротации севооборота под озимой пшеницей весной отмечено на вариантах с внесением удобрений.
Внесение навоза под пар повысило содержание фосфора в слое 0–40 см на 0,33 на 100 г почвы или на 17,1%, а навоза совместно с минеральным удобрением – на 0,43 мг на 100 г почвы или на 22,3%. Запахивание донника как сидерата повысило содержание фосфора в слое 0–40 см на 0,44 мг на 100 г почвы, или на 22,8%. Внесение P60 под пар повысило содержание подвижного фосфора на 0,13 мг на 100 г почвы, или на 6,7%. Наилучший фосфорный режим под озимой пшеницей складывался на варианте с совместным внесением органических и минеральных удобрений.
В уборку содержание фосфора в почве было выше на вариантах с внесением органических и органоминеральных удобрений, несмотря на более высокое потребление этого элемента растениями озимой пшеницы за вегетацию.
На контроле в слое 0–40 см содержание фосфора в почве снизилось за счет потребления его растениями на 1,55 мг на 100 г почвы; на варианте с внесением навоза под пар – на 1,59 мг на 100 г почвы; при внесении органоминеральных удобрений – на 1,15 мг на 100 г почвы; при запашке сидератов – на 1,69 мг на 100 г почвы.
В фазу кущения озимой пшеницы содержание фосфора при внесении минеральных удобрений в слое 0–20 см повышалось на 0,43 мг на 100 г почвы или на 10,2%, а в слое 20–40 см всего на 0,05 мг на 100 г почвы; при внесении навоза соответственно слоям 0,68 и 0,56 мг на 100 г почвы или 16,1 и 20,9%.
Совместное применение навоза, соломы и минеральных удобрений увеличивало содержание фосфора в слое 0–20 см на 1,03 мг на 100 г почвы или 24,5%, в слое 20–40 см – на 0,59 мг на 100 г почвы или 22,1%.
При запашке сидератов совместно с навозом и соломой доступного фосфора в слоях 0–20, 20–40 см было больше, чем на контроле на 1,08 и 0,58 мг на 100 г почвы или на 25,7 и 21,7%.
Самое высокое содержание фосфора было на вариантах с навозом, навозом и минеральными удобрениями и при совместном применении сидератов, навоза и соломы. Такое распределение фосфора в почве сохранялось до уборки.
Выводы. В условиях Западного Казахстана использование органических, органоминеральных и сидерально-органических удобрений позволяет повысить эффективное и потенциальное плодородие темно-каштановых почв. При этом обеспечивается устойчивый характер накопления органического вещества в почве при запашке навоза и соломы (+0,04%), сидератов (+0,03%). Использование органических, органоминеральных и сидерально-органических удобрений обеспечивало накопление азота в почве и наиболее благоприятно действовал на фосфорный режим.
Литература
- Kirkham, Disposal sludge on land: effect on soils, plants and ground water / M. Kirkham // – Compost Sci. – 1974. – Vol. 15. – № 2. – P. 6–10.
- Gaynor, S.D. Soil degradation of wastewater sludges containing chemical precipitants /S.D. Gaynor // – Snuiron. Pulut. –1979. –Vol. 20, № 1. – P. 57–64.
- Скроманис, А. А. Плодородие почв и использование навоза / А. А. Скроманис. – Рига: Авотс, 1989. – 243 с.
- Цуркан, М. А. Агрохимические основы применения органических удобрений / М. А. Цуркан. – Кишинев: Штиинца, 1985. – 287 с.
- Назаров, И. В. Влияние длительного применения удобрений на окислительно- восстановительные свойства и буферность чернозема южного / И. В. Назаров // Сб. материалов научной конференции. – Пенза: ВЦ ПГСХА, 2000. – С. 52–54.
- Березин, A. M. Эффективность сидеральных паров в условиях Красноярской лесостепи / А. М. Березин. – Красноярск, 1980. – 85 с.
- Довбан, К. И. Зеленое удобрение / К. И. Довбан. – М.: Агропромиздат, 1990. – 208 с.
- Медведев, В. В. Оптимизация агрофизических свойств черноземов / В. В. Медведев. – М.: Агропромиздат, 1988. – 157 с.
- Насиев, Б.Н. Приемы совершенствование системы возделывания полевых и кормовых культур в Западном Казахстане / Б.Н. Насиев – Уральск, 2006 . – 300 с.
- Вьюрков, В. В. Использование соломы для воспроизводства органического вещества почвы в полевых севооборотах сухостепной зоны Приуралья / В. В. Вьюрков // Вестник ЗКГУ. – Уральск, 2001. – № 2. – С. 40–45.