Изменение показателей потенциального и эффективного плодородия светло-каштановой почвы в условиях длительного применения удобрений под сахарную свеклу в свекловичном севообороте

Сельское хозяйство/2. Земледелие, почвоведение и агрохимия

Д.с.х.н., профессор Калдыбаев С., к.с.х.н. Малимбаева А.Д.,

магистрант Утеулина Л.

Казахский национальный аграрный университет, Казахстан

Среди актуальных вопросов, требующих решения в условиях длительного стационарного опыта, одно из первых мест занимает вопрос о влиянии минеральных удобрений при длительном их применении на характер изменения плодородия. Его решение важно как для долгосрочного прогнозирования силы и направленности действия удобрений, так и для дальнейшего совершенствования рекомендуемых систем удобрений.

Условия и объекты исследования. Исследования проводились в 2012-2013 гг., в условиях полевого стационарного опыта отдела агрохимии в 7-польном свекловичном севообороте, заложенном в 1961 году на орошаемой светло-каштановой почве на территории Каскеленского опытного хозяйства Научно-производственного центра земледелия и растениеводства.

Чередование культур в севообороте:1. Озимая пшеница+люцерна;

2. Люцерна 2 года жизни; 3. Люцерна 3 года жизни; 4. Сахарная свекла; 5. Озимая пшеница; 6. Сахарная свекла; 7. Кукуруза на зерно

Общая площадь делянок 216 м2, повторность 4х-кратная.

Объекты исследований: Сахарная свекла – Авантаж. Посев сахарной свеклы 2 мая.

Схема опыта:	Сахарная свекла
1. Контроль (без удобрений)	1. Контроль (без удобрений)
2. NK	2. N₆₀ K₁₂₀
3. NPK	3. N₆₀ P₉₀ K₁₂₀
4. NP_1,5K	4. N₆₀ P₁₃₅ K₁₂₀

Всего внесено минеральных удобрений за годы исследования, 1961-2012 гг. (поле 5 – сахарная свекла, данные КазНИИЗР, отдела «Минерального питания и агроэкологии»)
годы исследования		N	Р₂О₅	К₂О
1961-1977	контроль (без удобрений)	-	-	-
	NK	1160	-	990
	NPK	1160	1120	990
	NP_1,5K	1160	1680	990
1978-1996	контроль (без удобрений)	-	-	-
	NK	1210	-	1410
	NPK	1210	1000	1410
	NP_1,5K	1210	1385	1410
199-2012	контроль (без удобрений)	-	-	-
	NK	880	-	1140
	NPK	880	740	1140
	NP_1,5K	880	825	1140
итого за 1961-2012	контроль (без удобрений)	-	-	-
	NK	3250	-	3540
	NPK	3250	2860	3540
	NP_1,5K	3250	3870	3540

В качестве азотных удобрений использовали мочевину (46% д.в.), фосфорных – двойной гранулированный суперфосфат (47% д.в.), калийных – хлористый калий (60% д.в.).

Фосфорные и калийные удобрения, как в свекловичном севообороте вносили полностью под основную обработку. Азотные удобрения в свекловичном севообороте вносили под основную обработку – 2/3 часть годовой нормы под вспашку и 1/3 весной в подкормку согласно схеме опыта.

С целью агрохимической характеристики свойств почв опытного участка и изучения влияния длительного применения удобрений на содержание размеры и темпы поступления и выноса элементов минерального питания на формирование урожая и качества продукции сахарной свеклы в свекловичном севообороте отбирали почвенные и растительные образцы.

В почвенных образцах определяли агрофизические свойства, в том числе:

содержание гумуса по Тюрину;рН почвы на рН метре; гранулометрический состав по Качинскому; агрохимические свойства, в том числе: нитратный азот (N-NО3) по методу Грандваль-Ляжу дисульфофеноловой кислотой; аммиачный азот (N-NН4) – реактивом Несслера; подвижный фосфор по Мачигину – колориметрически; обменный калий на пламенном фотометре в той же вытяжке, что и подвижный фосфор 1% (NН4)2 СО3; В растительных образцах по основным фазам роста и развития культур определяли: процент сухого вещества – термостатно-весовым методом; общее содержание N, Р, К методом мокрого озоления по Гинзбург и Щегловой, далее азот по Къельдалю, фосфор – колориметрически, калий – на пламенном фотометре.

Результаты исследования. Исходная агрохимическая характеристика светло-каштановой почвы по данным 1961 года показывает, что по запасам органического вещества, азота, фосфора светло-каштановая почва является более окультуренной и обладает довольно высоким потенциальным плодородием (таблица 4).

Исследования в шестой ротации (2002-2009 гг.) свекловичного севооборота проводились С.Б. Рамазановой., Г.Ш. Баймагановой , Е.Т. Сулейменовым, Е.В. Ташеновой, Г.Ж. Алиевой. Полученные за 6 ротацию 7-польного свекловичного севооборота данные показали, что длительное,более 50 лет, возделывание культур без применения удобрений приводит к истощению орошаемой светло-каштановой почвы.

Содержание гумуса в слое 0-20 и 20-40 см при исходном содержании соответственно 2,60 и 2,50 % к концу 6-ой ротации севооборота составило 2,10 и 2,00 %, или уменьшилось на 19 и 18% (таблица 4).

Таблица 4 – Влияние длительного применения минеральных удобрений в свекловичном севообороте на изменение показателей плодородия почв

Почва

рН

Гумус

Валовые формы, %

Подвижные формы, мг/кг

т/га

N л.г.

NO₃

P₂O₅

K₂O

Исходная почва (1961 г.)

7,5

2,60

2,50

93,6

90,0

0,205

0,200

0,221

0,218

1,90

1,59

72,8

24,0

19,5

525

470

Контроль (без удобрений, конец 6 ротации, 2009 г.)

7,4

2,10

2,00

75,6

72,0

0,125

0,122

0,160

0,140

1,53

1,25

60,0

52,3

13,0

11,0

420

365

Систематическое применение минеральных удобрений (конец 6 ротации, 2009 г.)

7,3

2,31

2,15

83,2

77,4

0,182

0,162

0,252

0,244

2,10

1,85

120

90,3

42,6

30,6

630

580

Систематическое применение минеральных удобрений (7 ротация, 2013 г.)

7,3

2,28

2,13

82,1

76,7

0,173

0,160

0,262

0,254

2,20

1,90

122

95,0

48,4

33,7

642

570

На варианте с длительным и систематическим применением минеральных удобрений содержание гумуса на конец 6 ротации составило 2,31 и 2,15 %, или уменьшилось на 12 и 14 %. В год исследования (2013 г), содержание гумуса составило 2,28 и 2,13% или уменьшилось еще на 0,3 и 0,8 %.

Содержание валовых форм питательных элементов в исходной светло-каштановой почве в слое 0-20 см составило, %: N – 0,205, P – 0,221 и K – 1,90, в слое 20-40 см 0,200, 0,218 и 1,59 соответственно. При длительном использовании светло-каштановых почв без удобрений, за более 50 лет, содержание элементов питания в слое 0-20 см составило: азота -0,125, фосфора -0,160 и калия -1,53, в слое 20-40 см: 0,122, 0,140 и 1,25 соответственно. На вариантах с систематическим внесением полного минерального удобрения содержание валовых форм питательных элементов в светло-каштановой почве увеличивается за исключением азота, где его содержание снижается из-за потерь гумуса.

Так, содержание азота в светло-каштановой почве в слое 0-20 и 20-40 см составило 0,182 и 0,162. Содержание валовых форм фосфора и калия увеличивается и составляет в светло-каштановой почве в слое 0-20 см 0,252 и 2,10 в слое 20-40 см 0,244 и 1,85.

Длительное применение минеральных удобрений приводит к обогащению каштановых почв подвижными формами питательных элементов. Содержание легкогидролизуемого азота в светло-каштановой почве составляет в слое 0-20 см 120, в слое 20-40 см 90,3 мг/кг при исходном содержании 81, 72,8 мг/кг. В годы исследования (7 ротация) содержание легкогидролизуемого азота составило в слое 0-20 см 122 мг, в слое 20-40 см 95 мг/кг почвы.

На вариантах, где длительное время удобрения не вносились, происходит истощение почвы и содержание легкогидролизуемого азота снижается в светло-каштановой почве в слое 0-20 см - до 60,0, в слое 20-40 см – до 52,3 мг/кг почвы.

Содержание нитратного азота в светло-каштановой почвы на конец 6 ротации свекловичного севооборота без применения удобрений снизилось в слое 0-20 см на 16 мг, в слое 20-40 см на 13 мг/кг почвы. при внесении удобрений, в частности азотных, его содержание увеличивается и составило на конец 6 ротации севооборота в слое 0-20 см 36 мг, в слое 20-40 см 25 мг/кг, при определении в год исследования, содержание нитратного азота составило 40 и 31 мг/кг почвы соответственно.

В 7-польном свекловичном севообороте, содержание подвижного фосфора в пахотном слое орошаемой светло-каштановой почвы на вариантах без применения удобрений существенно снизилось и, составило в слое 0-20 см –13, в слое 20-40 см –11,0 мг при исходном содержании в светло-каштановой 24,0 и 19,5 мг/кг.

При систематическом применении полного минерального удобрения содержание подвижного фосфора возросло и составило 42,6 мг в светло-каштановой почве в слое 0-20 см, увеличилось оно до 30,6 мг в слое почвы 20-40 см. в 2013 году содержание подвижного фосфора увеличилось еще до 48,4 и 33,7 мг/кг соответственно.

Длительное применение минеральных удобрений обеспечило улучшение калийного режима почв. Содержание обменного калия в светло-каштановой в слое почвы 0-20 см составило при применении минеральных удобрений 630 мг при исходном –525 мг/кг почвы. В то же время длительное возделывание культур без удобрений привело к снижению содержания обменного калия 420 мг/кг почвы.

Результаты исследований показывают, что содержание гумуса в свекловичном севообороте, как без удобрений, так и при систематическом внесении минеральных удобрений постепенно снижается. Потеря гумуса интенсивнее происходит на вариантах, где не применяли минеральные удобрения. При систематическом применении минеральных удобрений, особенно азотных - снижаются потери гумуса и увеличиваются запасы валовых форм фосфора и калия, а так же легкогидролизуемого азота, минерального азота, подвижного фосфора и обменного калия.

Таким образом, на орошаемой светло-каштановой почве систематическое применение минерального удобрения способствует поддерживанию баланса гумуса, азота, фосфора и калия, что заметно повышает эффективное плодородие почвы и на этой основе обеспечивает получение более высоких урожаев возделываемых сельскохозяйственных культур.

Литература:

1. Имангазиев К.Н. Агрохимические основы применения удобрений в свекловичном севообороте. //Тр. Казахского НИИ земледелия. Алма-Ата: Кайнар, 1970. - Т.IX-X. – С. 7-60.

2. Рамазанова С.Б., Баймаганова Г.Ш., Сулейменов Е.Т. Агрохимические исследования в Казахском НИИ земледелия // Сб. науч. тр. НПЦЗР, - Алматы: Изд-во Нурлы Алем, 2004. – С. 80-90.

3. Пономарева А.Т., Елешев Р.Е. Система применения удобрений //Алма-Ата: Кайнар,1991.- С. 46-51.