Агрохимия, 2019, № 8, стр. 14-17

ВВЕДЕНИЕ

Уровень кислотности – один из основных показателей окультуренности дерново-подзолистых почв. В настоящее время больше половины пахотных почв Центрального Нечерноземья имеет избыточную кислотность (рН < 5.5), причем площади кислых почв вследствие крайне низкого уровня известкования и резко отрицательного баланса кальция постоянно возрастают [1].

Одним из основных факторов, определяющих отрицательное влияние кислотности на растения, является наличие высокого содержания алюминия в почве [2, 3]. Большое его количество в кислых почвах связано как с природными факторами почвообразования, так и с систематическим применением физиологически кислых минеральных удобрений, особенно азотных и калийных [4–7].

Однако влияние различных доз извести в связи с систематическим применением азотных и калийных удобрений на физико-химические свойства дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы и продуктивность культур полевого севооборота в условиях длительного полевого опыта изучено недостаточно. Цель работы – изучение влияния различного уровня известкования на физико-химические свойства дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы и продуктивность севооборота в условиях систематического применения азотных и калийных удобрений в длительном полевом опыте.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Полевой опыт проводили с 1966 г. на Центральной опытной станции ВНИИА (Московская обл.). Почва – дерново-подзолистая тяжелосуглинистая, слабоокультуренная: рН_KCl 3.9–4.4, сумма обменных оснований – 8.2–9.5, гидролитическая кислотность – 4.4–5.0, обменная – 0.55–0.57 мг-экв/100 г, содержание подвижного алюминия (по Соколову) – 45–54 мг/кг; содержание подвижного фосфора и калия (по Кирсанову) – 29–70 и 112–115 мг/кг соответственно, гумус (по Тюрину) – 1.56–1.67%.

Изучали 3 дозы извести: 1.5 г.к. (по 0.5 г.к. в первые 3 ротации), 2.5 г.к. (по 1.0 г.к. в 1-й и 3-й ротациях и 0.5 г.к. – в 8-й), 3.0 г.к. (по 1.0 г.к. в 1-й ротации и по 2.0 г.к. – в 3-й ротации). Известь вносили в форме известняковой муки тонкого помола. В качестве общего фона вносили азотные и калийные удобрения в форме N_aa и K_х.

Чередование культур в севообороте было следующим: озимая пшеница–картофель–ячмень + + клевер–клевер 2-х лет пользования, а начиная с 6-й ротации: озимая пшеница–ячмень + клевер–клевер 2-х лет пользования.

Дозы удобрений: под озимую пшеницу – N120K120, ячмень – N90K90, под клевер применяли подкормку K60, под озимую пшеницу – N90.

На зерновых культурах применяли гербициды, ретарданты и фунгициды. Использовали сорта, районированные в Московской обл.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Известкование, проведенное в первых 3-х ротациях, оказало существенное влияние на физико-химические свойства дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы, которые зависели от дозы извести и времени ее действия (табл. 1).

Показано, что рН_KCl при внесении высокой дозы извести (3.0 г.к.) в первый период после известкования (3-я и 4-я ротации) повышалась с 4.0–4.2 до 6.3–6.4 ед., т.е. почва из группы сильнокислых перешла в группу к близко нейтральным. При известковании дозой 1.5 г.к. (по 0.5 г.к. в первые 3 ротации), почва в этот период относилась к группе слабокислых. В последующие ротации происходило снижение этого показателя: известкованная по 2.5 и 3.0 г.к. почва в 11-й ротации перешла в группу слабокислых, по 1.5 г.к. – в группу сильнокислых. Наблюдали некоторое снижение величин рН_KCl при внесении азотных и калийных удобрений (вариант NK).

Более значительное влияние оказало известкование на гидролитическую кислотность, которая при внесении извести в дозе 3.0 г.к. в 3-й ротации снизилась по сравнению с вариантом контроля почти в 6 раз. Даже небольшая доза извести (1.5 г.к.) снижала гидролитическую кислотность почвы в 1.7 раза. Более высокими темпами, чем реакция почвенной среды, изменялась гидролитическая кислотность в зависимости от времени действия извести, особенно высокой ее дозы.

В 11-й ротации она повышалась по сравнению с 3-й в известкованной почве по 3.0 г.к. почти в 3 раза. Существенное увеличение гидролитической кислотности во времени наблюдали в варианте с применением азотных и калийных удобрений (NK), в 11-й ротации этот показатель кислотности почвы составил 6.2 вместо 5.2 мг-экв/100 г в 3-й ротации. Отмечена тенденция к повышению гидролитической кислотности и в контроле без удобрений.

При известковании высокими дозами извести в 2 раза повысилось содержание суммы обменных оснований (с 7.2 до 15.0 мг-экв/100 г). Изменение этого показателя во времени происходило меньшими темпами, чем изменение гидролитической кислотности. При известковании дозой 1.5 г.к. содержание суммы обменных оснований к 11-й ротации мало отличалось от исходного показателя (8.0 и 7.2 мг-экв/100 г соответственно). Но в известкованной большими дозами почве этот показатель значительно превосходил исходный уровень и составлял в последней ротации 10.0–10.5 мг-экв/100 г.

Особенно сильное и длительное влияние оказала известь на содержание подвижного алюминия в почве. При известковании высокими дозами оно было очень низким не только в первые, но и в последние ротации севооборота и составляло 10.0–18.0 мг/кг, что было ниже исходного уровня в 3–4 раза. Даже небольшая доза извести 1.5 г.к. действовала длительное время на этот показатель, который составил в 11-й ротации 34 мг/кг при исходном уровне 46 мг/кг почвы.

Изменения физико-химических свойств дерново-подзолистой почвы под влиянием известкования сказались на продуктивности культур полевого севооборота, которая повышалась с увеличением дозы извести. Например, высокая доза извести (3.0 г.к.) обеспечивала продуктивность севооборота в некоторых ротациях до 50 ц з.е./га и более. Эффективность известкования зависела также от времени действия мелиоранта (табл. 2, рис. 1). В первых изученных ротациях (3 и 4-я) прибавки продуктивности были относительно невысокими и составляли в варианте с известкованием по 3.0 г.к. 20–29% по сравнению с вариантом NK. В последние 2 ротации (10-я и 11-я) известкование обеспечивало более высокую эффективность – прибавка достигала 63–70%. Даже небольшая доза извести (по 1.5 г.к.) в этот период повышала продуктивность севооборота на 42%. Повышение эффективности известкования во времени при ослабленном его действии на физико-химические свойства почвы было связано с уменьшением продуктивности варианта сравнения NK на фоне систематического (50 лет) применения физиологически кислых азотных и калийных удобрений. В этом варианте все виды кислотности во времени повышались, особенно содержание подвижного алюминия, связанного с обменной кислотностью почвы. При содержании алюминия 46 мг/кг в 3-й ротации оно увеличилось до 126 мг/кг в 11-й ротации, или в 3 раза. Известно [7–10], что наличие большого количества подвижного алюминия в почве является одним из основных факторов, определяющих отрицательное влияние кислотности на растения. О факте вредного действия алюминия на продуктивность культур полевого севооборота в настоящем опыте можно судить, сравнивая вариант NK с контролем без удобрений. В последние 2 ротации продуктивность в этих вариантах была практически равной и составляла 24.4–26.9 ц з.е./га, прибавки продуктивности от известкования повысились в 3.0–3.5 раза.

Рис. 1.

Влияние известкования на изменение прибавок продуктивности севооборота (по сравнению с вариантом NK) в ротациях в зависимости от доз извести, ц з.е./га.

Установлена высокая корреляционная зависимость между прибавками продуктивности севооборота от известкования (ц з.е./га) и содержанием в почве подвижного алюминия (мг/кг) в варианте NK – коэффициент корреляции r в варианте NK + известь 2.5 г.к. составил 0.96. Такая же высокая корреляция (r = 0.98) отмечена и с величиной гидролитической кислотности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В длительном 50-летнем полевом опыте показано значительное действие известкования на повышение плодородия сильнокислых дерново-подзолистых почв на фоне систематического применения физиологически кислых минеральных удобрений. В результате известкования, проведенного в первых 3-х ротациях полевого севооборота, существенно улучшились физико-химические свойства дерново-подзолистой суглинистой почвы, причем его влияние зависело от дозы извести и времени ее действия. Наиболее положительное и длительное действие оказало известкование на такие показатели как гидролитическая кислотность и содержание подвижного алюминия в почве, которые при систематическом применении физиологически кислых азотных и калийных удобрений (вариант NK) увеличивались во времени в большей степени, чем другие показатели (реакция почвенной среды, содержание суммы обменных оснований). Даже небольшая доза извести (1.5 г.к. в сумме за первые 3 ротации) длительное время положительно влияла на уменьшение содержания подвижного алюминия в почве. Продуктивность полевого севооборота находилась в прямой зависимости от дозы извести и времени ее действия. Повышение эффективности известкования во времени было обусловлено увеличением показателя гидролитической кислотности и особенно содержания подвижного алюминия в варианте сравнения NK с применением физиологически кислых азотных и калийных удобрений.