Воспроизводство органического вещества почвы в современных условиях

При складывающейся в современных условиях насыщенности севооборотов удобрениями вряд ли возможно поддержание плодородия почвы на исходном уровне (1990 г.), когда внесение туков систематически снижается (табл. 20).

Таблица 20

Внесение минеральных удобрений в хозяйствах Ставропольского края, кг/га д. в.

Район

Среднее за 1986-1990 гг.

1991 г.

1995 г.

N

р2о5

К2О

Z

N

р2о5

К2О

Z

N

р205

К2О

2

Всего по краю

28

35

13

76

18

26

8

52

7

3

1

11

1. Апанасенковский

19

26

4

49

5

15

4

24

3

1

0

4

2. Арзгирский

15

20

5

40

5

13

3

21

0

0

0

0

3. Левокумский

25

26

5

46

9

14

2

25

2

2

0

4

4. Нефтекумский

35

36

8

79

17

20

6

43

1

1

0

2

5. Туркменский

13

18

4

35

8

9

1

18

3

2

0

5

6. Александровский

32

35

13

80

27

38

8

73

6

6

1

13

7. Благодарненский

18

24

8

50

7

16

8

31

6

1

0

7

8. Буденновский

15

26

7

48

10

14

3

27

2

2

0

4

9. Ипатовский

23

30

9

62

18

20

8

46

4

2

1

7

10. Курский

22

26

7

55

9

20

4

33

3

2

0

5

11. Новоселицкий

31

41

16

88

8

18

11

36

11

3

0

14

Продолжение

Район

Среднее за 1986-1990 гг.

1991 г.

1995 г.

N

р2о5

к2о

S

N

р2о5

к2о

S

N

р2о5

К2О

S

12. Петровский

37

46

13

96

30

35

7

72

14

1

0

15

13. Советский

25

42

15

82

16

38

6

74

7

16

0

23

14. Степновский

16

27

4

47

14

37

3

54

2

0

0

2

15. Изобильненский

29

42

10

81

20

30

2

52

2

3

0

5

16. Грачевский

33

41

10

84

27

39

2

68

16

5

0

21

17. Кочубеевский

51

60

26

137

32

35

17

84

14

6

1

21

18. Красногвардейский

48

53

23

124

39

35

15

93

16

6

1

23

19. Андроповский

22

30

10

62

13

23

3

39

7

6

0

13

20. Новоалександровский

53

21

29

133

25

41

16

82

16

6

1

23

21. Труновский

42

52

28

122

31

36

23

90

11

7

1

19

22. Шпаковский

36

47

20

103

18

27

8

53

14

10

0

24

23. Георгиевский

31

34

19

84

22

41

15

78

12

7

1

20

24. Минераловодский

37

43

12

92

28

29

6

63

16

7

0

23

25. Кировский

41

60

27

128

26

46

21

93

7

4

0

11

26. Предгорный

38

43

19

100

27

47

12

66

8

3

1

12

В настоящее время большую тревогу вызывает значительное снижение запасов гумуса в почве вследствие усиления минерализации органического вещества в условиях интенсивного использования пашни. Подтверждением этому являются итоги работы комплексной экспедиции, географически охватившей известные стационары Ставропольского и Краснодарского краев, Республик Северного Кавказа: Кабардино-Балкарская, Северная Осетия-Алания, Ингушетия, Дагестан, Карачаево-Черкесская, Калмыкия, Чеченская, а также Нижнее Поволжье и Ростовская область, расположенные вблизи знаменитого маршрута, пройденного в свое время В. В. Докучаевым.

В результате обследования длительных стационаров научно-исследовательских учреждений Юга России, заложенных 1040 лет назад, нами установлено: интенсификация севооборотов посредством насыщения их пропашными культурами приводит к снижению содержания гумуса в типичном, на стыке с выщелоченным, мицеллярно-карбонатном черноземе.

Так, в 0-20 см слое почвы, в неорошаемых севооборотах Карачаево-Черкесского НИИСХ с общепринятыми способами использования пашни и насыщенностью N60P60K4() за 12-летний период произошло уменьшение содержания гумуса более чем на 15 % по сравнению с исходным. В условиях высокой культуры земледелия, исключающей межкультурные периоды в севооборотах за счет сочетания основных и промежуточных культур, отмечен менее интенсивный распад гумуса в 0-150 см слое по сравнению севооборотом без промежуточных культур. Если в севообороте при беспрерывном использовании пашни распад гумуса на неорошаемом фоне с начала опыта в слоях почвы 30-40 и 60-70 см достиг 23,4 и 33,6 %, то в севообороте с общепринятым использованием -соответственно 28,7 и 48,2 %

В орошаемых севооборотах процессы распада гумуса протекают более интенсивно, особенно в средней части почвенного профиля (30-60 см). Под влиянием орошения в севообороте с общепринятым способом использования пашни потери гумуса в слоях почвы 30-40 и 60-70 см возросли в 1,9-2,12 раза, а в севообороте с беспрерывным использованием - соответственно в 1,37 и 1,45 раза по сравнению с неорошаемым фоном.

Дополнительно количество органических остатков в севообороте с беспрерывным использованием пашни без орошения сдерживает темпы потерь гумуса из почвы по сравнению с севооборотом без промежуточных культур. При орошении наблюдается обратное явление. Беспрерывное использование пашни в севообороте посредством сочетания основных и промежуточных культур, как и в рекомендуемом севообороте, насыщенном пропашными культурами, на фоне N60P60K40, независимо от условий увлажнения, ведет к последовательному и устойчивому снижению содержания гумуса в мицеллярно-карбонатном черноземе.

Исследования в 8-польном севообороте того же НИИСХ показали, что возделывание сельскохозяйственных культур на типичном мицеллярно-карбонатном черноземе без применения удобрений приводит к заметному снижению содержания гумуса по всему профилю разреза. Если в исходных образцах его содержалось

7,27 % в слое 0-20 см и 1,23 % в слое 140-150 см, то к 1989 г. оказалось соответственно по 5,75 и 0,72 %. В промежуточных горизонтах почвы потери гумуса еще значительнее. Так, в слое ЗСМЮ и 60-70 см они составили 27 % от исходного запаса.

Содержание гумуса в образцах типичного чернозема, отобранных с делянок, длительно удобряемых органоминеральными смесями (N30P45K30 + 6,3 т/га навоза в шесть полей и N30P45K30 + 6,3 т/га навоза в одно поле севооборота в год), существенно не различалось. В обоих вариантах наблюдается плавное снижение содержания гумуса по всему почвенному профилю. Замена дробного внесения навоза на разовое - в одно поле из расчета 50 т/га (насыщенность севооборотной площади от этого не изменялась) не влияет на содержание гумуса.

Систематическое применение в этом севообороте минеральной системы удобрений с насыщенностью N30P45K30 способствует большим потерям гумуса, чем органоминеральная. Если на органоминеральной системе в слое 0-20 см почвы потери гумуса за 15-летний период составили 10 %, то на минеральной - 15 % Аналогичная закономерность отмечается и в нижележащих слоях типичного чернозема.

Таким образом, в зоне достаточного увлажнения Юга России ни одна из применявшихся до настоящего времени систем удобрения не способствовала сохранению гумуса на уровне исходных запасов.

В. И. Каргальцев (1988), изучая влияние удобрений на изменение содержания гумуса в черноземах (типичных, обыкновенных и южных с содержанием гумуса 5,2; 4,6 и 36 % соответственно) Ставропольского края, установил, что содержание гумуса и его распределение по профилю хорошо коррелирует с общими запасами биомассы и распределением корней растений. Преобладание гуминовых кислот над фульвокислотами наблюдается до глубины 60 см, что определяет высокий показатель отношения Сгк : Сфк, который находится в пределах 2,3-1,9. С глубиной наблюдается относительное увеличение содержания фульвокислот и отношение Сгк : Сфк приближается к 1. В составе гумуса почв, на которые вносили органические удобрения, отмечено повышение содержания группы гуминовых кислот по сравнению с неудобренными и еще более резкие различия с почвами, где применяли только минеральные удобрения (NPK).

На обыкновенных, на стыке с каштановыми почвами, мицеллярно-карбонатных черноземах (бывшая Кабардино-Балкарская ГСХОС) после окончания трех ротаций 10-польного севооборота, заложенного в условиях естественного (недостаточного) увлажнения, на неудобряемом варианте отмечено заметное снижение содержания гумуса по всему профилю. Так, в слое почвы 0-20 см распад гумуса, по сравнению с исходным, составил 25 %. С глубиной процессы разрушения гумуса протекают еще интенсивнее - в слоях почвы 30-40 и 60-70 см достигают соответственно 34-43 %.

Под воздействием минеральной (N69P63K45) и органоминеральной (N84?42K24 + 8 т/га навоза) систем удобрений темпы разрушения гумуса ниже, чем на контроле, но остаются довольно высокими, что приводит к сильному обеднению обыкновенных черноземов гумусом. В слое почвы 0-20 см на варианте с минеральной системой удобрения содержание гумуса за 30-летний период снизилось на 0,48 % и оказалось равным 3,07 %, а с органоминеральной - соответственно 0,76 и 2,79 %. Распад гумуса составил соответственно 14-26 %, т. е. минеральная система удобрений на обыкновенных черноземах оказывается эффективнее органоминеральной. Для более глубоких слоев почвы отмеченное не характерно, в них наблюдается обратная зависимость. Потери гумуса в слоях почвы 30^4-0 и 60-70 см на минеральной системе удобрения составили 26 и 45 %, на органоминеральной - соответственно 22 и 31 %.

На всех системах удобрения неорошаемого 10-польного севооборота (слой 0-20 см) зафиксирован постепенный и необратимый процесс снижения содержания гумуса. В исходных образцах (1948 г.) обыкновенного чернозема в слое почвы 0-20 см содержалось 3,55 % гумуса. В 1970 г. на неудобренном варианте его обнаружено 2,97 %, а в 1979-1980 гг. - 2,67 %. На минеральной и органоминеральной системах удобрений процессы распада гумуса идут еще более высокими темпами, особенно в почве, удобряемой только минеральными удобрениями, но разрушение органического вещества замедляется по сравнению с органоминеральной системой. Так, в слое почвы 0-20 см его содержание составляло соответственно 3,07 и 2,79 %. Это объясняется активизацией почвенной микрофлоры под влиянием вносимого навоза, которая в свою очередь минерализует гумус. Такое влияние навоза характерно для слоя, в который он вносится.

Орошение без применения удобрений стимулирует процесс разложения гумуса в 0-20 см слое почвы. За рассматриваемый период времени от исходного запаса содержание гумуса уменьшилось на 28 %. В нижележащих слоях содержание гумуса на удобренных и неудобренных фонах существенно не различалось. Отсюда следует, что под воздействием орошения происходит перераспределение гумуса по почвенному профилю. Орошение способствует перемещению части наиболее подвижных компонентов гумусовых веществ из верхних горизонтов в более глубокие слои почвы.

Минеральная и органоминеральная системы при орошении замедляют процесс разрушения гумуса. На минеральной системе удобрения более чем за 30-летний период в слоях 0-20 и 30-40 см содержание гумуса снизилось на 21 и 34 %; органоминеральной -соответственно на 21 и 20 %. За последние десятилетия под воздействием органоминеральной системы удобрения наблюдается стабилизация процессов накопления - разрушения гумуса. Очевидно, это можно объяснить следующим ходом почвенных процессов. В первый период в новой экологической обстановке, которая создается орошением, внесением удобрений и т. п., при благоприятных биохимических и гидротермических условиях начинается усиленная минерализация менее устойчивых компонентов органического вещества и накопление устойчивых. Со временем при оптимальных условиях, в силу увеличения общей биомассы, на орошаемых и удобряемых органоминеральными удобрениями полях наступает стабилизация в процессах разрушения -накопления органического вещества и устанавливается динамическое равновесие гумуса.

Бессменное с 1962 г. возделывание кукурузы при орошении на обыкновенном мицеллярно-карбонатном черноземе без применения удобрений привело к снижению содержания гумуса по всему профилю почвы. Самые высокие потери гумуса отмечены в слоях 30-40 и 60-70 см и составили соответственно 31,4 и 60,2 % от исходного содержания. Минеральная (МРбоКРбо) и органоминеральная (N6oP6OKP6O + 20 т/га навоза) системы удобрения кукурузы снижают интенсивность распада гумуса почвы по сравнению с вариантом без удобрений, но не сохраняют исходного запаса. Так, на минеральном фоне, по сравнению с неудобренными полями гумуса, в слое почвы 0-20 см сократились почти в 2 раза, а на органоминеральном - в 3 раза.

Аналогичная закономерность наблюдается в слоях почвы 30-40 и 60-70 см. По сравнению с исходным состоянием, на минеральной системе удобрения в слое 0-20, 30-40 и 60-70 см содержание гумуса снижалось на 20,0; 41,3 и 54,1 %, а на органоминеральной -соответственно на 12,6; 33,5 и 48,3 %. Разрушение гумуса интенсивнее протекает в средней части почвенного профиля (слой 30-70 см).

В черноземах Кубани за 25 лет содержание гумуса уменьшилось на 1,3 %, распаханные черноземы Ставрополья по запасам гумуса уступают целинным на 20 %, каштановые - на 7-10 %. Содержание гумуса, буферность, физико-химические свойства почвы предопределяются уровнем и длительностью применения удобрений. Органическим удобрениям принадлежит главная роль в накоплении гумуса в почве. Это объясняется взаимодействием повышенного количества органического вещества пожнивно-корневых остатков и органического вещества самого навоза. Совместное применение органических и минеральных удобрений усиливает гумусонакопительную способность почвы, что подтверждается многочисленными исследованиями. За редким исключением, в хозяйственной практике процессы разрушения органического вещества были особенно активны в первой половине 90-х гг. XX века (табл. 21).

Таблица 21

Динамика содержания гумуса в почвах хозяйств Ставрополья (по результатам 1995 г.)

Наименование хозяйства

Содержание гумуса, %

% снижения или увеличения

оптимум

1991 г.

1995 г.

1995 г. к опт.

1995 г.

к 1991 г.

Зона I Апанасенковский район

К-з «Россия»

2,82

1,6

1,5

-46,8

-6,3

К-з «Маныч»

2,82

1,9

1,5

46,8

-21,1

Туркменский район

АОЗТ «Дружба»

3,55

2,5

2,0

-43,7

I -20,0

Зона 11 Ипатовский район

ГПЗ им. 60 лет СССР

3,55

3,2

2,5

-29,6

-21,9

АО «Лиман»

3,55

2,6

2,2

-38,0

-15,4

К-з им. Кирова

3,55

2,8

2,1

-40,8

-25,0

ГПЗ «Советское руно»

3,55

2,4

2,1

-40,8

-12,5

Наименование хозяйства

Содержание гумуса, %

% снижения или увеличения

оптимум

1991 г.

1995 г.

1995 г. к опт.

1995 г. к 1991 г.

Петровский район

К-з «Заря»

3,81

3,7

2,9

-23,9

-5,4

К-з «Колос»

3,55

2,6

2,1

-40,8

-19,2

К-з «Заветы Ленина»

3,55

2,5

2,5

-29,6

К-з им. Кирова

3,81

3,3

2,7

-29,1

-18,2

Зона III Андроповский район

К-з «Родина»

6,35

4,9

4,7

-26,0

-4,1

К-з «Загорский»

6,35

4,8

4,7

-26,0

-2,1

Изобильненский район

КПСХП «Дружба»

6,35

4,3

3,7

-41,7

-14,0

КПХ «Правда»

6,35

3,3

3,2

-49,6

-3,0

Кочубеевский район

АОЗТ «Красная Звезда»

6,35

5,3

4,9

-22,8

-7,5

АОЗТ «Кубань-1»

6,35

4,3

3,5

-32,3

-18,6

Красногвардейский район

АКФК «Заречье»

3,81

2,7

2,8

-26,5

+3,7

СХП «Родина»

3,81

2,7

2,6

-31,6

-3,7

Новоалександровский район

АО «Горьковский»

6,35

3,9

3,4

^16,4

-12,8

АОЗТ «Расшеватский»

6,35

3,4

3,4

-46,4

-

Шпаковский район

СХП «Заря»

6,35

4,7

4,2

-33,9

-10,6

СХП «Дубовский»

3,55

2,8

2,9

-18,3

+3,6

АОЗТ «Чапаевское»

6,35

3,1

3,3

-49,6

+6,5

СХП «Новомарьевское»

6,35

3,6

3,5

-44,9

-2,8

Зона IV Минераловодский район

КП «Возрождение»

6,35

4,2

3,4

-46,5

-19,0

КП «Победа»

6,35

5,2

3,9

-38,6

-25,0

СХАО им. К. Маркса

6,35

5,1

4,6

-27,6

-9,8

Предгорный район

ТОО «Садовое»

1 6,35

1 5,1 |

4,6

1 -27,6

-9,8

В разных почвенно-климатических условиях дозы навоза, необходимые для компенсации потерь гумуса, несколько различаются. На черноземах Центрального Предкавказья бездефицитный баланс гумуса обеспечивается внесением 5-6 т/га навоза в год, что позднее подтвердилось расчетными методами в Ставропольском крае. Изложенному созвучны и более обнадеживающие результаты, полученные нами в последние годы на выщелоченных черноземах в стационарном многофакторном опыте Ставропольского государственного аграрного университета (табл. 22).

Таблица 22

Краткая характеристика исследуемых стационаров

Научно-исследовательское учреждение

Почва

Стационар

Условия увлажнения

Год закладки стационара

кчниисх

Типичный мицеллярно-карбонатный чернозем

8-польный полевой севооборот

по изучению систем удобрений

естественное

1967

То же

9-польный полевой севооборот с ОИП

естест

венное

орошение

1967

9-польный полевой севооборот с ИИП

естест

венное орошение

1967

ВНИИ кукурузы

Обыкновенный мицеллярно-карбонатный чернозем

10-польный полевой севооборот

по изучению систем удобрений

естест

венное

орошение

1948

То же

Монокультура кукурузы и систем удобрения

орошение

1961

Изобильненский ГСУ

То же

Опытные участки с различным использованием

орошение

1955

СтГАУ

Глубоко мицеллярно-карбонатный чернозем

8-польный полевой севооборот

по изучению систем удобрения и обработки почвы

естест

венное орошение

1976

Научно-исследовательское учреждение

Почва

Стационар

Условия увлажнения

Год закладки стационара

ПФ сниисх

Светло-каштановая

2-8-польные полевые севообороты

естественное орошение

1939

ДагНИИСХ

Луговокаштановая

4-польные полевые севообороты. Монокультура кукурузы и озимой пшеницы

орошение

1967

За десять лет при возделывании полевых культур без применения удобрений содержание гумуса в пахотном слое снизилось с 6,37 до 6,22 %. Среднегодовой расход гумуса, не компенсируемый поступлением пожнивно-корневых остатков, за счет минерализации органического вещества почвы составил 4,34 ц/га. Насыщение зернопропашного севооборота 2,5 т/га навоза в сочетании с 60 кг/га NPK в виде минеральных удобрений не улучшает баланс гумуса: поступившие в почву с удобрениями питательные вещества используются, главным образом, на формирование дополнительного урожая. Двойная насыщенность севооборота (120 кг/га NPK в сочетании с 5 т/га навоза) удобрениями обеспечивает бездефицитный баланс гумуса. При насыщенности 180 кг/га NPK в сочетании с 7,5 т/га навоза отмечена тенденция повышения содержания гумуса (табл. 22). В бессменном черном пару потери гумуса за счет минерализации, по средним многолетним данным, ежегодно достигают 7 т/га. Потери гумуса из почвы просчитываются исходя из величины выноса азота с урожаем не бобовых культур в среднем по севообороту за минусом использованного из удобрений и вновь образовавшегося гумуса:

By Кп

Гп = ^о--ГВ0>

где Гп - потери гумуса, т/га;

By - вынос азота урожаем, кг/га;

Кп - коэффициент использования азота почвы (0,85-0,88);

50 - коэффициент перевода азота в гумус;

Гв.о. - гумус, вновь образовавшийся за счет пожнивно-корневых остатков, т/га

Данные, полученные предлагаемым расчетным методом, согласуются с результатами трудоемких химических анализов. На долю азота гумуса в выносе приходится 85 % в общепринятом севообороте и 88 % с беспрерывным использованием пашни.

Кроме частностей, отмеченных выше, выявлены тенденции, имеющие, независимо от зональных условий, общее значение. Интенсивное использование пашни без системного применения удобрений приводит к постепенным и возрастающим потерям гумуса. Органоминеральные системы удобрения значительнее замедляют процесс распада гумуса по сравнению с минеральной системой удобрения.

Минерализация гумуса интенсивнее протекает в средней части почвенного профиля (60-110 см), потери гумуса заметно возрастают при орошении. Органоминеральная система удобрения способствует стабилизации процесса накопления - разложения гумуса. Длительное возделывание люцерны обогащает почву гумусом. При бессменном возделывании кукурузы приостановить снижение темпов разложения гумуса с помощью удобрений не представляется возможным.

Общие тенденции временных изменений содержания гумуса под воздействием агрохозяйственной деятельности в черноземах обыкновенных, типичных, выщелоченных и лугово-каштановых почвах Юга России позволяют сделать главный вывод: оптимальное сочетание известных агротехнических приемов в севообороте - травосеяние, плодосмен, внесение органических удобрений и их смесей с минеральными обеспечивает в интенсивном земледелии бездефицитный баланс гумуса.

Время и использование почв в сельском хозяйстве оказывает существенное влияние на ход почвообразовательного процесса, формирование свойств, обеспечивающих оптимальное развитие агрофитоценозов. Утрата органического вещества - одно из проявлений деградации почв. По различным оценкам, в результате интенсивного использования в почве, уже потеряно от 25-30 до 50 и более процентов гумуса, содержавшегося в целинных почвах.

Пашня в РФ занимает 132,0 млн га, или 7,7 % от земельных угодий, в т. ч. сельскохозяйственного назначения - 129,1 млн га. На долю черноземов приходится около 120 млн га, или около 7 % общей площади, т. е. больше 1/2 всей пашни, на них производится почти 80 % земледельческой продукции; на долю каштановых приходится 10,6 % пашни; солонцов, солончаков и солодей - 3,4 %. За последние 20 лет запасы гумуса на пашне сократились на 25-30 %; 16,5 млн га характеризуются очень низким и 21 млн га - низким содержанием органического вещества.

Кубанские ученые, исследовавшие черноземы КНИИСХ, выявили, что в почвах с ограниченным внесением удобрений с 1928 по 1958 г. содержание гумуса в 0-8 см слое почвы уменьшилось на

18,6 %, а с 1958 по 1978 г. - на 20,6 %. Для слоя 40-45 см эти изменения были еще контрастнее и составили 3,3 и 26,1 % соответственно. Содержание гумуса в 0-40 см слое почвы за 50-летний период снизилось на 34,5 %.

По данным ЮжГИПРОзема, за последние 20 лет в Ростовской области содержание гумуса в почве уменьшилось на 17,1 %; по почвенно-климатическим зонам на 12,0-22 %; в районах Константиновском - 30,2; Шолоховском, Цимлянском - 25,0; Бакаевском, Каменском, Песчанокопском, Семикоракорском - 20 %.

Таким образом, динамика гумуса в различных почвах Северного Кавказа имеет единый ход, но уменьшение идет с неодинаковой интенсивностью, что обусловлено гидротермическими условиями, применяемыми системами земледелия и другими факторами.

В основу настоящей части книги легли результаты, полученные в 27-65-летних стационарах, изученные в ходе двух экспедиций по Северному Кавказу (1979, 1993-1994 гг.), проходивших вблизи известного маршрута, пройденного в свое время В. В. Докучаевым, а также литературные источники научно-исследовательских организаций по вопросам, касающихся этих стационаров. Результаты экспедиции 1979 г. опубликованы в академических изданиях (1982), региональных издательствах, вошли в учебные пособия (1991, 1992), доложены на делегатских съездах почвоведов (1980— 1994).

Исследования 1993-1994 гг. продолжили агрохимики, почвоведы, агрономы, аспиранты, соискатели, студенты по сокращенному маршруту и программе (табл. 23). В отличие от экспедиции 1979 г., в названной проведены обширные архивные исследования, подвергнуты глубокому анализу опубликованные с 1920 г. по настоящее время работы. К сожалению, события в зоне осетино-ингушского и чеченского конфликтов не позволили отобрать образцы почв на стационарах СКНИИГ и ПСХ, бывшей Чечено-Ингушской ГСХОС, а также со стационаров Республики Дагестан. Только на стационаре СтГАУ были заложены полнопрофильные разрезы (16) с соответствующим числом прикопок (3-4 на разрез), а на других почвенные образцы отбирались буром Рязанова из 0-20 см толщи в 10-12-кратной повторности и состоящие не менее чем из 20-22 индивидуальных проб; для нижних горизонтов (20-30, 30-40, 60-70, 100-111, 140-150 см) составляли смешанный образец из 4-5 индивидуальных. В выборке по почвам края заложено 12-15 характерных, описанных различными авторами разрезов.

В основу оценки динамики гумуса во времени под влиянием сельскохозяйственной деятельности и современного почвообразовательного процесса положен один из известных методических подходов: сопоставление результатов анализа почвы перед закладкой опыта и по истечении определенного времени (табл. 23).

Таблица 23

Динамика гумуса (%) в стационарах Северного Кавказа

Почва, учреждение

Стационар

Год закладки разреза

Глубина отбора образцов, см

0-20

30-40

60-70

100-110

Типичный

9-польный

1950

9,30

7,30

5,40

2,70

чернозем,

полевой

1967

6,55

6,38

5,60

2,83

КЧНИИСХ

севооборот

1973

6,30

6,21

5,32

2,57

сОИП*

1979

5,93

5,99

4,61

2,17

1994

5,47

5,24

4.47

2,12

9-польный

1950

9,30

7,30

5,40

2,70

полевой

1967

6,55

6,38

5,60

2,83

севооборот

1973

6,25

6,18

5,28

2,68

с ИИП**

1979

5,74

5,96

4,72

2,41

1994

5,70

5.49

4,65

2,38

8-польный

1950

9,30

7,30

5,40

2,70

полевой

1967

7,27

5,65

3,99

2,95

севооборот

1979

5,78

4,27

2,89

2,32

1994

5,64

4,18

2,70

2,21

Почва, учреждение

Стационар

Год закладки разреза

Глубина отбора образцов, см

0-20

30^10

60-70

100-110

Обыкновенный

10-польный

1948

3,55

3,42

2,45

чернозем,

полевой

1970

3,25

3,18

1,89

ВНИИ кукурузы

севооборот

1979

2,67

2,38

1,39

1994

2,52

2,12

1,34

Монокуль-

1962

4,35

3,58

2,79

1,62

тура

1970

4,07

3,32

2,58

1,45

кукурузы

1979

3,08

2,46

1,88

0,93

1994

2,98

2,32

1,72

0,90

Обыкновенный

Опытный

1950

4,00

2,40

1,20

0,95

чернозем,

севооборот

1965

3,14

2,39

2,01

1,65

Изобильненский

1980

3,02

2,21

1,86

1,42

ГСУ

1994

2,99

2,15

1,80

1,38

Глубокомицелляр

8-польный

1950

6,85

4,10

3,36

1,71

ный, карбонатный

полевой

1976

6,37

3,64

3,00

1,28

чернозем, СГСХА

севооборот

1986

6,22

3,52

2,87

1,12

1994

6,15

3,46

2,82

1,10

Светло-каштано

6-польный

1939

2,90

2,14

1,36

1,10

вая, ПФ СНИИСХ

полевой

1956

2,50

1,90

1,00

0,66

севооборот

1959

1,65

1,20

0,93

0,75

1979

1,52

1,15

0,88

0,72

1994

1,48

1,08

0,85

0,68

Примечание: * ОИП - общепринятое использование пашни; ** ИИП -интенсивное использование пашни.

В наблюдаемых объектах четко просматривается стадийность динамики гумуса как интегрального показателя плодородия, которая выражается:

  • - в резком уменьшении содержания гумуса в первые 18-20 лет, или 2-х ротаций 9-10-польных севооборотов, как следствие несоответствия между процессами новообразования гумуса и его разложением;
  • - потери гумуса, связанные с развитием эрозионных процессов (1953, 1968-1973 гг.) с последующим «разбавлением» пахотного слоя подпахотным и нерациональным их использованием под пашню, достигают более 50 % по сравнению с целинными аналогами;
  • - баланс гумуса во многом определяется погодными условиями: в полосе влажных лет усиливаются процессы гумификации, а в засушивой - минерализации; степень гумификации органического вещества низкая и колеблется от 11,3-12,0 до 26,0-34,0 %, а количество негидролизуемого остатка очень высоко и достигает 80 %, что придает «стабильность» содержанию гумуса;
  • - последующие ротации севооборотов приводят содержание гумуса в соответствие с агрофитоценозами, в результате чего увеличивается количество поступающего в почву свежего органического вещества, наступает стабилизация в процессах разрушения гумусовых веществ и устанавливается динамическое равновесие гумуса.

Наши исследования и выводы согласуются с обобщенными нами данными, полученными агрохимической службой Ставропольского края (табл. 24).

Таблица 24

Динамика гумуса в пахотном слое различных почв Ставропольского края, %

Почва

Тур обследования

I

III

IV

до 1968 г.

  • 1976-
  • 1984 гг.
  • 1983-
  • 1985 гг.

Светло-каштановая карбонатная в комплексе с солонцами Приманычья

2,05 1,40-2,50

180 1,30-2,20

Каштановая мицеллярно-карбонатная

  • 2,20
  • 1,60-2,70
  • 2,25
  • 1,30-2,50

Темно-каштановая мицеллярно-карбонатная

3,48 3,00-4,15

3,33 2,90-3,80

Чернозем южный мицеллярно-карбонатный

4,15 3,40^1,45

3,12 2,90-3,30

Чернозем обыкновенный мицеллярно-карбонатный

5,03 3,00-6,55

3,88 3,60-4,20

Чернозем типичный мицеллярно-карбонатный

7,27 5,70-10,80

  • 5,13
  • 4,20-6,00

Чернозем глубокомицеллярный карбонатный

7,58 5,48-10,69

5,43 5,10-6,00

Примечание: В знаменателе - колебания по районам, входящим в зону соответствующих почв.

Подтверждая в целом выявленную нами динамику, особенно подчеркнем - между двумя последними турами обследований не наблюдалось изменений в содержании гумуса на всех почвах, составляющих покров Ставропольского края. Очень стабильно содержание гумуса в почвах северо-восточной полупустынной подзоны и сухостепной подзоны по сравнению с зоной черноземных почв, что объясняется степенью интенсивности земледелия и менее выраженными эрозионными процессами.

Распад гумуса во времени изменяется в первые сроки наблюдений со скоростью 0,15—0,20 % ... 0,02-0,04 %, в каждый последующий год - во временном разрезе.

Появилась возможность на основании приведенных данных не только теоретически раскрыть основы и закономерности динамики гумуса в различных типах и подтипах почв, но и количественно выразить распад органического вещества.

Определение динамики гумуса, по истечении краткого срока с момента действия того или иного приема агрохозяйственной деятельности, а тем более сезонной динамики, не дает обстоятельных результатов. Разница в ±0,01 % и менее, получаемая в краткосрочных опытах (начало-конец опыта, тем более сезонные наблюдения), за редким случаем, не существенна, поэтому планировать изучение динамики гумуса в них не рекомендуется. Это прерогатива долгосрочных стационарных опытов.

Динамика гумуса в течение вегетации культуры, какой бы она продолжительной не была, доступными нам методами не устанавливается, тем не менее она существует. В рассматриваемом случае она «смазывается» так называемыми прижизненными корневыми выделениями растений. За счет корневых выделений в типичном севообороте на выщелоченном черноземе образуется 203,0-399,0 кг/га гумуса, или на долю этого источника приходится 21,8-40,2 % в год вновь образовавшегося гумуса.

Динамика гумуса в течение вегетации зависит от культуры, гидротермических условий, агротехники выращивания и состояния ферментативных систем почвы (табл. 25).

При внесении удобрений, особенно азотных, интенсивность гумификации снижается, а в результате баланс гумуса становится неуравновешенным.

Минеральные удобрения, в первую очередь, влияют на минерализацию органического вещества, подвижность гумуса и углеводов по всему почвенному профилю. Поэтому предлагаем просчитать динамику гумуса в течение вегетации культуры по разнице азота, содержащегося в почве между двумя определениями, с использованием коэффициентов минерализации органического вещества почвы.

Таблица 25

Влияние удобрений и приемов их размещения на коэффициент гумификации под озимой пшеницей (предшественник озимая пшеница)

Насыщенность севооборота NPK, кг/га + + навозом, т/га

Непосредственно внесено под культуру

Глубина размещения удобрений (обработки почвы), см

Орудие размещения удобрений

Соотношение полифенол-оксидаза: пероксидаза

20-22

ПН-4-35

0,34

п

Л

20-22

КПГ-250

0,26

V

и

20-22

Фреза

0,31

10-12

БДТ-3

0,26

0-22

ПН-4-35

0,33

60 + 2,5

N30^60^30

  • 0-22
  • 0-22

КПГ-250 Фреза

  • 0,25
  • 0,30

0-12

БДТ-3

0,26

0-22

ПН-4-35

0,25

120 + 5,0

N6OP6oK3o

  • 0-22
  • 0-22

КПГ-250 Фреза

  • 0,19
  • 0,23

0-12

БДТ-3

0,20

180 + 7,5

N90P90K60

  • 0-22
  • 0-22

0-22

0-12

ПН-4-35

КПГ-250

Фреза

БДТ-3

  • 0,21
  • 0,18
  • 0,20
  • 0,18

В настоящее время все больше внимания уделяется возделыванию сидеральных культур и использованию их на удобрение. Сидераты -наиболее дешевые, экологически чистые, экономически выгодные и перспективные органические удобрения. Они играют существенную роль в мобилизации почвенного плодородия, перераспределении элементов питания по почвенному профилю, активизации труднодоступных элементов питания; в борьбе с засолением, эрозией.

В условиях интенсивного земледелия наиболее целесообразна промежуточная культура сидератов, позволяющая получать зеленое удобрение без уменьшения посевов основных культур. При этом важнейшей задачей является правильный подбор сидеральных культур, совершенствование технологий их возделывания.

Внедрение пожнивных сидератов в условиях достаточного увлажнения и при орошении позволит увеличить насыщение севооборотов зерновыми культурами до 80-85 %. Сами сидераты нуждаются в применении под них удобрений. Установлено повышение эффективности зеленого удобрения при сочетании его с навозом, компостами, соломой. Возделывание сидератов позволяет равномерно обогащать почву органическим веществом, снизить норму под последующую культуру в 1,5-2 раза.

В качестве подвижных сидератов пригодны культуры, способные за короткий период накопить достаточно высокий урожай зеленой массы: редька масличная, сурепица, рапс, фацелия, люпин однолетний, донник желтый и белый в год посева, а также горох, вика, сераделла, кормовые бобы, амарант, перко. Максимальный урожай зеленой массы они накапливают за 50-80-90 дней.

Следствием снижения уровня плодородия почв является и снижение их продуктивности. Так, если средний урожай озимой пшеницы за 1985-1995 гг. составил 28,6 ц/га, то в 1996 г. - всего 19,3 ц/га. Об этом свидетельствуют и данные по сопоставлению изменения плодородия почв и урожайности озимой пшеницы по ряду хозяйств (табл. 26).

Таблица 26

Динамика плодородия и урожайности озимой пшеницы иа черноземных и каштановых почвах

Показатели

1990 г.

1996 г.

1990 г.

1996 г.

Каштановые почвы

Черноземные почвы

КСП «2 пятилетка» Ипатовского р-на

КПЗ им. Сараева Петровского р-на

Площадь обследования, га

25800

25800

22534

22534

Динамика агрохимических свойств пахотных угодий

Подвижный фосфор, мг/кг

27

20

30

22

Обменный калий, мг/кг

429

406

380

327

Гумус, %

2,9

2,4

3,0

2,7

pH

8,0

8,1

8,1

8,1

Минеральные удобрения, кг/га пашни

62,0

4,0

94,0

17,0

Урожайность, ц/га

30,4

18,8

36,6

35,1

Показатели

1990 г.

1996 г.

1990 г. |

1996 г.

Каштановые

почвы

Черноземные почвы

КПХ «Степной маяк» Туркменского р-на

АОЗТ «Спицевское» Грачевского р-на

Площадь обследования, га

16004

16004

15427 |

15427

Динамика агрохимических свойств пахотных угодий

Подвижный фосфор, мг/кг

17

13

22

20

Обменный калий, мг/кг

394

386

307

255

Гумус, %

2,0

1,8

3,1

2.8

pH

7,8

7.9

8,2

8,0

Минеральные удобрения, кг/га пашни

35

67

21

Урожайность, ц/га

28,4

18,4

33,3

21,7

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >