Агрохимия, 2019, № 10, стр. 35-38

ВВЕДЕНИЕ

Значительная часть дерново-подзолистых почв характеризуется низким естественным плодородием. Трудность их окультуривания связана с небольшим количеством исходных гумусообразователей, поступающих в пахотный слой, обедненностью пахотного слоя высокодисперсными глинистыми минералами, обладающими высокой поглотительной способностью, кислой реакцией среды, низким содержанием обменных катионов и неблагоприятным для гумификации органических остатков биоклиматическим режимом [1, 2].

Объемы известкования – наиболее эффективного агромероприятия на кислых дерново-подзолистых почвах – в настоящее время сведены к нулю, что привело к негативным изменениям в химическом составе и микрофлоре дерново-подзолистых почв. Дозы удобрений, которые фактически применяют в сельском хозяйстве, на порядок ниже научно обоснованных, а ежегодный вынос питательных веществ из почвы в 5–6 раз превышает их поступление с вносимыми удобрениями. В результате урожай сельскохозяйственных культур формируется в основном за счет почвенного плодородия, что постепенно обедняет почву [2, 3].

Проблема снижения почвенного плодородия в настоящее время требует информации, необходимой для контроля и прогноза возможного изменения уровня плодородия почвы во времени. Оценить количественно изменения почвенных процессов, проходящих с малой скоростью, таких как трансформация углерода и азота, изменение минералогического и гранулометрического состава почвы, можно только спустя десятилетия, что возможно только при неоднократном их повторении и регулярном наблюдении за ними в длительных опытах [4, 5].

Цель работы – оценка влияния известкования на показатели плодородия дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы в льняном севообороте.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование проводили в длительном опыте Института льна, заложенном в 1948 г. на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве в льняном севообороте со следующим чередованием культур: пар чистый – озимая рожь с подсевом многолетних трав (клевер красный и тимофеевка) – многолетние травы 1-го года пользования – многолетние травы 2-го года пользования – лен-долгунец – картофель – ячмень – овес. Для обсуждения результатов предложены варианты, изучаемые с момента закладки опыта: 1 – без удобрения, 2 – (NPK)72.5, 3 – (NPK)72.5 + CaCO₃ в каждой ротации севооборота в паровом поле в дозе по 0.5 г.к. Дозы минеральных удобрений даны в кг д.в. на 1 га севооборотной площади. В опыте использовали N_aa, Р_сд, K_х и известняковую муку с содержанием 72–80% CaCO₃.

Опыт – однофакторный, заложен методом рендомизации, повторность четырехкратная, площадь опытной делянки 90 м². Наблюдения и исследования в опыте проводили в соответствии с методиками [6, 7], химические анализы почвы – по общепринятым методикам [8, 9].

Кислотность почвы определяли ионометрическим методом, содержание подвижных форм фосфора – по Кирсанову в модификации ЦИНАО, степень подвижности фосфора в почве – в 0.02 н. вытяжке CaCl₂, содержание обменных катионов – комплексометрическим методом, содержание гумуса – по методу Тюрина, структурно-агрегатный состав почвы – по методу Саввинова.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Плодородие почв во многом определяется содержанием гумуса, который играет большую роль в формировании структуры почвы и оказывает положительное влияние на ее физические свойства. Кроме того, органическое вещество поддерживает устойчивость режима питания растений, биологическую активность почвы, повышает ее буферность, емкость и устойчивость почв к неблагоприятным воздействиям природного и антропогенного характера. Для дерново-подзолистых почв важным показателем плодородия является уровень кислотности.

Исследования на дерново-подзолистой почве показали, что за 9 ротаций севооборота (1948–2018 гг.) в варианте без удобрений и при систематическом применении минеральных кислотность почвы увеличилась на 0.7 и 1.1 ед. рН соответственно. Периодическое известкование невысокой дозой (по 0.5 г.к.) не обеспечило сохранение исходного уровня кислотности почвы, подкисление составило 0.5 ед. рН (табл. 1).

Положительное действие известкования проявилось в улучшении фосфатного режима почвы. За 8-ю ротацию севооборота (2003–2011 гг.) содержание фосфора по Кирсанову, определенное в 0.2 н. вытяжке HCl, изменилось незначительно, но увеличилась степень его подвижности определенная в 0.02 н. вытяжке CaCl₂. При известковании показатели были наиболее высокими.

Длительное возделывание сельскохозяйственных культур без применения удобрений привело к снижению содержания гумуса в почве с 1.95 до 1.00% (абсолютных) и его запасов от исходного уровня на 49%. Применение в льняном севообороте в течение длительного времени невысоких доз минеральных удобрений (72.5 кг д.в./га севооборотной площади) также не обеспечило сохранение исходного уровня содержания органического вещества дерново-подзолистой почвы. Ежегодные потери гумуса составили 0.39 т/га, запасы гумуса снизились на 41%.

При известковании содержание обменного Са в почвенном поглощающем комплексе увеличивалось с 1.86 до 3.00 мг-экв/100 г почвы, обменного Mg – с 0.60 до 1.59 мг-экв/100 г. Несмотря на то, что содержание обменных катионов на легкосуглинистой почве было абсолютно мало, его увеличение в 1.6 и 2.6 раза в сравнении с не известкованным фоном положительно влияло на закреплении гуминовых кислот почвы.

Темпы снижения потерь гумуса при известковании были меньше, хотя в начале 2-й ротации севооборота (1956 г.) запасы гумуса в пахотном слое были практически одинаковыми – 55.5 т/га в варианте с применением минеральных удобрений и 52.2 т/га при известковании на фоне минеральных удобрений. Потери гумуса составили 0.15 т/га ежегодно или 25% от исходного уровня (табл. 1, рис. 1).

Рис. 1.

Изменение запасов гумуса в почве под влиянием минеральных удобрений и извести.

Важным показателем плодородия почвы является ее структура. Наиболее благоприятна в агрономическом смысле комковато-зернистая макроструктура с размером агрегатов от 0.25 до 10 мм. Важным свойством структуры является ее водопрочность – способность агрегатов противостоять размывающему действию воды. При этом важную роль в образовании структурных агрегатов почвы играют удобрения.

Результаты наблюдений в длительном опыте показали, что за 2 ротации севооборота с 1983 по 2000 гг. произошли изменения в структурно-агрегатном составе почве. Содержание наиболее ценных в агрономическом отношении агрегатов (0.25–10 мм) в пахотном слое в варианте без применения удобрений снизилось на 8.3% и осталось практически без изменений при применении минеральных удобрений в севообороте. В то же время во всех вариантах за анализируемый период увеличилась доля пылеватых частиц размером <0.25 мм – в среднем на 4.3%. Известкование несколько сдерживало распыление почвенной структуры (табл. 2).

За анализируемый период произошли негативные изменения в агрегатном составе почвы: уменьшилась доля наиболее ценных водопрочных агрегатов размером >0.25 мм, т.е. происходило постепенное распыление структуры почвы. Эта закономерность отмечена во всех вариантах. При известковании количество водопрочных агрегатов было на 7.4% больше, чем на не известкованном фоне (рис. 2). Коэффициент водоустойчивости (отношение агрегатов размером >0.25 мм при мокром просеивании к содержанию агрегатов того же размера при сухом просеивании) в варианте без применения удобрений составил 0.91, при минеральной системе удобрений без известкования – 0.92 и при известковании – 0.95.

Рис. 2.

Содержание водопрочных агрегатов размером >0.25 мм в слое 0–20 см почвы, % (мокрое просеивание).

ВЫВОДЫ

1. При применении в льняном севообороте минеральной системы удобрения известкование кислой дерново-подзолистой почвы улучшало ее физико-химические свойства, способствовало снижению потерь гумуса на 0.24 т/га ежегодно или на 16% от исходного уровня в сравнении с не известкованным фоном.

2. Более высокая гумусированность почвы в варианте с известкованием улучшила агрегатный состав почвы, увеличив на 7.4% количество водопрочных агрегатов размером >0.25 мм и способствовало сохранению агрономически ценной макро- и микроструктуры почвы.