Происходящие в окультуренных почвах изменения их свойств под влиянием приёмов затрагивают обменные основания, а в связи с этим и её кислотность. Любой приём, применяемый длительно на данной почве, изменяет состав и соотношение обменных оснований, находящихся в адсорбированном состоянии на поверхности минеральных и органических частиц и вступающих во взаимодействие с раствором почвы, что в свою очередь определяет её агрегированность, кислотность, ёмкость поглощения, а в конечном итоге обусловливают условия произрастания растений [1–4].
Изучение изменения реакции почвенного раствора, состава и соотношения обменных катионов в условиях длительного использовании разных приёмов основной обработки почвы на фоне с органо-минеральными удобрениями и без фона в севообороте представляет большой научный интерес.
Цель исследования
Выявить воздействие приёмов основной обработки почвы и удобрений при длительном их использовании на эффективное плодородие почвы.
Задачи исследования
Изучить влияние приемов основной обработки на фоне с органо-минеральными удобрениями и без фона на реакцию почвенного раствора, состав обменных катионов в почвенно-поглощающем комплексе (ППК), элементы питания, урожайность озимой пшеницы.
Материалы и методы исследования
Наблюдения и исследования ведутся с 1970 г. Стационарный полевой опыт расположен на водоразделе с полого-равнинным типом агроландшафта в системе лесных полос и проведён на чернозёме южном малогумусном среднемощном тяжелосуглинистом на темно-желтой делювиальной глине с содержанием гумуса в пахотном слое 0–30 см 4,5 %. Основные почвообразующие породы – четвертичные покровные суглинки тяжелосуглинистого иловато-пылеватого гранулометрического состава, верхняя часть которых уплотнена, выщелочена, тёмно-бурой окраски, комковато-ореховой структуры. Ниже окраска переходит в палевую, выщелоченность исчезает и появляются включения извести в виде белоглазки. Варианты с приёмами основной обработки почвы на фоне с органо-минеральными удобрениями и без фона в севооборотах не изменялись в течение 45 лет, то есть использовался метод насыщения. Для сравнения изменения показателей физико-химических свойств почвы при сельскохозяйственном использования и нахождении её в естественных условиях использовались данные отдела земледелия ФГБНУ «НИИСХ Юго-Востока» по реакции почвенного раствора, составу обменных катионов в ППК почвы, элементам питания залежи, расположенной вблизи стационарного опыта. Последовательность посева сельскохозяйственных культур и парового поля в севооборотах по годам была следующей: с 1970 г. по 1977 г. в зернопаропропашном 6-польном – пар чёрный, озимая пшеница, яровая пшеница, кукуруза, яровая пшеница, яровая пшеница; с 1978 г. по 1999 г. после замены кукурузы на просо в зернопаровом; с 2000 г. по 2015 г. в зернопаровом 4-польном – пар черный, озимая пшеница, просо, яровая пшеница. Схемой опыта предусматривалось проведение в севооборотах следующих приёмов:
1) вспашка на глубину 27…30 см ежегодно без удобрений,
2) вспашка на глубину 27…30 см ежегодно с удобрением,
3) ежегодно плоскорезная обработка на глубину 27…30 см с 1970 г. по 1999 г., с 2000 г. и по настоящее время на глубину 14…16 см без удобрений,
4) ежегодно плоскорезная обработка на глубину 27…30 см с 1970 г. по 1999 г., с 2000 г. и по настоящее время на глубину 14…16 см с удобрением.
В качестве органического удобрения использовался навоз крупного рогатого скота с содержанием в 1 т 5 кг N, 2,5–3,0 кг Р2О5, 6 кг К2О, азотного удобрения – аммиачная селитра, фосфорного – двойной гранулированный суперфосфат, калийного – калийная соль. В 6-польных севооборотах доза минеральных удобрений и норма навоза была следующей: в пару перед проведением приёмов основной обработки почвы соответственно Р90К40 кг д.в. и 20 т/га в зернопаропропашном и Р90К40 кг д.в. и 30 т/га в зернопаровом, прикорневая подкормка в период весеннего возобновления вегетации озимых N30 , под кукурузу и просо перед проведением приёмов основной обработки почвы N60Р60К40; в 4-польном зернопаровом – прикорневая подкормка весной озимых N30, под просо перед проведением предпосевной культивации N60. Высевались сорта с 1970 по 1991, в 1994–1998, 2000–2003 гг. Мироновская 808; в 1985, 1987 гг. Северодонская; в 1992, 1993, 1999, 2004–2012 гг. Саратовская 12-90; в 2013 г. Жемчужина Поволжья; в 2014–2015 гг. Калач 60.
При исследовании содержания обменных катионов Са2+ и Mg2+, элементов питания и рН солевой суспензии (рНКСl) почвы на опытном участке были использованы общепринятые методики [5]. Урожайные данные и физико-химические показатели обрабатывались методом дисперсионного анализа [6].
Результаты исследования и их обсуждение
Благодаря дисперсности мелкозёма, а отсюда и огромной активной поверхности, чернозём южный тяжелосуглинистый выполняет важнейшую функцию сорбента поступающего в почву тонкодисперсного вещества. Наиболее важным положительным эффектом сорбционной функции почвы является удержание ею обменных оснований и питательных элементов, поступающих от разложения органического вещества и высвобождающих в ходе выветривания минералов почвообразующей породы. Прочность связывания и подвижность катионов и анионов обусловлены составом и строением сорбирующих коллоидов. Гумусовые вещества обладают гораздо более высокой поглотительной способностью, чем глинистые минералы. Исследуемая почва опытного участка имеет карбонатный горизонт, который достигает нижней границы гумусового горизонта. В составе ППК преобладают обменные катионы кальция и магния, являющиеся генетическим признаком рассматриваемой почвы. В коллоидах преобладает катион кальция, который придаёт почве щёлочность. Если почвенно-поглощающий комплекс насыщен кальцием, то коллоиды коагулируют и при наличии гумусовых веществ почва становится структурной. В ней создаются благоприятные агрофизические свойства. Степень щелочности зависит от количества щелочей и щелочных солей в почве. Некоторую щёлочность почве придаёт известь. В процессе сельскохозяйственного использования под влиянием антропогенного фактора изменяются физико-химические свойства почвы, в том числе затрагивающие поглощенные катионы. Катионы, являясь подвижной частью почвы, легче всего вступают во взаимодействие с её раствором и изменяют свой состав при длительном применении приёмов основной обработки, удобрений и сельскохозяйственных культур (табл. 1–3).
Представленные в табл. 1–3 результаты исследований показали, что многолетнее сельскохозяйственное использование привело к изменениям состава почвенного поглощающего комплекса, охватывая толщину почвенного профиля (гумусово-аккумулятивный и нижележащий горизонты). По сравнению с данными, полученными в 1983 г., в настоящее время количество Са2+ и Mg2+ и их сумма в ППК на обоих фонах удобренности по вспашке увеличилось по всем слоям 0–60 см профиля почвы, особенно заметно по удобренному фону. По плоскорезной обработке на обоих фонах удобренности количество Са2+ и Mg2+ и их сумма в ППК значительно увеличились по всем слоям 0–40 см профиля почвы, менее заметно в слое 40–50 см и остались без изменений в слое 50–60 см. В залежи количество Са2+ и Mg2+ и их сумма в ППК заметно увеличились по всем слоям 0–40 см профиля почвы и остались без изменений в слоях 40–50 и 50–60 см. Увеличение количества Са2+ и Mg2+ и их суммы в ППК на обоих фонах удобренности по вспашке в нижележащих слоях почвы 40–50 и 50–60 см, плоскорезной обработки в 30–40 и 40–50 см по сравнению с их исходным уровнем содержания на пашне 1983 г. дало возможность некоторому росту мощности гумусового слоя и снижению реакции почвенного раствора (табл. 4).
Органо-минеральные удобрения в условиях агроценоза с различной интенсивностью использования оказывают различное воздействие на состав ППК. От внесения удобрений наблюдается в слоях 10–20 и 20–30 см в варианте вспашки, где они заделываются в нижние слои пахотного горизонта и перемешиваются с почвой, повышение на существенную величину Са2+, в варианте плоскорезной обработки с поверхностной их заделкой и перемешиванием с верхним слоем почвы в виде тенденции катиона Mg2+. Что касается суммы Са2+ и Mg2+ в ППК, то от удобрений в слое 10–20 см по варианту вспашки отмечено их увеличение на существенную величину, по варианту плоскорезной обработки – в виде тенденции.
Таблица 1
Количество обменного Са2+ (мг-экв. / 100 г почвы) по слоям в профиле почвы в зависимости от приемов основной обработки и удобрений
|
Слой почвы, см (фактор С) |
Пашня, 1983 г. |
Обработка почвы (фактор А) |
Залежь |
|||
|
вспашка, 27–30 см |
плоскорезная, 27–30 см (с 2000 г. на 14–16 см) |
|||||
|
Фон (фактор В) |
||||||
|
без удобрений |
с удобрением |
без удобрений |
с удобрением |
|||
|
Гумусовый |
(57,2) |
(55,5) |
(50,3) |
(48,9) |
(49,7) |
(48,0) |
|
НСР01 = 1,4*, фактор А = 1,0*, фактор В = 1,0*, фактор АВ = 1,4*, ошибка опыта = 0,7 %, Х=51,1 ± 0,3. То же самое по гумусовому слою в табл. 2–4 |
||||||
|
0–10 |
21,6 |
27,2 |
30,1 |
30,5 |
29,4 |
27,6 |
|
10–20 |
21,7 |
25,1 |
30,6 |
28,5 |
29,6 |
27,2 |
|
20–30 |
21,8 |
26,8 |
31,2 |
28,6 |
25,9 |
29,0 |
|
30–40 |
22,0 |
26,8 |
28,0 |
30,0 |
28,5 |
28,0 |
|
40–50 |
21,7 |
27,2 |
27,5 |
27,3 |
24,8 |
22,0 |
|
50–60 |
20,5 |
28,5 |
26,8 |
23,2 |
22,8 |
23,8 |
|
НСР01 частных различий средних значений = 4,0*, взаимодействия факторов АВ – НСР01 = 1,6*, фактора С – НСР01 = 2,0*, взаимодействия факторов АС – НСР01 = 2,8*, взаимодействия факторов ВС – НСР01 = 2,8*, ошибка опыта = 3,84 %. Х = 27,697 ± 1,064. *) Различия существенны на 1 %-ном уровне значимости (Fф > Fт). То же самое в табл. 2–4. |
||||||
Примечание. В скобках мощность гумусного слоя, см. То же самое в табл. 2–4.
Таблица 2
Количество обменного Мg2+ (мг-экв. / 100 г почвы) по слоям в профиле почвы в зависимости от приемов основной обработки и удобрений
|
Слой почвы, см (фактор С) |
Пашня, 1983 г. |
Обработка почвы (фактор А) |
Залежь |
|||
|
вспашка, 27–30 см |
плоскорезная, 27–30 см (с 2000 г. на 14–16 см) |
|||||
|
Фон (фактор В) |
||||||
|
без удобрений |
с удобрением |
без удобрений |
с удобрением |
|||
|
Гумусовый |
(57,2) |
(55,5) |
(50,3) |
(48,9) |
(49,7) |
(48,0) |
|
0–10 |
8,5 |
9,0 |
11,3 |
13,1 |
10,4 |
8,5 |
|
10–20 |
8,6 |
11,6 |
12,8 |
13,7 |
17,3 |
10,0 |
|
20–30 |
8,8 |
10,1 |
8,6 |
13,2 |
15,2 |
7,0 |
|
30–40 |
9,2 |
10,4 |
11,9 |
8,0 |
11,1 |
8,0 |
|
40–50 |
9,6 |
10,5 |
12,8 |
8,5 |
9,2 |
9,5 |
|
50–60 |
10,0 |
11,1 |
11,8 |
8,0 |
7,7 |
8,0 |
|
НСР01 частных различий средних значений = 5,3*, фактора В – НСР01 = 1,5*, фактора С – НСР01 = 2,0*, взаимодействия факторов АС – НСР01 = 3,7*, ошибка опыта = 12,71 %. Х = 11,039 ± 1,403 |
||||||
Таблица 3
Сумма обменных Са2+ и Мg2+ (мг-экв. / 100 г почвы) по слоям в профиле почвы в зависимости от приемов основной обработки и удобрений
|
Слой почвы, см (фактор С) |
Пашня, 1983 г. |
Обработка почвы (фактор А) |
Залежь |
|||
|
вспашка, 27–30 см |
плоскорезная, 27–30 см (с 2000 г. на 14–16 см) |
|||||
|
Фон (фактор В) |
||||||
|
без удобрений |
с удобрением |
без удобрений |
с удобрением |
|||
|
Гумусовый |
(57,2) |
(55,5) |
(50,3) |
(48,9) |
(49,7) |
(48,0) |
|
0–10 |
30,1 |
36,2 |
41,4 |
43,6 |
39,8 |
36,1 |
|
10–20 |
30,3 |
36,7 |
43,4 |
42,2 |
46,9 |
37,2 |
|
20–30 |
30,6 |
36,9 |
39,8 |
41,8 |
41,1 |
36,0 |
|
30–40 |
31,2 |
37,2 |
39,9 |
38,0 |
39,6 |
36,0 |
|
40–50 |
31,3 |
37,7 |
40,3 |
35,8 |
34,0 |
31,5 |
|
50–60 |
30,5 |
39,6 |
38,6 |
31,2 |
30,5 |
31,8 |
|
НСР01 частных различий средних значений = 6,4*, фактора В – НСР01 = 1,9*, взаимодействия факторов АВ – НСР01 = 2,6*, фактора С – НСР01 = 3,2*, взаимодействия факторов АС – НСР01 = 4,5*, ошибка опыта = 4,39 %. Х = 38,844 ± 1,705 |
||||||
Сравнивая приёмы основной обработки почвы с залежью, можно видеть, что по вспашке в период её проведения благодаря перемешиванию верхнего более активного в биологическом отношении слоя с нижним менее активным накопление Са2+ наблюдается в нижних слоях 40–50 и 50–60 см. На фоне удобрений преимущество вспашки над залежью наблюдается по всем слоям 0–60 см профиля почвы за исключением слоя 30–40 см. По плоскорезной обработке перемешивание почвы и удобрений происходит в период подготовки сева возделываемых культур в основном с затрагиванием поверхностных слоёв, поэтому накопление Са2+ наблюдается в верхних 0–10 и 10–20 см и нижних слоях 30–40 и 40–50 см. От удобрений плоскорезная обработка небольшое преимущество по отношению к залежи имела лишь по слоям 0–10, 10–20 и 40–50 см. По отношению к залежи количество Mg2+ было несколько больше на обоих фонах удобренности при вспашке по всем слоям 0–60 см профиля почвы, при плоскорезной обработке на фоне без удобрений по слоям 0–30 см и на фоне удобрений по слоям 0–40 см и осталось без изменений соответственно фонам удобрений в слоях 30–60 и 40–60 см. Их сумма в ППК на вспашке без удобрений в сравнении с залежью несколько выше в слоях 40–50 и 50–60 см, на фоне удобрений по всем слоям 0–60 см профиля, особенно сильно в слоях 40–50 и 50–60 см. На плоскорезной обработке, как на фоне удобрений, так и без фона, по отношению к залежи сумма обменных катионов в ППК выше в слоях 0–50 см профиля почвы, особенно заметно на фоне удобрений в слое 10–20 см.
Таблица 4
Реакция почвенного раствора (рН КСl, ед.) по слоям в профиле почвы в зависимости от приемов основной обработки и удобрений
|
Слой почвы, см (фактор С) |
Пашня, 1983 г. |
Обработка почвы (фактор А) |
Залежь |
|||
|
вспашка, 27–30 см |
плоскорезная, 27–30 см (с 2000 г. на 14–16 см) |
|||||
|
Фон (фактор В) |
||||||
|
без удобрений |
с удобрением |
без удобрений |
с удобрением |
|||
|
Гумусовый |
(57,2) |
(55,5) |
(50,3) |
(48,9) |
(49,7) |
(48,0) |
|
0–10 |
6,30 |
5,65 |
5,99 |
5,78 |
5,77 |
5,70 |
|
10–20 |
6,20 |
5,62 |
5,98 |
5,79 |
5,70 |
5,60 |
|
20–30 |
6,20 |
5,61 |
5,99 |
5,88 |
5,72 |
5,70 |
|
30–40 |
6,40 |
5,65 |
6,15 |
6,22 |
5,85 |
6,20 |
|
40–50 |
6,70 |
5,79 |
6,16 |
7,41 |
6,95 |
6,90 |
|
50–60 |
7,20 |
6,90 |
7,11 |
7,53 |
7,33 |
7,10 |
|
НСР01 частных различий средних значений = 0,41*, фактора А – НСР01 = 0,12*, взаимодействия факторов АВ – НСР01 = 0,17*, фактора С – НСР01 = 0,20*, взаимодействия факторов АС – НСР01 = 0,29*, ошибка опыта = 1,79 %. Х = 6,19 ± 0,11 |
||||||
Причиной изменения состава поглощенных оснований в пахотном слое и в нижележащем горизонте почвенного профиля, отличающегося повышенной сорбционной активностью из-за высокого значения удельной поверхности, является сохранение в течение длительного времени видового состава растительного покрова, характерного для пашни и залежи, и активизация на первом фоне процессов биологического, химического и физического выветривания путем применения приемов основной обработки почвы и удобрений.
Насыщенность почвенно-поглощающего комплекса катионами сказывается через процесс обмена на их концентрацию в почвенном растворе. С уменьшением концентрации почвенного раствора часть катионов поступает в него из ППК, и, наоборот, при увеличении выпадает из раствора, присоединяясь к почвенному комплексу. Почвенный раствор, являясь активной и динамичной частью почвы, связан с питательным её режимом. Микроорганизмы почвы и растения, произрастающие на ней, изменяют состав раствора, извлекая из него питательные элементы и ведя к подкислению или подщелачиванию, то есть к изменению реакции. Реакция в то же время влияет на микробиологические процессы и усвоение растениями элементов питания. Она может быть изменена также воздействием антропогенных факторов: обработкой почвы и удобрениями. Как показывают наши исследования, изучаемые приёмы приводят к некоторому изменению их кислотности, однако величина рНКСl не выходит за пределы значений от 5–6 до 8 ед., не оказывающих отрицательного влияния на большинство культурных растений по всем приемам основной обработки почвы, как на фоне применения органо-минеральных удобрений, так и без фона (табл. 4). Сравнение данных, полученных с использованием ретроспективных наблюдений и исследований на пашне в 1983 г., сделанных вблизи изучаемого объекта, где реакция рНКСl была нейтральной, с полученными результатами полевого опыта, показало, что на вспашке без применения удобрений, при плоскорезной обработке без применения и с применением удобрений и залежи по слоям почвы 0–10, 10–20 и 20–30 см произошло подкисление почвенного раствора. Причём на вспашке без удобрений подкисление проходило и в нижележащих слоях 30–40 и 40–50 см, плоскорезной обработке с удобрением – 30–40 см. Отмечено подкисление на вспашке с удобрением в слое 40–50 см. По другим слоям почвы в вариантах обработки и залежи реакция рНКСl была нейтральной и колебалась на уровне пашни 1983 г. Правда, здесь следует заметить, что на варианте плоскорезной обработки без удобрений наблюдается заметное подщелачивание почвы в слоях 40–60 см. Изменение реакции почвенного раствора в отдельных слоях почвенного профиля по приёмам обработки с применением и без применения удобрений возможно объяснить падением содержания подвижных форм кальция, которые собственно её и регулируют.
От систематического внесения навоза и минеральных удобрений и глубокой их заделки в варианте с отвальной системой обработки произошло подщелачивание по всем слоям почвы. Реакция почвенного раствора слоёв в 0–30 см профиле почвы на данном варианте обработки сместилась ближе к нейтральной, в слоях 30–50 см к нейтральной и не достигла уровня пашни 1983 г. При поверхностном внесении удобрений на плоскорезной обработке в слоях 0–60 см профиля почвы отмечено подкисление (в слое 40–50 см на существенную величину).
В настоящее время кислотность слоёв в 0–30 см профиле почвы на залежи, вспашке и плоскорезной обработке на обоих фонах удобренности можно отнести к близкой к нейтральной. В нижележащих слоях 30–60 см профиля подкисление почвы отмечено на вспашке на обоих фонах, подщелачивание – на плоскорезной обработке без удобрений. На уровне исходной величины сохранился рНКСl на плоскорезной обработке с удобрением и в залежи. Наличие карбонатов и связанная с этим более высокая кислотность рНКСl в 40–50 см показывает, что гумусный горизонт заканчивается в данном слое на залежи и плоскорезной обработке с фоном и без фона удобрений, в слое 50–60 см – на вспашке в обоих фонах удобренности. Об этом свидетельствует и линия вскипания, которая сохраняет вышеназванную закономерность по агроприёмам и залежи. Нашими наблюдениями за почвой в опытах отмечено вскипание от НCl с глубины 48,0–57,2 см, появление карбонатов в виде белоглазки с 70–80 см. Проведенные исследования на поле, примыкающем к стационарному опыту и располагающемся на водораздельной части склона, показали, что линия вскипания на 2 см выше залегания карбонатов в виде конкреций типа белоглазки [7]. Оборот и перемешивание физиологически кислых удобрений с почвой при проведении вспашки, по-видимому, приводят к трансформации карбонатов в природные соединения с последующим переходом в почвенный раствор и миграции вглубь профиля. Ежегодное перемешивание почвы с органической массой, в том числе с гумусовыми кислотами, при вспашке также ведёт к разрушению карбонатов и частичному их связыванию с кальцием, что обеспечивает высокую буферную способность почв. При плоскорезной обработке удобрения пожнивные и корневые остатки сосредоточиваются и перемешиваются с почвой в верхних её слоях. Поэтому карбонаты находятся в профиле почвы несколько выше на данном варианте обработки по сравнению со вспашкой. Аналогичная закономерность наблюдается и на залежи, где сосредоточение в верхних слоях почвы растительных остатков также ведет к накоплению карбонатов в профиле несколько выше по сравнению с вспашкой.
При рассмотрении статистической обработки данных табл. 1–4 просматривается положительное влияние на показатели физико-химических свойств почвы приёмов обработки и удобрений не только от их раздельного применения, но и взаимодействия между собой и слоями почвенного профиля.
Итак, длительное использование различных приёмов обработки, органо-минеральных удобрений и сельскохозяйственных культур в севооборотах влияет на содержание обменных оснований в составе ППК, реакцию почвенного раствора. Однако исследуемая почва с высокой степенью насыщенности основаниями обладает высокой буферной способностью против подкисления и менее подвержена изменению своего состава благодаря низкому потенциалу коллоидов и устойчивости их гелей. Поэтому количество и состав поглощенных катионов при применяющихся видах обработки, рекомендованных для изучаемой зоны доз органо-минеральных удобрений и сельскохозяйственных культур в севооборотах дают основания полагать, что их потенциал восполним, и их биогеохимический цикл в культурных экологически устойчивых агроценозах длительного стационарного полевого опыта не нарушен.
От величины рН почвенного раствора зависит подвижность и доступность элементов питания растений. Содержание доступного фосфора для питания растений максимальна при рН = 6,5. Как видно из табл. 4, рН солевой вытяжки в варианте вспашки увеличивается в слое 50–60 см, вариантах плоскорезной обработки и залежи в слоях 40–60 см профиля, что сказывается на увеличении фосфатов III группы и ослаблении нитрификационной способности почвы (табл. 5).
Благодаря обмену между почвенно-поглощающим комплексом и раствором оказывается возможным почти круговой характер естественных биогеохимических циклов элементов питания в культурных агроценозах, если они (циклы) не нарушены. Отсюда можно сделать вывод, что почва опытного участка при разных приемах основной обработки на фоне применения и неприменения рекомендуемых доз органо-минеральных удобрений по вышеназванным показателям её свойств близка к черноземам южным тяжелосуглинистым, взятым по своему типу за эталон и распространённым в условиях засушливого Поволжья.
О равновесном и сбалансированном воздействии приемов основной обработки и удобрений на сорбционные функции почвы, а значит, и на физико-химические её свойства и доступность элементов питания, а отсюда и на продуктивность агроценоза, возможно, судить по урожайности озимой пшеницы, которая по приемам обработки почвы не выходила за пределы наименьшей существенной разницы. Как видно из табл. 6, в длительном стационарном полевом эксперименте в 6-польном зернопаропропашном и зернопаровом севооборотах в среднем за 1972–1983 гг. на фоне внесения удобрений по вспашке урожайность озимой пшеницы составила 3,45 т/га, плоскорезной обработке – 3,51, без удобрений – соответственно 3,21 и 3,23 т/га; в 6–польном зернопаровом за 1984–1999 гг. на фоне удобрений по вспашке – 3,56 т/га, плоскорезной обработке – 3,49, без удобрений – 3,18 и 3,08 т/га; в 4–польном за 2000–2015 гг. на фоне удобрений по вспашке – 2,83 т/га, плоскорезной обработке – 2,90, без удобрений – 2,50 и 2,55 т/га с содержанием клейковины в зерне – соответственно обработкам 28,1 и 27,0 % на фоне удобрений и 25,3 и 25,3 без удобрений.
Таблица 5
Групповой состав фосфатов в зависимости от приемов основной обработки почвы
|
Варианты |
Слой почвы, см |
Нитрификация, мг/кг |
Групповой состав фосфатов, мг/кг |
||
|
I |
II |
III |
|||
|
Вспашка, 27–30 см |
0–10 |
25,8 |
28,4 |
182,8 |
272,8 |
|
10–20 |
23,7 |
22,2 |
188,3 |
286,0 |
|
|
20–30 |
23,0 |
21,6 |
196,4 |
275,0 |
|
|
30–40 |
18,9 |
19,8 |
191,7 |
274,5 |
|
|
40–50 |
14,0 |
15,8 |
182,7 |
267,5 |
|
|
50–60 |
5,2 |
3,8 |
186,2 |
355,5 |
|
|
Плоскорезная, 14–16 см (27–30 см) |
0–10 |
26,8 |
22,8 |
176,7 |
276,0 |
|
10–20 |
24,4 |
22,8 |
193,2 |
251,5 |
|
|
20–30 |
17,0 |
15,8 |
162,4 |
205,3 |
|
|
30–40 |
6,1 |
9,6 |
166,9 |
182,5 |
|
|
40–50 |
2,7 |
10,0 |
192,2 |
307,3 |
|
|
50–60 |
2,2 |
4,2 |
207,3 |
327,5 |
|
|
Залежь |
0–10 |
31,7 |
12,0 |
159,0 |
248,2 |
|
10–20 |
21,7 |
5,8 |
141,4 |
214,8 |
|
|
20–30 |
16,1 |
5,4 |
167,2 |
265,7 |
|
|
30–40 |
1,6 |
5,1 |
190,6 |
316,6 |
|
|
40–50 |
0,8 |
3,0 |
211,8 |
359,3 |
|
|
50–60 |
0,2 |
2,6 |
213,5 |
364,7 |
|
Таблица 6
Урожайность озимой пшеницы в зависимости от приемов основной обработки и удобрений, т/га
|
Обработка почвы (фактор А) |
Фон (фактор В) |
1972–1983 гг. |
1984–1999 гг. |
2000–2015 гг. |
|
Вспашка, 27–30 см |
без удобрений |
3,21 |
3,18 |
2,50 |
|
с удобрением |
3,45 |
3,56 |
2,83 |
|
|
Плоскорезная, 27–30 см (с 2000 г. на 14–16 см) |
без удобрений |
3,23 |
3,08 |
2,55 |
|
с удобрением |
3,51 |
3,49 |
2,90 |
|
|
НСР05 для: частных средних |
0,14* |
0,16* |
0,23* |
|
|
фактора А |
Fф < Fт |
0,11* |
Fф < Fт |
|
|
фактора В |
0,10* |
0,11* |
0,17* |
|
|
Х |
3,35 ± 0,05 |
3,73 ± 0,06 |
2,97 ± 0,08 |
|
|
Р, % |
1,49 |
1,48 |
2,74 |
|
Примечание. *) Различия существенны на 5 %-ном уровне значимости (Fф > Fт).
Выводы
Таким образом, наблюдения и исследования за рНКСl в окультуренном чернозёме южном тяжелосуглинистом важны при проведении его мониторинга, поскольку позволяют не только оценить изменения свойств профиля почвы и состояние агроценоза при длительном воздействии антропогенных факторов, но и определить характер их использования и разработать соответствующие агроприёмы. В засушливых условиях Поволжья приемы основной обработки почвы и рекомендуемые дозы удобрений, длительно применяемые в севообороте, не ухудшают реакцию почвенного раствора, количество обменного Са2+ и Mg2+ и их сумму в составе ППК по слоям в профиле чернозема южного тяжелосуглинистого. Изучаемая почва, имея тяжелосуглинистый механический состав и достаточное содержание гумуса, обладает высокой буферностью, благодаря которой позволяет сохранять рНКСl в оптимальных величинах для роста и развития культурных растений в агроценозе и микроорганизмов в почве и активно противостоять изменению реакции среды от воздействия изучаемых агроприёмов. Об отсутствии их негативного воздействия на данные показатели физико-химических свойств почвы свидетельствуют длительные исследования с озимой пшеницей, урожайность которой по приемам обработки на фоне удобрений и без них колебалась в пределах ошибки опыта.