Формирование пищевого режима почвы под влиянием систем удобрений в севооборотах

Азот, фосфор и калий - важнейшие макроэлементы, играющие существенную роль в жизни растений.

3.1. Формирование азотного режима

Содержание общего азота в почвах Ставрополья находится в пределах 0,15-0,30 %. Питание растений предопределяет уровень содержания в почве доступных форм. Известно, что азот почвы представлен органическими соединениями, входящими в состав гумуса, растительных и животных остатков, микроорганизмов -99 %. В составе органического азота 65-82 % приходится на долю негидролизуемой фракции. Трудногидролизуемого азота - 5-10 %. Азотсодержащие органические соединения становятся доступными растениям лишь после минерализации. Из соединений минерального азота, используемых растениями в значительных количествах, преимущественно являются N-NO3 и N-NH4.

Материалы вышеупомянутой комплексной экспедиции по Югу России свидетельствуют о том, что ни одна из применявшихся до 1979 г. систем удобрения в обследованных стационарах не позволяла сохранить запасы валового азота на исходном уровне.

Так, типичный мицеллярно-карбонатный чернозем 5-польного севооборота Карачаево-Черкесского НИИСХ с общепринятым использованием пашни потерял в верхнем 0-20 см слое почвы 15 % первоначального содержания азота, а в слое почвы 30-40 см потери были еще более существенными. В севообороте с беспрерывным использованием пашни темпы потерь азота замедляются, но не настолько, чтобы сохранить его на исходном уровне. Как и в севообороте с общепринятым использованием пашни, в слое почвы 30—40 см потери азота значительнее и достигают 19 % от исходного. Наименьшими оказываются потери в 8-польном севообороте с органоминеральной системой удобрений, предусматривающей внесение навоза в одно поле из расчета 60 т/га. Дробление этой дозы навоза между полями севооборота явно снижает его положительное влияние на поддержание запасов валового азота.

Обыкновенный мицеллярно-карбонатный чернозем 10-польного севооборота (бывшая Кабардино-Балкарская ГСХОС) - в зоне недостаточного увлажнения, теряет валовые запасы азота в условиях естественного увлажнения независимо от систем удобрения, но наибольшие потери оказались на неудобренных полях и с минеральной системой удобрения. По-видимому, здесь проявляется влияние физиологической реакции вносимых удобрений, а также более мощного развития корневой системы и активизации микробиологических процессов, способствующих гидролизу азота до минеральных форм, а отсюда и более активное потребление его растениями. Органоминеральная система удобрения снижает потери валового азота до минимума. Так, в слое 0-20 см, по сравнению с исходными, потери азота составили около 7 %.

В результате 30-летнего орошения, независимо от агрохимического фона, выявлено положительное влияние увлажнения на содержание валового азота в почве. Отмечена тенденция к увеличению его запасов по сравнению с неорошаемым аналогом. Отсюда следует вывод, что среди основных элементов питания, вопреки сложившемуся мнению, в первом минимуме для растений может оказаться азот.

Совместными исследованиями СКНИПТИАП и КНИИСХ установлено, что на типичных и выщелоченных черноземах при содержании ранней весной в слое 0-90 см 150 и более кг азота отпадает необходимость весенней подкормки посевов азотом. Имеющийся в почве нитратный азот, при наличии фосфора и калия, обеспечивает получение урожая в 5,8-7,8 т/га зерна озимой пшеницы. Это положение справедливо для озимой пшеницы на выщелоченных и типичных черноземах. На обыкновенных черноземах с большей нитрификационной способностью и меньшим увлажнением оно требует уточнения.

Исследования по изучению азотного режима основных почвенных разностей Ставропольского края проводились агрохимцен-тром «Ставропольский» в течение трех лет (1993-1995 гг.) в условиях возделывания озимой пшеницы (табл. 27).

Таблица 27

Динамика подвижных форм азота под озимой пшеницей по разным предшественникам, кг/га

Хозяйство

Фаза

По чистому пару

По гороху

По озимой пшенице

развития

СЛОИ почвы, см

0-20

0-100

0-20

0-100

0-20

0-100

К-з «Маныч»

кущение

32

251

Апанасен-

трубкование

16

183

ковского

колошение

21

68

района

полная спелость

10

42

К-з им. Кирова Ипатовского района

кущение трубкование

  • 19
  • 12
  • 312
  • 181
  • 37
  • 33
  • 227
  • 185

колошение

6

27

4

28

полная спелость

12

40

11

42

К-з «Колос» Петровского

кущение трубкование колошение

  • 41
  • 30 8
  • 326
  • 222
  • 38
  • 43
  • 29
  • 8
  • 275
  • 182 38

района

полная спелость

6

48

24

56

АО «Надежда»

кущение

46

256

41

235

45

222

Красногвар

трубкование

29

181

36

167

27

148

дейского

колошение

31

185

30

157

33

152

района

полная спелость

8

40

12

38

9

34

К-з им. Ленина

кущение

45

262

83

309

Новоалек

трубкование

33

167

28

154

сандровского

колошение

22

152

24

136

района

полная спелость

8

34

8

33

Исследования проводили в хозяйствах, типичных для сельскохозяйственных зон Ставрополья, и на стационарном опыте лаборатории агрохимии НИИ сельского хозяйства (Шпаковский район). Наблюдения за динамикой содержания нитратов по фазам развития озимой пшеницы, в зависимости от предшественника, показали, что в большинстве случаев содержание легкодоступного для растений азота в почве снижается от периода кущения к моменту полной спелости независимо от предшественника. Если по содержанию нитратов в пахотном слое предшественники мало различаются, то содержание их в метровом слое, как правило, выше по чистому пару практически на протяжении всего периода вегетации. Это подтверждается уровнем получаемых урожаев - по колосовым предшественникам он, как правило, ниже, чем по чистому пару (табл. 27,28,29).

Таблица 28

Относительное содержание подвижных форм азота по фазам развития озимой пшеницы по разным предшественникам, % от содержания ранней весной

Хозяйство

Фаза развития

По чистому пару

По гороху

По озимой пшенице

Слой почвы, см

0-20

0-100

0-20

0-100

0-20

0-100

К-з «Маныч» Апанасен-ковского района

кущение трубкование колошение

полная спелость

  • 100
  • 50
  • 26
  • 40
  • 100
  • 71
  • 27
  • 17

К-з им. Кирова Ипатовского района

кущение трубкование колошение

полная спелость

  • 100
  • 60
  • 24
  • 49
  • 100
  • 49
  • 7
  • 11
  • 100
  • 62
  • 8
  • 20
  • 100
  • 63
  • 10
  • 14

К-з «Колос» Петровского района

кущение трубкование колошение

полная спелость

  • 100
  • 84
  • 29
  • 19
  • 100
  • 69
  • 13
  • 16
  • 100
  • 88
  • 17
  • 21
  • 100
  • 81
  • 14
  • 21

АО «Надежда» Красногвардейского района

кущение трубкование колошение

полная спелость

  • 100
  • 62
  • 62
  • 16
  • 100
  • 78
  • 73
  • 15
  • 100
  • 73
  • 60
  • 23
  • 100
  • 59
  • 56
  • 14
  • 100
  • 66
  • 67
  • 18
  • 100
  • 74
  • 67
  • 15

К-з им. Ленина Новоалександровского района

кущение трубкование колошение

полная спелость

  • 100
  • 73
  • 44
  • 17
  • 100
  • 64
  • 52
  • 12
  • 100
  • 41
  • 36
  • 23
  • 100
  • 48
  • 33
  • 23

Таблица 29

Содержание подвижных форм азота по фазам развития озимой пшеницы по разным предшественникам, % от содержания ранней весной

Хозяйство

Фаза развития

Слой почвы, см

Среднее в метровом слое почвы

0-20

21-40

41-60

61-80

81-100

К-з «Маныч»

кущение

32

44

56

61

58

251

Апанасенков-

трубкование

16

20

52

56

40

184

ского района

колошение

21

12

12

15

9

69

полная спелость

10

7

8

7

8

40

К-з им. Кирова

кущение

28

40

68

70

64

270

Ипатовского

трубкование

21

34

43

45

40

183

района

колошение

5

5

6

6

6

28

полная спелость

12

9

7

7

7

42

К-з «Колос»

кущение

42

57

69

72

61

304

Петровского

трубкование

26

35

47

49

45

202

района

колошение

8

8

8

7

8

39

полная спелость

8

9

10

9

8

44

АО «Надежда»

кущение

44

42

47

53

51

237

Красногвар

трубкование

30

29

33

36

36

164

дейского

колошение

31

33

33

34

33

164

района

полная спелость

10

7

7

6

8

38

К-з им. Ленина

кущение

48

59

57

62

60

286

Новоалек

трубкование

31

33

33

32

32

161

сандровского

колошение

23

24

29

35

33

144

района

полная спелость

8

7

7

6

5

33

кущение

39

48

59

64

59

269

Среднее

трубкование

25

30

42

44

39

180

по всем

колошение

18

16

18

19

18

89

точкам

полная спелость

10

8

8

7

7

40

К моменту уборки содержание минерального азота не превышает в среднем 23 % от весеннего запаса, который составляет в пахотном слое 32^46 кг/га, а в метровом - 222-326 кг/га. Полученные данные свидетельствуют о том, что минеральный азот активно потребляется озимой пшеницей из всего метрового профиля.

Следовательно, диагностика азотного режима в ранневесенний период по запасу нитратов в пахотном горизонте не дает его объективной характеристики. Это обусловлено активной миграцией нитратов по почвенному профилю с нисходящим (ранней весной) и восходящим (в летний период) потоками почвенной влаги и активным потреблением их растениями озимой пшеницы, особенно в период колошение - полная спелость.

Запас минерального азота в пахотном слое составляет лишь 18-22 % от его запаса в метровом слое. При этом мобилизация азота более активно идет из нижележащих слоев. Так, в среднем по всем полям к моменту созревания зерна количество нитратного азота составило в пахотном слое - 25 %, в подпахотном - 17 %, а в нижележащих слоях - 11-14 % от его содержания в ранневесенний период.

Определение степени изменчивости содержания нитратов от изучаемых факторов показало, что полученные усреднения не являются достаточно репрезентативными, поскольку имеют очень высокую вариабельность. Коэффициент вариации в выборках составляет 28^47 %, что характеризует этот показатель как неустойчивый.

Для такого мобильного элемента, как азот в диагностических целях необходимо с большей точностью определять срок наблюдения за его состоянием. Во время вегетации озимой пшеницы такого индикаторного срока установлено не было.

Проведенный корреляционный анализ по всем пунктам наблюдения показал, что чем больше содержание в почве продуктивной влаги, тем выше количество подвижного азота в почве.

Анализ динамики азота нитратов по звену севооборота (пар, озимая пшеница, озимая пшеница) свидетельствует о том, что на полях под вегетирующими растениями происходит резкое снижение его запасов к концу вегетации. В тоже время при отсутствии проективного покрытия культур идет постепенное накопление нитратов к концу периода парования или полупаровой обработки. Особенно это заметно для верхних горизонтов (табл. 30).

Таблица 30

Динамика - N-NO3 в звене севооборота чистый пар - озимая пшеница - озимая пшеница

Срок наблюдения

Содер-жание поля

Слой почвы, см

Среднее в метро-вом слое почвы

0-20

21-10

41-60

61-80

81-100

25-30.03.1993 г.

7,5

8,6

10,1

9,8

9,3

9,1

27.04-5.05.1993 г.

чистый

8,5

9,6

7,0

5,4

4,8

7,1

4.06-11.06.1993 г.

8,2

6,7

6,3

5,4

5,5

6,4

9.07-16.07.1993 г.

пар

10,5

9,0

4,8

4,7

3,5

6,5

1.09-9.09.1993 г.

23,4

17,7

15,8

10,7

9,7

15,5

12.03-16.03.1994 г.

14,6

20,2

26,8

20,6

17,4

19,9

5.04-6.04.1994 г.

6,5

12,9

24,2

20,7

15,2

15,9

2.12-9.12.1994 г.

15,0

18,2

15,6

12,0

10,5

14,3

30.03-13.04.1995 г.

озимая

290

28,3

30,6

31,3

29,5

29,7

27.04-16.05.1995г.

пшеница

21,0

22,4

22,7

21,6

19,5

21,4

25.05-8.06.1995 г.

7,9

6,9

7,6

6,9

7,5

7,4

5.07-8.07.1995 г.

8,6

3,4

3,2

2,7

2,7

4,1

В круговорот азота вовлечен почти метровый слой почвы. При паровании происходит накопление нитратов по всему профилю и, особенно, в пахотных и подпахотных слоях. К началу весенней вегетации повышение запасов нитратного азота отмечается в большей степени на глубине 40-60 и 60-80 см. По мере созревания растений происходит резкое ухудшение азотного режима метрового слоя почвы, что обусловлено как выносом этого элемента культурой, так и влагообеспеченностью почвы.

3.1.1. Динамика минерального азота

В течение ротации севооборота, его звеньев, периода вегетации отдельных культур, содержание основных элементов питания в пахотном слое почвы весьма динамично. Это зависит от погодных условий, интенсивности потребления их растениями, уровня применяемых удобрений.

Из соединений минерального азота наиболее динамично содержание нитратного азота (N-NO3). В черноземах и каштановых почвах максимум содержания нитратов под зерновыми культурами приходится на апрель, под пропашными - на вторую половину апреля - май. В дальнейшем содержание N-NO3, в связи с за туханием процессов и возрастающим потреблением его растениями, снижается. К уборке содержание N-NO3 достигает минимума. На уровне содержания в почве нитратов основывается почвенная диагностика. В предпосевной период для озимой пшеницы оптимум содержания нитратов находится в пределах 25 и более мг/кг почвы.

В предпосевной период озимой пшеницы содержание NO3 существенно зависит от предшественников. Влияние предшественников на уровень накопления нитратов проявляется через оставляемые ими пожнивно корневые остатки, характер потребления азота предшественником, продолжительность периода от уборки предшественника до посева озимой пшеницы, степень увлажнения и температурный режим почвы в этот период. По уровню накопления нитратов предшественники располагаются в следующем порядке: занятый пар - горох и другие бобовые - колосовые - кукуруза на силос - кукуруза на зерно - подсолнечник - сахарная свекла.

В условиях Юга России к посеву озимой пшеницы в пахотном слое накапливается NO3 (мг/кг почвы): после горохоовсяной смеси до 60, гороха - 45-60, озимой пшеницы - 35-40, кукурузы - 30-40, подсолнечника, сахарной свеклы - 15-35. Возможный после уборки колосовых, кукурузы, подсолнечника и сахарной свеклы, острый дефицит нитратного азота предполагает внесение под одну из допосевных культиваций азотных удобрений. Влияние предшественников отчетливо сохраняется до массового кущения. Перед уборкой пшеницы содержание нитратов в слое почвы 0-20 см, независимо от предшественников, составляет 3-12 мг/кг.

Применение удобрений способствует улучшению азотного режима и, как следствие, лучшему росту и развитию сельскохозяйственных культур, большему накоплению сухого вещества, а в конечном итоге, формированию высокого урожая.

Содержание NO3 в межфазный период посев - всходы озимой пшеницы, размещенной в севообороте, достигало: после горохоовсяной смеси (занятой пар) без внесения удобрений - 48-50, при насыщенности севооборота 60 кг/га NPK + 2,5 т/га навоза - 58-63; при двойной насыщенности - 68-70, тройной - 75-81 мг/кг почвы в 0-20 см слое. Аналогичная картина просматривается и при выращивании озимой пшеницы после гороха, но при несколько меньших абсолютных показателях (70 мг/кг почвы).

После предшественника кукуруза на силос и озимая пшеница NO3 ко времени посева озимой пшеницы в пахотном слое без применения удобрений достигает 34-39 мг/кг. С внесением удобрений содержание его повышается до уровня неудобренного занятого пара и гороха. Это оказывает определяющее влияние на рост и развитие растений в осенний период.

В течение вегетации озимой пшеницы содержание нитратов в почве, в связи с питанием растений, снижается и перед уборкой колеблется в пределах 8-14 мг/кг почвы.

Доступный растениям аммоний в основном представлен обменной формой. Он содержится преимущественно в верхних слоях почвы и менее динамичен в течение вегетации сельскохозяйственных культур. В отличие от нитратов, аммоний менее подвергается вымыванию в подпахотные горизонты.

Доля аммонийного азота в пахотном горизонте была более существенная по сравнению с N-NO3. Содержание N-NH4 под озимой пшеницей в фазу массовых всходов составляет: после горохоовсяной смеси 39—43, гороха - 34-40, озимой пшеницы - 40-44, кукурузы на силос - 35-38 мг/кг. Под влиянием удобрений повышается содержание N-NH4 в почве. В течение вегетации снижение содержания N-NH4 происходит постепенно - не так резко, как N-NO3.

3.2. Формирование фосфатного потенциала почвы

Природные запасы фосфора определяются содержанием его в материнских породах и характером почвообразовательного процесса. Среди неорганических соединений фосфора в почвах преобладают ортофосфаты кальция, алюминия и железа. При этом первая форма доминирует в почвах Юга России. Содержание доступного растениям подвижного фосфора в каштановых почвах и черноземах колеблется в пределах 10-60 и более мг/кг почвы по Мачиги-ну. Оптимальный уровень для формирования высокого урожая колеблется: пшеницы - 3,0-3,5, подсолнечника и гороха - 2,7-3,3, кукурузы - 2,5-3,0 мг/100 г почвы.

В отличие от азота, интенсивное использование пашни в севооборотах Юга России с применением известных приемов повы шения плодородия почвы не ведет к снижению валовых запасов фосфора. Так, на типичных мицеллярно-карбонатных черноземах в зоне достаточного увлажнения в 5-польном севообороте при разной насыщенности удобрениями (N6OP6oK6o), независимо от способа использования пашни, в почве произошло недостоверное и равное по величине снижение запасов валового фосфора. В 8-польном севообороте этой же зоны при различных системах удобрения четкого влияния временного фактора на запасы фосфора, по сравнению с исходными, не установлено.

Аналогичные данные получены в 10-польном севообороте на обыкновенных черноземах ВНИИ кукурузы (бывшая Кабардино-Балкарская ГСХОС) в зоне недостаточного увлажнения. Наиболее четко проявляется тенденция к снижению запасов валового фосфора в полях, не получавших удобрений в течение более 30 лет и систематически орошавшихся. Орошение как фактор интенсификации земледелия положительно влияет на перевод фосфора из труднорастворимых соединений в доступные формы, поэтому и количество его как в севообороте, так и под монокультурой кукурузы уменьшается незначительно, что согласуется с ранее проведенными П. Е. Простаковым (1964) в этом севообороте исследованиями.

Стабильное содержание фосфора объясняется взаимодействием растений с почвой, вносимыми удобрениями и сопровождается увеличением подвижного фосфора на всю глубину 0-150 см слоя почвы. Если в севообороте с общепринятым использованием пашни в исходных образцах (1969 г.) содержание Р2О5 по профилю снижалось с 17,5 в слое 0-20 до 3,4 мг/кг почвы в слое 140-150 см, то в течение более 10 лет произошло увеличение соответственно до 27,6^4,5 мг/кг почвы. За это же время в севообороте с беспрерывным использованием пашни в слое почвы 0-20 см содержание Р2О5 увеличилось более чем в 3 раза по сравнению с исходным (54 мг/кг почвы), в слое 140-150 см сохранилось на уровне исходного (3,0 мг/кг почвы).

Следовательно, агрохозяйственная деятельность человека положительно влияет на формирование фосфатного режима по всему почвенному профилю, заметно обогащает им подпахотный горизонт, т. е. фосфор не выносится из нижних горизонтов (как это принято думать) корневой системой, а наоборот, корневая система, обогащенная фосфором, положительно влияет на содержание

Р2О5 во всем корнеобитаемом слое. Это происходит под влиянием вносимых удобрений, подкисления почвы и корневых выделений.

По содержанию подвижного фосфора удобряемые и неудобря-емые поля 8-польного севооборота не различались между собой. Применение органоминеральной системы удобрения, с внесением навоза в одно поле, повышает содержание подвижного фосфора в верхней части гумусового горизонта (0-20 см). Здесь, по сравнению с неудобренными полями, его оказалось больше на

6,6 мг/кг почвы. Очевидно, это является следствием большего содержания органического вещества в почве в связи с применением высоких доз навоза (50 т/га).

В зоне недостаточного увлажнения в неорошаемом 10-польном севообороте без применения удобрений, под влиянием более чем 30-летнего использования обыкновенных, на стыке с каштановыми почвами, мицеллярно-карбонатных черноземов, произошло уменьшение подвижного фосфора, по сравнению с исходным, в 1,5-2,0 раза, минеральная и органоминеральная системы удобрения повысили содержание его в слое 0-20 см до 52, 76-65, 26 мг/кг.

Систематическое орошение, без применения удобрений, приводит к еще большему снижению содержания подвижного фосфора по сравнению с естественным увлажнением. Различные системы удобрения способствуют накоплению подвижного фосфора в почве орошаемого севооборота, наиболее эффективной оказывается органоминеральная. Так, если в слое почвы 0-20 см на контроле содержится 8,75 мг/кг Р2О5, то при применении минеральной и органоминеральной систем удобрения содержание подвижного фосфора увеличивается до 35, 75 и 51, 75 мг/кг почвы.

Аналогичное положение с подвижным фосфором в почве складывается под монокультурой кукурузы в орошаемых условиях.

Таким образом, интенсификация земледелия всеми известными приемами и, прежде всего, через посредство химизации, орошения и оптимальной механизации процессов земледелия, положительно сказывается на фосфорном режиме почвы, что подтверждается практикой.

История каждого участка по общей сумме внесенного в предшествующие годы фосфора позволяет прогнозировать обеспеченность почв этим элементом. Оптимальным уровнем содержания подвижного фосфора в черноземных почвах является 10-15 кг/100 г (по Чирикову), в карбонатных черноземах и каштановых почвах - 3,0-3,5 мг/100 г (по Мачигину). В первом случае для увеличения его содержания на 1 мг/100 г почвы сверх выноса требуется внести 50-70, во втором - 90-120 кг/га Р2О5.

Среди всех минеральных удобрений фосфорные оказывают наибольшее влияние на фосфатный режим почв. Поэтому применение фосфорных удобрений - одно из важнейших условий повышения плодородия почв и, следовательно, увеличения урожайности культур.

Доступность растениям вносимых с удобрениями фосфатов тесно связана с превращениями их в почве. На основании экспериментальных данных было выделено 4 группы процессов, влияющих на трансформацию фосфатов в почве:

  • - геохимические - проявляются через увеличение разнообразия форм фосфатов в почве и через вынос - привнос фосфора из зоны почвообразования путем разрушения первичных фосфоросодержащих минералов;
  • - биологические (высшие растения и низшие организмы) -оцениваются через суммарное количество фосфора, поглощаемого растениями и микроорганизмами, т. е. через иммобилизацию фосфатов, т. к., например, большая часть фосфора одной популяции микроорганизмов используется после их отмирания последующими популяциями;
  • - химические (включая биохимию и физхимию) - обусловлены в основном внешними условиями (гидротермические, ОВП, pH, концентрационные), значительно влияющими на состав подвижных фосфатов;
  • - антропогенные (удобрения и мелиоранты) - наиболее сильно проявляются при внесении фосфоросодержащих удобрений и в связи с отчуждением фосфора из почвы с урожаями.

Антропогенные воздействия на почву тесно связаны с процессом ретроградации вносимых фосфатов. Ряд авторов (Бабари-на и др., 1987; Минеев и др., 1991) пришли к выводу, что ретро-градация проявляется тем сильней, чем менее окультурена почва, т. е. чем меньше в почве подвижного фосфора, и связывается это с меньшей химической иммобилизацией фосфора на более окультуренных почвах.

Описывая графическое отображение процесса закрепления фосфатов в почве, Л. П. Антипина с соавторами (1990) выделяет три зоны (рис. 6).

Влияние возрастающих доз фосфорных удобрений на величину Р,О в почве (Y) и на урожайность яровой пшеницы (J)

Рис. 6. Влияние возрастающих доз фосфорных удобрений на величину Р,О5 в почве (Y) и на урожайность яровой пшеницы (J): 1 зона - преобладание процесса поглощения фосфора твердой фазой почв и насыщение емкости до критического уровня;

  • 2 зона (разумного окультуривания) - внесение удобрений сопровождается линейным ростом урожайности;
  • 3 зона - дальнейший рост доз удобрений экономически не оправдан

Почва, как саморегулирующаяся система, всегда стремится к равновесию, поэтому природные мобилизуемые и вносимые фосфаты вначале поглощаются ее твердой фазой. При этом химические методы не отмечают роста доступных фосфатов и концентрации (зона 1). Поток ионов фосфора в направлении твердой фазы продолжается до определенного критического уровня насыщенности фосфатной емкости почв, после чего часть фосфора удобрений начинает пополнять концентрацию фосфора в почвенном растворе. Такая концентрация называется критической. После ее наступления повышается эффективность и окупаемость удобрений. Линейный рост интенсивности сопровождается аналогичным ростом экономически оправданных прибавок урожая (зона 2). Это область экономического оптимума, зона разумного использования фосфорных удобрений. Дальнейшее вложение средств экономически не оправдано, т. к. не окупается стоимость прибавочной продукции. В почве начинается процесс зафосфачивания (зона 3), который заключается в накоплении в почвенных слоях остаточных фосфатов, не использованных растениями.

По мнению Ю. И. Касицкого (1983), остаточные фосфаты могут быть потреблены растениями практически полностью за 3-5 лет в модельных вегетационных и микрополевых опытах, а в значительно больший срок - в полевых условиях, что связано с ограниченной позиционной доступностью для корневых систем продуктов реакций удобрения и почвы, обладающих слабой способностью к диффузии. В то же время наличие остаточных фосфатов ведет к снижению эффективности свежевнесенных фосфатов.

Установлено, что систематическое внесение возрастающих доз фосфорных удобрений способствует накоплению в почве, прежде всего, хорошо доступных растениям одно- и двузамещенных фосфатов кальция, а содержание трехзамещенных фосфатов кальция, железа и алюминия повышается незначительно. Наибольшее количество хорошо растворимых фосфатов образуется в типичном и выщелоченном черноземах. При систематическом применении органических удобрений (навоза) содержание подвижного фосфора возрастает. Это связано с тем, что поглощение фосфат-иона органическими соединениями сохраняет его в доступной для растений форме.

Как правило, содержание фосфора в почве выше весной, а к лету и осени, к концу вегетации растений, снижается в 1,5-2 раза.

Это объясняется двумя причинами: потреблением его растениями и уменьшением влажности почвы, т. к. между содержанием влаги в почве и подвижных фосфатов имеется прямая зависимость. Поэтому под озимой пшеницей, посеянной по черному пару, содержание подвижных фосфатов выше, чем под озимой пшеницей после подсолнечника или кукурузы, находящейся в худших условиях влагообеспеченности.

К концу вегетации, по мере уменьшения влажности, в почве освобождаются активные места на поверхности коллоидных и других частиц, замещаемые фосфат-ионами. Фосфат-ионы в результате физико-химического взаимодействия также адсорбиру ются при высыхании почвы в местах растрескивания «гумусовой пленки». Следовательно, все приемы, обеспечивающие накопление и сохранение влаги в почве, способствуют и накоплению усвояемых форм фосфатов.

Из фосфатов кальция во всех черноземах преобладают трехосновные. По данным Симакина (1983), наибольшее количество фосфатов этой формы - 30-33 % от валового содержания имеется в карбонатном черноземе и меньше - 20-22 % - в типичном и выщелоченном. Органофосфатов, относящихся к ближайшим резервам фосфора для растений, меньше в обыкновенных и больше в выщелоченных черноземах.

В. П. Суетовым (1978) в исследованиях, проведенных методом радиоактивных индикаторов, показано, что в выщелоченных и карбонатных черноземах при низких дозах внесения фосфорных удобрений поглощается 55-60 % фосфора, а при высоких - 30—40 %. Наиболее интенсивно этот процесс идет в первые минуты после внесения фосфорного удобрения и заканчивается на третьи - восьмые сутки. Доля связанных фосфатов увеличивается с повышением дозы удобрений, а наименьшая их ретроградация наступает при содержании в почве 30-50 мг/кг подвижных фосфатов, определяемых по методу Мачигина. Это соответствует повышенной и высокой обеспеченности почв фосфором.

В черноземах не использованные в год внесения фосфаты не превращаются в недоступные, а длительное время остаются в усвояемой форме, и их слабое последействие часто объясняется недостатком доступного азота (Шконде, 1952; Носов, 1972).

Обыкновенные черноземы с большой способностью связывать фосфаты в менее подвижные формы обладают устойчивым длительным последействием фосфорных удобрений при внесении не менее 90 кг/га Р2О5. Устойчивое последействие фосфора установлено и на выщелоченных черноземах в условиях длительного стационарного опыта. При внесении фосфорного удобрения один раз в 2 года оно обеспечивало такие же приросты урожая, как и ежегодное (Симакин, Ширинян, 1979).

Большое значение для характеристики плодородия почв по содержанию подвижных форм фосфора имеют оптимальные сроки отбора почвенных образцов и факторы, влияющие на динамику его содержания в различных почвах в зависимости от климатических зон.

Исследованиями, проведенными агрохимцентром «Ставропольский» в течение трех лет в хозяйствах различных зон, показано, что динамика подвижных форм фосфора в почве под озимой пшеницей мало зависела от предшественника и влагообеспеченно-сти почвы в период вегетации (табл. 31).

Таблица 31

Динамика подвижных форм фосфора под озимой пшеницей по разным предшественникам, кг/га

Хозяйство

Фаза развития

По чистому пару

По гороху

По озимой пшенице

(

Злой ПОЧВЫ, CI

и

0-20

0-100

0-20

0-100

0-20

0-100

К-з «Маныч»

кущение

69

159

Апанасен-

трубкование

68

186

ковского

колошение

78

206

района

полная спелость

56

146

К-з им. Кирова Ипатовского

кущение трубкование

  • 61
  • 60
  • 147
  • 162
  • 41
  • 66
  • 119
  • 140

района

колошение

56

146

64

166

полная спелость

46

124

44

122

К-з «Колос» Петровского района

кущение трубкование колошение

  • 48
  • 62
  • 47
  • 137
  • 170
  • 160
  • 61
  • 52
  • 52
  • 148
  • 158
  • 163

полная спелость

42

114

42

114

АО «Надежда»

кущение

35

105

39

115

48

124

Красногвар

трубкование

33

104

24

86

42

114

дейского

колошение

30

96

28

105

40

104

района

полная спелость

34

96

26

86

32

90

К-з им. Ленина

кущение

51

136

54

163

Новоалек

трубкование

58

170

55

164

сандровского

колошение

50

140

36

114

района

полная спелость

39

130

56

117

В среднем по всем пунктам исследований в период кущения количество подвижного фосфора в пахотном слое составляло 53 кг/га, во время трубкования - 55, колошения - 53 и в период полной спелости - 45 кг/га. Подобная закономерность отмечена и для метрового слоя почвы (табл. 32).

Таблица 32

Относительное содержание подвижных форм фосфора по фазам развития озимой пшеницы по разным предшественникам, % от содержания ранней весной

Хозяйство

Фаза развития

По чистому пару

По гороху

По озимой пшенице

(

Слой почвы, с.

м

0-20

0-100

0-20

0-100

0-20

0-100

К-з «Маныч» Апанасен-ковского района

кущение трубкование колошение

полная спелость

  • 100
  • 92
  • 108
  • 78
  • 100
  • 108
  • 132
  • 94

К-з им. Кирова Ипатовского района

кущение трубкование колошение

полная спелость

  • 100
  • 85
  • 93
  • 78
  • 100
  • 109
  • 111
  • 94
  • 100
  • 200
  • 300
  • 132
  • 100
  • 144
  • 207
  • 125

К-з «Колос» Петровского района

кущение трубкование колошение

полная спелость

  • 100
  • 132
  • 109
  • 97
  • 100
  • 119
  • 131
  • 117
  • 100
  • 73
  • 91
  • 73
  • 100
  • 92
  • 116
  • 82

АО «Надежда» Красногвардейского района

кущение трубкование колошение

полная спелость

  • 100
  • 70
  • 100
  • 109
  • 100
  • 95
  • 110

ПО

  • 100
  • 82
  • 96
  • 91

100 95 132 90

  • 100
  • 80
  • 54
  • 69
  • 100
  • 82
  • 76
  • 76

К-з им. Ленина Новоалександровского района

кущение трубкование колошение

полная спелость

  • 100
  • 105
  • 102
  • 81
  • 100
  • 124
  • 117
  • 109
  • 100
  • 102
  • 73
  • 113
  • 100
  • 89
  • 63
  • 65

Запас подвижного фосфора в почве как в пахотном слое, так и метровом за период вегетации изменялся незначительно - только к периоду полной спелости отмечено некоторое его уменьшение (в пределах 13 %) относительно его запаса в ранневесенний срок отбора образцов почвы (табл. 33). Установлено, что значительная часть запаса подвижного фосфора (до 56-59 %) сосредоточена в 40-сантиметровом слое. А естественное его снижение с глубиной не зависело от сроков отбора проб, климатической зоны и предшественника.

Таблица 33

Содержание Р2О5 в метровом слое почвы в зависимости от фазы развития озимой пшеницы по почвенно-климатическим зонам, кг/га

Хозяйство

Фаза

Слой почвы, см

S

развития

0-20

21—40

41-60

61-80

81-100

0-100

кущение

69

36

19

18

17

159

К-з «Маныч»

трубкование

68

41

30

25

23

187

Апанасенков-

колошение

79

45

27

31

24

206

ского района

полная

спелость

57

36

18

19

18

148

кущение

51

30

20

17

15

133

К-з им. Кирова

трубкование

62

29

21

21

19

152

Ипатовского

колошение

60

35

21

21

18

155

района

полная

спелость

45

30

17

16

16

124

кущение

54

30

21

20

17

142

К-з «Колос»

трубкование

57

34

28

24

20

163

Петровского

колошение

50

40

31

23

18

162

района

полная

спелость

42

19

18

19

18

116

АО «Надежда» Красногвардейского

кущение трубкование колошение

полная

  • 41
  • 34
  • 33
  • 22
  • 20
  • 20
  • 25
  • 16
  • 16
  • 16
  • 16
  • 16
  • 17
  • 17
  • 17
  • 121
  • 103
  • 102

района

спелость

31

16

15

15

16

93

К-з им. Ленина Новоалек

кущение трубкование

  • 52
  • 56
  • 34
  • 37
  • 24
  • 30
  • 23
  • 23
  • 16
  • 21
  • 149
  • 167

колошение

43

27

22

19

17

128

сандровского района

полная

спелость

48

23

16

16

21

124

кущение

53

30

22

19

16

140

Среднее

трубкование

55

32

25

22

20

154

по всем

колошение

53

33

23

22

19

150

точкам

полная

спелость

45

25

17

17

18

122

Исследования показали, что по содержанию подвижного фосфора в пахотном слое можно судить о его запасах до глубины 1 м.

Коэффициент вариации данного соотношения приемлем для использования в массовых расчетах. Его величина составила 10-18%.

В среднем на долю пахотного слоя приходится 33-42 % от суммы запаса в метровом слое. При этом отмечено, что с повышением обеспеченности пахотного слоя подвижным фосфором с 10-15 мг/кг до 40 и более его удельный вес в суммарном запасе слоя 0-100 см возрастает с 32 до 49 %. Этот рост составляет примерно 3 % усвояемого фосфора на каждые 5 мг/кг почвы (табл. 33, 34).

При анализе динамики запасов подвижного фосфора в звене севооборота заметного варьирования по срокам наблюдения не установлено. Самая широкая амплитуда колебаний отмечена для пахотного слоя почвы, где максимальные запасы отмечены в ранневесенний период, а минимальные - при уборке, что, по-видимому, обусловлено в основном потреблением его растениями и возможно частичным закреплением фосфора в почве в виде менее растворимых соединений (табл. 34).

Таблица 34

Динамика подвижного фосфора в звене севооборота чистый пар - озимая пшеница - озимая пшеница (среднее по Платовскому и Петровскому районам)

Срок наблюдения

Содер-жание поля

Слой почвы, см

Среднее в метро-вом слое почвы

0-20

21-40

41-60

61-80

81-100

25.03.-30.03.1993 г.

17

9

7

5

5

8,6

27.04.-5.05.1993 г.

чис

18

10

8

6

6

9,8

4.06.- 11.06.1993 г.

тый

23

13

8

7

7

П,4

9.07.- 16.07.1993 г.

пар

17

8

7

6

6

8,8

1.09.-9.09.1993 г.

26

9

6

6

6

10,6

12.03.- 16.03.1994 г.

21

16

10

6

6

12,0

5.04.-6.04.1994 г.

33

15

11

7

7

15,0

2.12.-9.12.1994 г.

озимая

17

13

8

6

6

10,0

30.03.- 13.04.1995 г.

пше

14

5

5

5

5

6,8

27.04.- 16.05.1995 г.

ница

20

5

5

5

5

8,0

25.05.-8.06.1995 г.

26

10

8

6

6

11,4

5.07.-8.07.1995 г.

13

7

5

5

5

7,0

Следовательно, фосфатный режим почвы при возделывании озимой пшеницы изменяется в незначительных пределах, и его значение, независимо от срока наблюдения, может дать более или менее объективную характеристику состояния плодородия почвы по фосфору.

Авторы приходят к выводу о том, что наилучшим сроком отбора проб почвы для агрохимического картирования полей по фосфору является конец лета - начало осени.

При достижении оптимальной обеспеченности почв фосфатами этот уровень поддерживают дозами, компенсирующими или несколько превышающими (на 10-15 %) отчуждение фосфора урожаем. Обогащение почв до высокой и очень высокой обеспеченности подвижным фосфором не только ведет к непроизводительным затратам фосфора, но и не способствует росту урожая. В хозяйствах, ведущих интенсивное земледелие, контроль агрохимических свойств почвы предотвращает их зафосфачивание.

3.2.1. Динамика фосфора в почве под влиянием системы удобрения

На содержание фосфатов в почве существенное влияние оказывают влажность почвы, ее температурный режим. Резкие колебания влажности почвы в пахотном слое могут приводить к перегруппировке активных фосфатов и увеличению содержания труднорастворимых форм. В течение вегетации растений разница в содержании подвижных форм в пахотном слое между максимумом и минимумом достигает 1,5-2,0 раз.

Содержание в почве подвижного фосфора за счет средних норм удобрений повышается менее значительно, чем N-NO3 и N-NH4. Содержание подвижного фосфора под влиянием удобрений заметно повышается со 2-3 года ротации. Более существенно это отмечается под озимой пшеницей, размещаемой после занятого пара, получающего навозно-фосфорное удобрение. К концу вегетации озимой пшеницы содержание Р2О5 снижается на 8-13 мг и составляет 16-18 мг/кг почвы. Во все годы исследования наиболее значительно содержание Р2О5 (с 28-29 до 36,5 мг/кг) повысилось под горохоовсяной смесью.

В севообороте к концу ротации содержание фосфора стабилизировалось. Если перед закладкой его в пахотном слое содержалось около 30 мг/кг почвы Р2О5, то возделывание сельскохо зяйственных культур без удобрений в течение 10 лет снизило содержание фосфора до 25 мг/кг почвы. Насыщенность севооборота 60 кг/га NPK + 2,5 т/га навоза (1-я система) поддерживает содержание подвижного фосфора на исходном уровне (28-29 мг/кг почвы). При двойной насыщенности севооборота удобрениями содержание Р2О5 в пахотном слое за ротацию увеличивалось на 86 кг/га. Увеличение насыщенности севооборота до 180 кг/га NPK + 7,5 т/га навоза (3-я система) к середине 2-й ротации заметно повысило содержание Р2О5 в пахотном слое (35 мг/кг почвы) по сравнению с исходным.

3.3. Формирование калийного потенциала почвы

Калий находится в почве главным образом в виде первичных и вторичных минералов, таких как полевой шпат, слюда, иллит, вермикулит и др. На черноземных почвах преобладающими являются монтмориллонит, каолинит и гидрослюда. В почвах Юга России содержание калия колеблется в пределах 2,2-2,5 %. Питание растений осуществляется в основном за счет его обменной формы. Содержание обменного калия в почве определяется ее минералогическим и механическим составом и достигает 200-600 и более мг/кг почвы.

Мицеллярно-карбонатные черноземы Юга России отличаются довольно большими запасами валового калия. В горизонте А они достигают 2,5-3,0 %, в нижних (В, С) - 1,0-1,2 %. Характерно высокое содержание обменного калия (400-500 мг/кг почвы) в пахотном слое с плавным уменьшением по глубине разреза. Проведенные нами исследования подтверждают это положение для неорошаемых и орошаемых севооборотов. В 5-польных севооборотах, независимо от способа использования в них пашни, произошло заметное увеличение содержания обменного калия от исходного по профилю разреза. В 8-польном севообороте без применения этого элемента в составе удобрений отмечается тенденция к снижению обменного калия по всему профилю.

Минеральная система удобрения, предусматривающая небольшие дозы калия (Кзо) обеспечивает поддержание обменного калия в слое 0-60 см на исходном уровне, но заметно обогащает 100— 150 см толщу почвы. Органоминеральная система удобрения спо собствует обогащению почвы обменным калием, особенно при дробном внесении в несколько полей севооборота.

В связи с изложенным, в ряде хозяйств, как в севооборотах, так и на отдельных участках, отмечается существенное уменьшение содержания калия.

Важным свойством почвы в отношении калия является фиксация калия удобрений глинистыми минералами. Масштабы этого явления зависят от наличия в твердой фазе минералов с определенными межполостными расстояниями, позволяющими им высокоселективно поглощать калий в зависимости от реакции среды, а также от чередования циклов увлажнения и иссушения (увеличивает фиксацию). Если фиксация отсутствует, то необходимо учитывать возможный негативный концентрационный эффект от внесения калийных удобрений. Фиксированный калий может сдвигать равновесие между формами, а при сильном истощении почвенного раствора становится доступным для растений. Относительно влияния калийных удобрений на другие формы калия в почве имеются различные данные. Западноевропейские исследователи доказывают, что увеличение обменных форм наблюдается после заполнения всех специфических позиций (IPI, 1977). Российские ученые отмечают одновременное пополнение необменных и обменных форм калия в почве.

На калийное состояние почвы специфическое влияние оказывают органические удобрения. После их внесения потребность в калийных удобрениях резко снижается, т. к. этот вид удобрений содержит достаточное количество легкодоступного калия, что подтверждается вышеприведенными экспериментальными материалами.

Отмечается, что органические удобрения, оказывая благоприятное воздействие на буферную способность почв, сглаживают возможное отрицательное действие минеральных удобрений.

При возделывании культур в зоне рискованного земледелия эффект от калия в один из трех лет может быть достаточным для окупаемости его ежегодного внесения.

Эффективность калийных удобрений зависит не только от содержания калия в почве, но и от сопутствующих условий - интенсивности севооборота и набора культур, содержания фосфора в почве и фона удобрений, реакции среды и мелиоративных мероприятий.

Вынос калия сельскохозяйственными культурами не компенсируется вносимыми удобрениями. Это привело к нарушению его баланса в почве. В частности, в среднем за 5 лет вынос калия с урожаями возделываемых культур в Апанасенковском, Арзгирском, Левокумском, Нефтекумском и Курском районах Ставропольского края компенсировался в среднем на 46-57 %.

Потребление калия на формирование урожаев за это же время было в пределах 170 тыс. т, а внесено с удобрениями - 105 тыс. т. В расчете на гектар среднегодовое внесение калия не превысило 30 кг/га при выносе 49 кг/га. Дефицит составил 38 % или 19 кг/га. Таким образом, под влиянием практикуемых норм внесения калийных удобрений сложился отрицательный баланс калия в системе почва - растение - удобрение.

В значительной мере это обусловлено недооценкой значения применения калийных удобрений, в прямой зависимости от которых находится накопление в почве доступных для растений форм калия. В стационарном опыте НПО «Нива Ставрополья» было показано, что при систематическом одностороннем внесении фосфорных удобрений содержание обменного калия в почве за 6 лет снизилось на 10 %. Отрицательное действие на этот показатель азотных удобрений, проявилось еще сильнее, а там, где ежегодно вносили калийные удобрения, содержание его обменных форм в пахотном слое возросло на 10-20 %.

По мере интенсификации технологий возделывания культур и роста урожайности потребность в калийных удобрениях возрастает.

В среднем при урожае озимой пшеницы в 50 ц/га из почвы выносится до 130 кг/га калия. Почвенные запасы не всегда могут обеспечить такой уровень калийного питания, особенно в засушливых условиях региона. Поэтому вносимое количество калийных удобрений должно обеспечить требуемую компенсацию выноса и сбалансированность с другими макро- и микроэлементами. Это обусловлено и тем, что при значительном накоплении фосфатов в почве возникает опасность нарушения физиологически необходимого растениям соотношения питательных веществ. В таких условиях озимая пшеница, например, начинает испытывать потребность в калийных удобрениях, т. е. недостаточность калийного питания будет обусловлена несбалансированностью вносимых с удобрениями питательных веществ. Кроме того, содержание обменного калия в почве не характеризует в нужной степени доступ ность его растениям, которая в присутствии конкурирующих ионов кальция и магния значительно понижена.

Эффективность калийных удобрений зависит от обеспеченности почв обменным калием и другими элементами питания. Опыты НПО «Нива Ставрополья» показали, что применение одних калийных удобрений, как правило, не дает ожидаемого эффекта. Оно оправдано только на фоне фосфорных и азотно-фосфорных удобрений, а также на почвах с низким содержанием обменного калия. Так, при низкой обеспеченности почв обменным калием внесение калийных удобрений в дозе 60 кг/га повышает урожайность зерна озимой пшеницы на 6 ц/га, при средней обеспеченности - на 1-2 ц/га. Установлено, что на фоне фосфора калийные удобрения дают дополнительно 20 ц/га зеленой массы кукурузы и до 50 ц/га сорго, 1,5-2 ц/га семян подсолнечника.

Возделываемые культуры существенно различаются по потребности в калийном питании и способности усваивать его различные формы. Так, озимая пшеница потребляет на 1 т урожая 24 кг калия, а подсолнечник - в 5-8 раз больше. При этом внесение калийных удобрений в составе NPK под озимую пшеницу повышает урожайность, а подсолнечник на внесение калийных удобрений не отзывается, так как способен за счет мощной корневой системы использовать менее доступные формы калия, а также калий глубоких слоев почвы. Как правило, эффективность калийных удобрений возрастает на фоне высоких доз азота и фосфора. Несмотря на сравнительно невысокую эффективность калийных удобрений, их внесение рекомендуется на всех типах черноземов для сохранения высокого калийного потенциала почвы.

Большой интерес для характеристики калийного режима почв представляют данные по динамике его содержания в почве в период вегетации растений и определение зависимости этого показателя от различных факторов, влияние которых в той или иной степени может сказаться на обеспеченности растений этим элементом.

Такие исследования были проведены агрохимцентром «Ставропольский» в 1993-1995 годах по различным предшественникам под озимой пшеницей. Показано, что динамика содержания обменного калия имеет свои особенности. Как и в случае с другими питательными элементами, запасы обменного калия в пахотном слое и в метровой толще почвы снижались в период от кущения (ранневесеннего отбора проб) до полной спелости пшеницы (табл. 35).

Динамика обменного калия под озимой пшеницей по разным предшественникам, кг/га

Хозяйство

Фаза

По чистому пару

По гороху

По озимой пшенице

развития

Слой почвы, см

0-20

0-100

0-20

0-100

0-20

0-100

К-з «Маныч» Апанасен-ковского района

кущение трубкование колошение

полная спелость

  • 1042
  • 983
  • 942
  • 960
  • 3817
  • 3986
  • 3609
  • 3290

К-з им. Кирова Ипатовского района

кущение трубкование колошение

полная

спелость

  • 1066
  • 1176
  • 1018
  • 896
  • 3701
  • 3845
  • 3184
  • 2666
  • 887
  • 1192
  • 1251
  • 862
  • 3437
  • 3340
  • 3822
  • 3186

К-з «Колос» Петровского района

кущение трубкование колошение

полная

спелость

  • 547
  • 702
  • 477
  • 508
  • 2469 2821 2332
  • 2188
  • 580
  • 672
  • 644
  • 562
  • 2719
  • 2913
  • 2778
  • 2172

АО «Надежда» Красногвардейского района

кущение трубкование колошение

полная

спелость

  • 951
  • 843
  • 850
  • 804
  • 3190
  • 3191
  • 3185
  • 2588
  • 910
  • 874
  • 848
  • 793
  • 3476
  • 3080
  • 3166
  • 2568
  • 999
  • 973
  • 693
  • 812
  • 3514
  • 3510
  • 3096
  • 2550

К-з им. Ленина Новоалександровского района

кущение трубкование колошение

полная

спелость

  • 765
  • 769
  • 773
  • 668
  • 3094
  • 3147
  • 3052
  • 2522
  • 821
  • 711
  • 648
  • 466
  • 3333 ЗОН 2509
  • 2068

Причем из нижних слоев расход калия происходит в большей мере, чем из пахотного слоя, особенно в период колошения - полной спелости, что возможно связано с активным потреблением калия хорошо развитой корневой системой пшеницы и перемещением калия в верхние горизонты за счет биологического переноса. Этим объясняется то, что в среднем по всем точкам наблюдений количество обменного калия в верхнем слое ко времени уборки снизилось примерно на 10 %, а в слое 0-100 см - на 23-34 % от весенних запасов (табл. 36).

Относительное содержание обменного калия по фазам развития озимой пшеницы по разным предшественникам (% от содержания ранней весной)

Хозяйство

Фаза

По чистому пару

По гороху

По озимой пшенице

развития

Слой почвы, см

0-20

0-100

0-20

0-100

0-20

0-100

К-з «Маныч» Апанасен-ковского района

кущение трубкование колошение

полная

спелость

  • 100
  • 90
  • 90
  • 92
  • 100 по 98
  • 83

К-з им. Кирова Ипатовского района

кущение трубкование колошение

полная

спелость

  • 100
  • 90
  • 90
  • 79
  • 100
  • 85
  • 79
  • 66
  • 100
  • 135
  • 142
  • 98
  • 100
  • 100
  • 115
  • 96

К-з «Колос» Петровского района

кущение трубкование колошение

полная

спелость

  • 100
  • 121
  • 90
  • 96
  • 100
  • 95
  • 90
  • 85
  • 100
  • 90
  • 96
  • 84
  • 100
  • 83
  • 89
  • 70

АО «Надежда» Красногвардейского района

кущение трубкование колошение

полная

спелость

  • 100
  • 84
  • 87
  • 82
  • 100
  • 96
  • 95
  • 77
  • 100
  • 99
  • 96
  • 90
  • 100
  • 87
  • 89
  • 72
  • 100
  • 96
  • 66
  • 78
  • 100
  • 91
  • 80
  • 66

К-з им. Ленина Новоалександровского района

кущение трубкование колошение

полная

спелость

  • 100
  • 97
  • 99
  • 86
  • 100
  • 95
  • 92
  • 77
  • 100
  • 90
  • 81
  • 69
  • 100
  • 98
  • 83
  • 73

Общий запас калия в метровой толще почвы в среднем составил в период кущения 3300 кг/га и в период полной спелости -2630 кг/га. Также отмечено, что основная часть калийного запаса сосредоточена в слое 0-40 см (49-52 % от запаса в слое 0-100 см). А запасы калия в пахотном слое составляют 25-29 % от запаса в метровом слое (табл. 37). Это соотношение достаточно стабильно.

Коэффициент вариации в зависимости от изучаемых факторов составил 8-14 %, что позволяет использовать его для характеристики обеспеченности метрового слоя почвы калием (табл. 38).

Таблица 37

Содержание обменного калия в метровом слое почвы в зависимости от фазы развития озимой пшеницы по почвенно-климатическим зонам, кг/га

Хозяйство

Фаза развития

Слой почвы, см

0-100

0-20

21-40

41-60

61-80

81-100

К-з «Маныч»

кущение трубкование

1042

900

728

593

554

3817

Апанасен-

983

835

722

724

722

3986

ковского

колошение

942

766

683

646

572

3609

района

полная спелость

960

748

504

436

641

3289

К-з им. Кирова

кущение трубкование

  • 977
  • 1182
  • 800
  • 744
  • 655
  • 617
  • 596
  • 574
  • 540
  • 532
  • 3568
  • 3649

Ипатовского

колошение

1134

846

571

491

461

3503

района

полная

879

735

474

440

412

2940

спелость

К-з «Колос»

кущение трубкование

  • 563
  • 687
  • 527
  • 568
  • 504
  • 546
  • 521
  • 554
  • 479
  • 512
  • 2694
  • 2867

Петровского

колошение

560

569

504

486

434

2553

района

полная

535

475

398

400

372

2180

спелость

АО «Надежда»

кущение трубкование колошение

953

680

601

585

574

3393

Красногвардейского

  • 900
  • 797
  • 634
  • 626
  • 587
  • 589
  • 578
  • 568
  • 584
  • 570
  • 3283
  • 3150

района

полная спелость

803

507

418

405

436

2569

К-з им. Ленина

кущение трубкование

793

625

576

538

528

3060

Новоалек

740

640

599

550

550

3079

сандровского района

колошение

полная спелость

  • 710
  • 601
  • 602
  • 483
  • 515
  • 451
  • 480
  • 417
  • 474
  • 419
  • 2781
  • 2381

Среднее

кущение трубкование

  • 866
  • 898
  • 706
  • 684
  • 613
  • 614
  • 567
  • 596
  • 535
  • 580
  • 3287
  • 3372

по всем

колошение

829

682

572

534

502

3119

точкам

полная

756

590

449

420

416

2631

спелость

Отмечено, что запасы влаги коррелируют с калийным режимом в слое 0-100 см в большей степени, чем в пахотном слое. В среднем с увеличением запасов продуктивной влаги в верхнем горизонте на 1 мм содержание калия возрастает на 5,63 кг/га. В метровой толще этот прирост равен 21,75 кг/га.

В зависимости от условий увлажнения происходит изменение содержания обменного калия в звене севооборота (табл. 38). Установлено, что в паровом поле снижение или повышение содержания калия происходит синхронно по всем горизонтам. На полях с озимой пшеницей такого не наблюдалось. Так, при увеличении запасов усвояемого калия в верхнем слое, в нижних слоях его количество оставалось постоянным или в ряде случаев снижалось.

Отсюда следует, что в круговороте обменного калия в той или иной степени задействован весь метровый слой почвы. Однако судить о важности этого факта для питания растений пшеницы не представляется возможным, поскольку в период наблюдений все поля имели повышенную и высокую обеспеченность калием, и он не находился в первом минимуме.

3.3.1. Динамика обменного калия в почве

Незначительная динамика обменного калия в пахотном слое во время вегетации сельскохозяйственных культур предопределяется высоким содержанием валового и обменного калия. Обменный калий, как и фосфор, миграции по профилю подвержен незначительно. В наших опытах содержание обменного калия существенно повышалось в первые 2-3 года после внесения навоза под горохоовсяную смесь - с 290-295 до 346 мг; озимой пшеницы, возделываемой после занятого пара, - с 290 до 330 мг/кг почвы. К концу вегетации, в связи с питанием растений и переходом его в необменное состояние К2О в пахотном слое снижалось до 240-250 мг/кг почвы.

Часть 3

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >