Влияние удобрений на плодородие почв северной лесостепи западной Сибири (стр. 5 )

Возделывание картофеля с N80К160-удобрениями и без них уменьшало содержание легкодоступного фосфора (I) от среднего до низкого. Удобрения N80Р80К160 компенсировали вынос фосфора картофелем и повышали его количество в почве в 8 раз по сравнению с контролем (рис. 9).

Содержание подвижного фосфора (Q) в пахотном слое чернозёма выщелоченного повышенное. В варианте без удобрений оно уменьшалось на 30-60% по сравнению с исходным уровнем. Азотно-калийные удобрения увеличивали количество обменного фосфора на 27%, а азотно-фосфорно-калийные – на 42% по сравнению с контролем (рис. 10).

Р2О5, мг/кг

Рис. 9 – Динамика легкодоступного фосфора в слое 0-20 см чернозёма выщелоченного при внесении минеральных удобрений под картофель

Р2О5, мг/кг

Рис. 10 – Динамика подвижного фосфора в слое 0-20 см чернозёма выщелоченного при внесении минеральных удобрений под картофель

Доля легкодоступного фосфора в почве при возделывании картофеля без удобрений и с N80K160-удобрениями уменьшалась в 3 раза, а с N80Р80K160 – увеличивалась в 5 раз.

Соотношение между количеством подвижного фосфора (Q) и его интенсивностью (I) характеризует фосфатную буферную способность почвы (ВСР), которая показывает, какое количество подвижных фосфатов должно перейти из их общего запаса в почвенный раствор или должно быть внесено в почву для изменения концентрации фосфора в почвенном растворе на единицу (Гинзбург, 1981). Выращивание картофеля без удобрений повышало фосфатную буферную способность чернозёма выщелоченного в 3 раза, в варианте N80K160 – в 1,4 раза, а при внесении N80Р80K160 – удобрений она уменьшалась в 5 раз (рис. 11).

Рис. 11 – Изменение фосфатной буферной способности чернозёма выщелоченного при внесении минеральных удобрений под картофель

Общее количество легкодоступного фосфора (I), извлечённое из почвы в варианте с N80P80K160-удобрениями составило 60 кг/га, в контроле и варианте N80K160 – 8 кг/га (рис. 12). Подвижного фосфора (Q) в варианте N80P80K160 извлекалось в 1,4 раза больше, чем в контроле. Следовательно, ежегодное внесение N80P80K160 может компенсировать вынос легкодоступного и подвижного фосфора картофелем.

Рис. 12 – Влияние минеральных удобрений на десорбцию легкодоступного (I) и подвижного (Q) фосфора из слоя 0-20 см чернозёма выщелоченного при выращивании картофеля

В составе минеральных фосфатов чернозёма 68% приходилось на Са-Р3 и 25% – на фосфаты активных фракций, большая часть из которых – фосфаты Ca-P2, хорошо доступные для растений. Возделывание картофеля без удобрений (контроль) незначительно уменьшало количество минеральных фосфатов и на 22% – активных фракций, в основном, за счёт фосфатов Ca-P1 и Ca-P2. Удобрения N80К160 поддерживали, а N80Р80К160 повышали содержание минеральных фосфатов на 38%, а долю их активных фракций до 39% от суммы, увеличивая подвижность фосфатов Ca-P3.

Высокая мобилизация почвенного калия в чернозёме выщелоченном при возделывании картофеля компенсировала его вынос урожаем в контроле и увеличивала содержание в почве на 34-39%. Удобрения поддерживали и повышали содержание калия в почве. Для получения высоких урожаев картофеля интенсивных среднеранних сортов и сохранения калийного статуса чернозёмов следует вносить калийные удобрения, компенсирующие вынос калия на 50%.

Вынос элементов питания картофелем из почвы зависел от величины урожайности и сорта и возрастал в ряду: фосфор < азот = калий. Отношение N:Р:К в клубнях картофеля в контроле составило 4:1:4, а в варианте с N80К160 - и N80Р80К160-удобрениями – 4:1:5 и 3:1:6. Потребление азота картофелем в контроле – 93 кг/га при его дефиците в почве 86 кг/га. Удобрения увеличивали вынос азота картофелем на 20-26%, снижая его дефицит в почве в 3 раза по сравнению с контролем и увеличивая интенсивность баланса азота с 13% до 80%. Поглощение фосфора картофелем в контроле – 20 кг/га, а дефицит в почве – 1,3 кг/га. Удобрения повышали вынос фосфора на 29-56%, а интенсивность его баланса в почве составила 110 и 250%. Потребление картофелем калия в контроле – около 90 кг/га при дефиците в почве 160 кг/га. Удобрения увеличивали его поглощение на 52 и 96%, а интенсивность баланса калия составила 200-250%.

4.3 Влияние сидеральных культур на плодородие чернозёмов выщелоченных. Зелёное удобрение – важное средство повышения плодородия почв, длительно использующихся в пашне. Запашка сидератов на месте их выращивания не требует транспортных средств на перевозку и внесение (Довбан, 1990; Надёжкин и др., 1998; Сорокин, 2003; Яшутин и др., 2008).

Урожайность сидеральных культур в условиях опыта составила 140-156 ц/га. В зелёной массе сидератов накапливалось 65-78 кг/га азота, 12-15 фосфора, 57-142 калия, 10 кальция и 7-11 кг/га магния.

Сидеральные культуры не влияли на величину рН чернозёма выщелоченного. Сумма обменных оснований, степень насыщенности высокие и одинаковые в почве всех вариантов. Запасы продуктивной влаги в пахотном и метровом слое сидеральных паров такие же, как в чистому пару. Зелёная масса сидеральных культур поддерживала содержание и запасы гумуса в пахотном слое чернозёма. Фацелия повышала отношение Сгк:Сфк, а остальные сидераты – поддерживали его, сохраняя устойчивость гумуса.

Обогащённость органического вещества азотом (С:N) пахотного слоя чернозёма учхоза (более 50-ти лет в пашне) из-за прочной связи азота с гумусом невысокая – 15 и увеличивалась с глубиной. Содержание нитратного азота в слое 0-20 и 0-40 см при запашке сидератов уменьшалось в ряду: пар чистый > пар сидеральный (рапс+горчица) = пар сидеральный (горох+овёс) > пар сидеральный (фацелия). Высокая обеспеченность почвы нитратным азотом отмечена в чистом пару и сидеральном со смесью рапс+горчица и средняя – в остальных. Наибольшие запасы нитратного азота в слое 0-40 см чернозёма накапливались в чистом пару и сидеральном пару со смесью рапс+горчица – 38 и 34 кг/га, а в метровой толще – в сидеральном пару с горохоовсяной смесью и фацелией – 55 и 48 кг/га.

Следовательно, на чернозёмах выщелоченных в качестве сидератов, улучшающих азотное питание сельскохозяйственных культур, в первую очередь можно использовать горохоовсяную смесь и смесь рапс+горчица, но во втором случае посевы сильно повреждаются крестоцветной блошкой и требуют дополнительных затрат на химическую обработку. Поэтому с экономической и экологической точек зрения в качестве сидеральных культур, положительно влияющих на нитратный режим чернозёмов выщелоченных, целесообразно возделывать горохоовсяную смесь и фацелию.

Обогащённость органического вещества фосфором (С:Р) чернозёма выщелоченного низкая – 19. Больше всего легкодоступного фосфора (I) в пахотном слое накапливалось в сидеральном пару с горохоовсяной смесью. Cидераты увеличивали в 1,3 раза содержание подвижного фосфора (Q). Наибольшим оно было в чистом и сидеральном пару смесью рапс+горчица.

Сидеральный пар с горохоовсяной смесью повышал долю легкодоступного фосфора в чернозёме выщелоченном, но она оставалась низкой. Значит, чернозёмы выщелоченные, используемые для выращивания сельскохозяйственных культур по сидеральным парам, нуждаются в легкодоступном фосфоре, который необходимо вносить с фосфорными удобрениями.

Сидеральные пары не оказывали существенного влияния на количество минеральных фосфатов и их активных фракций в чернозёме выщелоченном. В пару с фацелией и смесью рапс+горчица повышалась подвижность фосфатов Са-Р3 и за их счёт увеличивалось содержание фосфатов активных фракций, улучшающих фосфатный режим чернозёма (рис. 13).

Содержание обменного калия в пахотном слое чернозёма выщелоченного под всеми сидеральными парами примерно одинаковое и такое же высокое как в чистом пару – 150-165 мг/кг К2О.

Сидераты накапливали в пахотном слое 50-70 кг/га азота и создавали положительный баланс азота в почве. Баланс фосфора отрицательный, дефицит его в почве составил 50-80 кг. Положительный баланс калия обеспечивал только сидеральный пар с фацелией, в остальных парах дефицит калия составил 30-80 кг/га.

Рис. 13 – Содержание (мг/100 г) и относительное распределение (%) минеральных фосфатов в слое 0-20 см чернозёма выщелоченного по сидеральным парам