Влияние приемов основной обработки почвы и биоорганического наноудобрения Нагро на приход свежеорганических веществ в почвуВ условиях современного земледелия органические остатки сельскохозяйственных культур имеют большое значение. С одной стороны, они являются одним из источников пищи для растений, с другой – источником синтеза перегноя, играющего важную роль в образовании структуры почвы [Данилов Г.Г., 1982]. Биология и агротехника возделывания отдельных сельскохозяйственных культур определяет количество поступающих в почву пожнивных и корневых остатков [Щербаков Б.Т., Аюпов З.З. 2008; Гареев Н.И. 2011]. На юго-востоке Украины после возделывания озимой пшеницы накапливалось 3,2-3,8 т/га органической массы в почве, а применение удобрений увеличивало ее содержание на 5,9–9,7% [Демкин В.И., 1990]. Новиков А.А. [2012] утверждает, что возделывание бобовых и злаковых культур, обеспечивают возврат после себя в почву большого количества корневых и пожнивных остатков. Корневые и пожнивные остатки, разлагаясь при доступе воздуха, образуют перегной, который увеличивает растворимость почвенных минералов и распадается до простых солей. Происходит процесс минерализации органического вещества. В течение второй ротации севооборота нами проводился учет количества корневых и пожнивных остатков культур севооборота (таблица 3.1, приложение 2). На гумусное состояние пахотных почв огромное влияние оказывают культуры севооборота. Они оставляют после себя в почве и на ее поверхности Таблица 3.1 – Количество свежеорганических веществ, оставленных в почве сельскохозяйственными культурами в зернопаропропашном севообороте, слое почвы 0–30см, т/га, за 2011–2014 гг.
58 разное количество пожнивных и корневых остатков, являющихся одним из основных источников органического вещества в почве. Однако, эти растительные остатки в почве перераспределяются в зависимости от интенсивности агротехнического воздействия. При классической системе обработки почвы основная масса растительных остатков размещается по всему профилю пахотного горизонта, при поверхностной обработке – в слое 0–12 см, а при No-till – до глубины 5–6 см. В наших опытах сравнение изучаемых вариантов приемов основной обработки почвы показывает, что наибольшее поступление свежеорганических веществ на 1 га севооборотной площади за период второй ротации севооборота отмечалось на варианте вспашки и составило 11,5 т, а наименьшее – на варианте No-till – 7,0 т. Однако, без применения удобрений вынос питательных веществ с урожаем культур превышает их поступление растительными остатками в почву. Эта одна из основных причин уменьшения содержания гумуса в почве. В работах Лыкова А.М. [1986] отмечается, что на дерново-подзолистых почвах применение минеральных удобрений на протяжении длительного периода способствует уменьшению потерь гумуса благодаря большому количеству пожнивных и корневых остатков поступающих в почву. Но баланс гумуса при этом остается дефицитным на фоне классической системы обработки почвы. Применение Нагро на фоне всех изучаемых приемов основной обработки почвы способствовало увеличению накопления свежих органических веществ в почве. Так, на удобренном варианте вспашки поступление свежеорганических веществ в почву составило 14,0 т на 1 га севооборотной площади за период второй ротации севооборота, при поверхностной обработке – 11,1 т, на варианте No-till –8,9 т. Содержание и запасы гумуса Органическая часть минеральных почв состоит из органических остатков различной степени сохранности и гумуса [Васильев, О.А., 2007]. Гумусовые вещества – уникальный природный аккумулятор биохимической энергии и важнейший фактор существования форм наземной жизни, выполняющий аккумулятивную, трофическую, регуляторную, физиологическую и биопротекторную функции в биосфере Земли [Чуков, С.Н., 2004]. В процессе обработки почвы, происходит усиление ее аэрации, разрушается структура, что в результате приводит к переходу органического вещества в доступную для растений форму. Содержание валового гумуса в почве характеризует потенциальное плодородие, а содержание лабильных форм органического вещества определяет эффективное плодородие почвы. Воздействие на почву почвообрабатывающими орудиями способствует уменьшению количества лабильных гумусовых веществ. Это приводит к снижению эффективного плодородия почвы даже при высоком содержании валового гумуса [Хабиров И.К., 1977; Чесняк Г.Я., 1986]. По результатам исследований Минеева В.Г. [1990] выявлено, что внесение минеральных удобрений в почву не всегда позволяет сохранять содержание гумуса на исходном уровне. Однако, ежегодное стабильное внесение минеральных и органических удобрений оказывает повышающий эффект на содержание органического вещества по отношению к почвам, где удобрения не применяются [Дьяконова К.В., 1981; Зубков Н.В., 1995] По данным Лыкова А.М., Сафонова А.Ф. [1986], возделывание однолетних полевых культур без удобрений и при систематическом применении минеральных туков на протяжении 70 лет не смогло обеспечить бездефицитный баланс гумуса почв опытного участка. Решение данного вопроса стало возможным при применении длительного унавоживания. Влияние органических и биоорганических удобрений на содержание и запасы гумуса в почве связано с тем, что в них уже содержится определенное 60 количество гумусовых веществ и значительное количество их образуется в процессе гумификации растительных остатков. Биоорганическое наноудоб-рение Нагро в своем составе так же содержит гуминовые и фульвокислоты, которые участвуют в процессе разложения растительных остатков и гумусо-образовании. Интенсивность накопления гумуса при применении органических удобрений (а так же Нагро) зависит от дозы, длительности их применения и почвенно-климатических условий местности. Результаты исследований некоторых ученых показывают, что внесение малых норм минеральных и органических удобрений не приводят к накоплению гумуса в почве. Так, Гетманец А.Я. и соавторы [1973] установили, что при применении 40 т органических удобрений за ротацию севооборота в течение 50 лет не приводит к накоплению гумуса в слабовыщелоченном черноземе. Увеличение содержания и запасов гумуса в метровом слое почвы произошло только при норме 80 т/га навоза и удвоенного количества минеральных удобрений. По мнению авторов, увеличение гумуса в почве при минеральной системе удобрений связано с высоким урожаем, что способствует большему накоплению пожнивных и корневых остатков, а так же с изменением интенсивности и направленности биохимических процессов в почве под влиянием высоких доз удобрений, несколько снижающих ход процесса минерализации гумуса. Исследования Лыкова А.М. [1976] свидетельствуют о том, что с ростом урожаев сельскохозяйственных культур при соответствующем увеличении количества удобрения наблюдается опережение выноса элементов питания из почвы по отношению к количеству питательных элементов, поступающих в почву с растительными остатками культуры. Результаты наших исследований по определению содержания валового гумуса в зависимости от приемов основной обработки почвы и Нагро приведены в таблице 3.2 и приложении 3. Таблица 3.2 – Содержание валового гумуса в зависимости от приемов основной обработки почвы и биоорганического наноудобрения Нагро, в % к массе почвы, за 2014 г.
В наших опытах применение ресурсосберегающих приемов обработки почвы привело к заметному увеличению содержания гумуса по сравнению с контролем - классической системой - вспашкой. Так, за период двух ротаций зернопаропропашного севооборота применение поверхностной обработки относительно вспашки способствовало увеличению содержания гумуса в слое почвы 0–30 см на 0, 33 % по отношению к вспашке. А при применении прямого посева (No-till) увеличение содержания гумуса было еще большим и составило по отношению к контролю 0,48 %. Здесь необходимо отметить, что при применении поверхностной обработки и прямого посева No-till увеличивается дифференциация пахотного слоя почвы по содержанию гумуса. Если на варианте вспашки разность по содержанию гумуса между слоями пахотного слоя почвы 0–10 см, 10–20 см, 20–30 см составляет 0,02–0,04%, то на варианте поверхностной обработки она составляет 0,04–0,08%. Применение биоорганического наноудобрения Нагро способствовало увеличению содержания гумуса на фоне всех изучаемых приемов основной обработки почвы. Так, на фоне вспашки в среднем по пахотному слою увеличение составило 0,09%, на поверхностной обработке так же 0,09%, а при No-till – 0,10%. Для более фундаментальных выводов и рекомендаций, помимо относительного сравнения с контролем, необходимо дать оценку и по отношению к исходному состоянию. Так, если сравнить удобренные варианты ресурсо-сбергающих приемов основной обработки почвы с почвой 2004 года, применяемые дозы Нагро и ресурсосберегающие приемы обработки почвы способствовали увеличению содержания гумуса в пахотном слое почвы, соответственно на поверхностной обработке для слоя 0–30 см на 0,19%, на No-till – на 0,25 %. А на варианте вспашки отмечается снижение содержания валового гумуса относительно исходной почвы на 0,14% по удобренному и на 0,23% по не удобренному фонам. Это связано с усилением минерализации гумусовых веществ при применении вспашки и выносом азота с более высокими урожаями культур севооборота [Аюпов З.З., 2009; Минебаева, И.Ф., 2010]. Таблица 3.3 – Запасы валового гумуса в зависимости от приемов основной обработки почвы и Нагро, т/га, за 2014 г.
Относительно исходной почвы на вариантах No-Till и поверхностной обработки к концу второй ротации севооборота отмечалось увеличение запасов валового гумуса (таблица 3.3). Применение Нагро на варианте поверхностной обработки повысило запасы гумуса в слое почвы 0–30 см на 10,2, на No-till – 15,7 т/га, а на варианте вспашки снизило темпы потерь гумуса до – 2,2 т/га. На варианте вспашки в верхних слоях почвы (0–10 см, 10–20 см) запасы валового гумуса остались на том же уровне, что и в исходной почве, а в слое 20–30 см отмечается снижение на 2,3–2,7 т/га. Это связано с тем, что при вспашке производится оборот пласта почвы, при котором нижний слой поднимается на поверхность, а верхний опускается вниз. Часть аэробных микроорганизмов попадая в нижний слой почвы погибает, что приводит к снижению микробиологической активности и, вследствие чего, происходит замедление процессов накопления гумуса [Прянишников Д.Н., 1965]. Таким образом, относительно исходной почвы (2004г.) применение прямого посева (No-till) и Нагро способствовало увеличению содержания гумуса в слое почвы 0–10 см на 0,42 % и его запасов на 5,5 т/га, а на фоне вспашки применение Нагро сдерживало его снижение на 0,11%, а запасы увеличились на 0,1 т/га.
|
