Влияние приемов основной обработки почвы и биоорганического наноудобрения Нагро на приход свежеорганических веществ в почву

В 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.

 

 

 

 

 

Варианты опыта	Чистый пар	Озимая рожь	Сахарная свекла	Яровая пше­ница	Среднее на 1 га севооборотной площади, т
Приемы основной обра­ботки почвы	фон удобрений
Вспашка (22–24см) – контроль	без удобрений	–	11,2	26,4	8,6	11,5
Нагро	–	13,2	31,8	11,0	14,0
Поверхностная обработка (10–12см)	без удобрений	–	9,5	18,7	7,6	8,9
Нагро	–	11,3	22,6	10,3	11,1
No-till (5–6см)	без удобрений	–	8,7	11,6	7,5	7,0
Нагро	–	10,4	15,3	10,2	8,9

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.

 

 

Варианты опыта	Слой почвы, см	Изменения для 0-30 см, +, %
Приемы основной фон обработки почвы удобрений	0–10	10–20	20–30	0–30
Исходная почва, 2004г.	7,47	7,51	7,46	7,48	–
без Вспашка (22–24см) – удобрений	7,22	7,28	7,26	7,25	– 0,23
контроль Нагро	7,33	7,35	7,34	7,34	– 0,14
без Поверхностная обработка удобрений	7,62	7,54	7,58	7,58	0,1
(10–12см) Нагро	7,74	7,65	7,62	7,67	0,19
без удобрений	7,83	7,73	7,64	7,73	0,25
Нагро	7,89	7,82	7,77	7,83	0,35
НСР05 по фактору А	0,02	0,03	0,03
НСР05 по фактору В	0,03	0,04	0,03
НСР05 по фактору АВ	0,04	0,05	0,04

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.

 

 

 

 

Варианты опыта	Слой почвы, см
Приемы основной обработки почвы	фон удобрений	0–10	10–20	20–30	0–30	Изменения, +
Исходная почва, 2004г.		71,0	72,8	75,3	219,1	–
Вспашка (22–24см) – контроль	без удобрений	70,8	72,1	72,6	215,5	–3,6
Нагро	71,1	72,8	73,0	216,9	–2,2
Поверхностная обработка (10–12см)	без удобрений	73,2	76,9	78,1	228,2	9,1
Нагро	73,5	77,3	78,5	229,3	10,2
No-till (5–6см)	без удобрений	74,4	78,8	78,7	231,9	12,8
Нагро	76,5	79,0	79,3	234,8	15,7
НСР05 по фактору А	0,3	0,3	0,3
НСР05 по фактору В	0,3	0,4	0,4
НСР05 по фактору АВ	0,4	0,5	0,4

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.