Медь и марганец в агроландшафтах юга нечерноземья и оптимизация их применения в полевых агроценозах (стр. 10 )

Влияние ландшафтных условий местности на динамику форм

соединений микроэлементов и тяжелых металлов в почвах

Динамика форм соединений микроэлементов за вегетационный период яровой пшеницы (Кемлянский совхоз-техникум

Ичалковского района, 1984 г.)

Прогноз эффективного применения медных и марганцевых удобрений обусловливает необходимость изучения динамики форм их соединений в онтогенезе растений с целью определения срока внесения некорневых подкормок.

Отбор почвенных образцов проводился с чернозема выщелоченного тяжелосуглинистого из слоя 0–20 и 21– 40 см в фазы кущения, стеблевания, колошения и полной спелости зерна. Количество валовой меди в почве не зависело от сроков отбора образцов и составило 17,0 млн–1. Максимальное содержание необменной меди отмечено в стеблевание пшеницы – 6,5 млн–1, к уборке оно снизилось до 4,3 млн–1. Между содержанием необменной меди и сроком отбора почвы корреляционная связь более существенна для слоя
21–40 см (у=5,13+1,19х–0,36х2, r=0,69±0,3).

В исследуемых слоях почвы количество обменной меди снижается примерно в два раза – с 0,7–0,9 до 0,4 млн–1. Уравнение регрессии показывает, что характер изменения количества обменной меди в зависимости от сроков отбора в обоих слоях одинаков и подчиняется квадратичной зависимости у=0,92+0,09х–0,04х2 (r=0,57±0,01).

Максимум содержания меди в составе органического вещества в почве отмечали к уборке яровой пшеницы Белорусская 12–3,9 млн–1. Для обоих слоев почвы изменения аппроксимируются уравнением вида
у=2,83–1,18х+0,31х2 (r=0,60±0,2).

Пределы колебания уровня меди в составе несиликатных соединений железа за вегетационный период в обоих слоях относительно невелики (r=0,46–0,60), но содержание меди в составе аморфных соединений снизилось с 6,7 до 3,0 млн–1. При этом функциональная связь более сильная (r=0,70–0,83).

Максимальное содержание водорастворимой меди было в фазу кущения пшеницы – 0,33 млн–1. К уборке ее количество снизилось до 0,10 млн–1. Уравнение регрессии показывает линейную и степенную зависимость от срока отбора проб: для слоя 0–20 см у=0,08+0,32х (r=0,74±0,02),для слоя
21–40 см у=0,34х(-0,79) (r=0,96±0,04).

Таким образом, снижение содержания легкоподвижных соединений меди в период роста и развития растений и их перехода в недоступные формы вызывает необходимость проведения некорневых подкормок, особенно в колошение пшеницы.

Динамика тяжелых металлов в почвах

Динамика тяжелых металлов подвержена значительному варьированию по годам. За 2000–2005 гг. коэффициент вариации меди на реперных участках локального мониторинга в агроландшафтах опольно-эрозионного типа составлял 13,3–23,0 %, марганца – 25,1–37,6 %. В остальных агроландшафтах варьирование меди составляет 8,6–18,9 % (слой 0–20 см). Сильная вариация по годам характерна для марганца: для дерново-подзолистой почвы полесского агроландшафта вариация достигает 46,8–51,6 %, а в черноземах – 25,3–38,4 %. Максимальное количество ТМ в слое 0–60 см определено весной, минимальное – летом. Для рассматриваемых ТМ характерно постепенное снижение их содержания от пахотного горизонта к подпахотному. Из агрохимических показателей почвы и компонентов ландшафта в целом наиболее существенно влияют на содержание ТМ гумус, рН и атмосферные осадки. Для слоя почвы 0–60 см коэффициент множественной корреляции R=0,84±0,12. В пахотном слое почвы на динамику меди эти факторы оказывают также существенное влияние: у=16,53–0,10х1–0,47х2–0,0277х3 (R=0,84±0,13), где х1 – содержание органического вещества в почве, %; х2 – величина рН; х3 – осадки за год, мм. Абсолютное содержание тяжелых металлов (Cu, Mn) в почвах агроландшафтов Мордовии значительно ниже ПДК, поэтому проблемы снижения их токсичности в республике не существует.

Влияние ландшафтных условий местности на содержание

тяжелых металлов в растениях

По данным локального мониторинга химического состава растений и нашим определениям в полевых опытах можно констатировать, что при ПДК меди в зерне 5,0 млн–1 ее количество в пшенице, ржи, ячмене, горохе и других культурах в опольно-эрозионных агроландшафтах колеблется в пределах 1,8–3,0 млн–1, в полесских – 1,7–2,1 млн–1.

Наиболее низкое содержание марганца характерно для растительности ландшафтов опольно-эрозионного типа – 14,6 млн–1 против – 20,1 млн–1 в среднем для растений полесских ландшафтов. В целом характер распределения тяжелых металлов в растениях аналогичен распределению микроэлементов: больше меди в агроландшафтах опольно-эрозионного типа с черноземными почвами и меньше в группе агроландшафтов полесского типа с дерново-подзолистыми почвами. По марганцу отмечается обратная зависимость. В течение вегетационного периода растений максимальное содержание тяжелых металлов определено в кущение и минимальное – в период созревания культуры.

Влияние систем земледелия на баланс меди и марганца и экологическая оценка их применения в агроландшафтах юга Нечерноземья

По данным агрохимслужбы Мордовии, валовое содержание меди в диаммофоске составляет 8,0 млн–1, а марганца – 38,0 млн–1. На ландшафты опольно-эрозионного типа в год выпадает 470 мм осадков с содержанием меди и марганца 0,009–0,010 млн–1/л. По аналитическим данным, в почве содержится около 1 % водорастворимой и обменной меди. То есть поступающие с атмосферными осадками медь и марганец почти полностью теряются с фильтрационными водами. В измельченной соломе злаков содержание меди составляет 1,1 млн–1, а марганца – 16,9 млн–1, в сидеральной массе клевера лугового – соответственно 2,6 и 10,6 млн–1, в зерне пшеницы и ячменя – 3,5 и 20,4 млн–1. Для некорневой подкормки растений использовались химически чистые соли – медь сернокислая (250 г/га в год – 60,0 г в пересчете на элемент) и марганец сернокислый (250 г/га в год). Статьи баланса приведены в табл. 14.

Биоэнергетическая и экономическая оценка применения медных и марганцевых микроудобрений в агроландшафтах юга Нечерноземья

Энергетическая оценка способов применения медных и марганцевых микроудобрений в интенсивных технологиях возделывания озимой пшеницы, ржи и ячменя на фоне агроландшафтов разных типов

Энергетические затраты на возделывание озимой пшеницы и ржи по интенсивной технологии в агроландшафтах опольно-эрозионного типа варьируют в пределах 45,9–46,6 ГДж/га, в ландшафтах конечно-моренные гряды – 45,5–46,2, полесских – 45,4–46,0 ГДж/га. Коэффициент биоэнергетической эффективности озимой пшеницы был самым высоким в агроландшафтах опольно-эрозионного типа – 2,09 против 1,34 в ландшафтах конечно-моренные гряды и 0,99 – в полесских. Среди вариантов максимальный коэффициент – 2,23 приходится на обработку семян и посевов сульфатом марганца, а в полесских – сульфатом меди – 1,06. В целом биоэнергетическая эффективность возделывания озимой пшеница, ржи и ячменя снижается от агроландшафтов опольно-эрозионного типа к полесским.

Энергетическая оценка предпосевной обработки семян сульфатом меди на фоне макроудобрений, способов использования клевера лугового
и его заделки в ресурсосберегающих технологиях возделывания яровой мягкой и твердой пшеницы

Максимальный выход валовой энергии с урожаем мягкой и твердой пшеницы получен при использовании клевера лугового на семена – 47,8 и 32,1 ГДж/га, на сидераты – 43,9 и 31,6, на сено – 41,5 и 27,2 ГДж/га соответственно на вариантах с отвальной вспашкой и применением медных удобрений по фону припосевного внесения NPK и мочевины в фазу колошения. Однако с увеличением энергоемкости технологии коэффициент биоэнергетической эффективности возделывания мягкой и твердой пшеницы снижается с 2,60 и 2,53 на контроле до 2,10 и 1,30 соответственно на варианте с медью и азотом.

Таблица 14 – Баланс меди и марганца в звене озимая пшеница – яровая пшеница – ячмень при разных

системах земледелия (2000–2002 гг.)

Предшественник	Вариант	Урожайность, т/га	Приход, г	Расход, г	Баланс: +, –
зерно	солома	удобрения	солома	сиде-раты	атмосферные осадки	микроудобрения	вынос с урожаем зерна	фильтрация в грунтовые воды	отчуждение с сеном клевера	технология
адаптивно-ландшафтная	техно-генная
Клевер на сено	1	10,24 10,24	15,36 15,36	3,6 17,1	16,9 259,6	–	47,0 108,1	–	35,8 208,9	46,2 107,0	20,8 84,8	–35,3 –15,9	–52,2 –275,6
2	10,67 10,67	16,01 16,01	3,6 17,1	17,6 270,6	–	47,0 108,1	240,0 –	37,3 217,7	46,2 107,0	20,8 84,8	+203,9 –13,7	–53,7 –284,3
3	10,90 10,90	16,35 16,35	3,6 17,1	18,0 276,3	–	47,0 108,1	– 217,5	38,2 222,4	46,2 107,0	20,8 84,8	–36,6 +204,8	–54,6 –289,0
Клевер на сидераты	1	11,45 11,45	17,18 17,18	3,6 17,1	18,9 290,3	20,8 84,8	47,0 108,1	–	40,1 233,6	46,2 107,0	–	+4,0 +159,7	–75,4 –590,5
2	12,02 12,02	18,03 18,03	3,6 17,1	19,8 304,7	20,8 84,8	47,0 108,1	240,0 –	42,1 245,2	46,2 107,0	–	+242,9 +162,5	–349,3 –616,5
3	12,26 12,26	18,39 18,39	3,6 17,1	20,2 310,8	20,8 84,8	47,0 108,1	– 217,5	42,9 250,1	46,2 107,0	–	+2,5 +381,2	–109,5 –845,0
Вико-овсяная смесь на зерно	1	9,51 9,51	14,27 14,27	3,6 17,1	15,7 241,2	–	47,0 108,1	–	33,3 194,0	46,2 107,0	–	–13,2 +65,4	–58,9 –175,8
2	9,85 9,85	14,78 14,78	3,6 17,1	16,2 249,8	–	47,0 108,1	240,0 –	34,5 200,9	46,2 107,0	–	+226,1 +67,1	–316,3 –182,7
3	10,21 10,21	15,32 15,32	3,6 17,1	16,8 258,9	–	47,0 108,1	– 217,5	35,7 208,3	46,2 107,0	–	–14,5 +286,3	–78,1 –666,5
Пар чистый	1	10,16 10,16	15,24 15,24	3,6 17,1	16,8 257,6	–	47,0 108,1	–	35,6 207,3	46,2 107,0	–	–14,4 +68,5	–78,0 –446,7
2	10,36 10,36	15,54 15,54	3,6 17,1	17,1 262,6	–	47,0 108,1	240,0 –	36,3 211,3	46,2 107,0	–	+225,2 +69,5	–319,0 –455,7
3	10,66 10,66	15,99 15,99	3,6 17,1	17,6 270,2	–	47,0 108,1	– 217,5	37,3 217,5	46,2 107,0	–	–15,3 +288,4	–62,9 –687,0

Примечание. В числителе – медь, в знаменателе – марганец.