Агрохимические показатели почвенного плодородия обыкновенных черноземов Среднего Поволжья при длительном применении ресурсосберегающих технологий возделывания сельскохозяйственных культур

парах в сочетании с мелкими (мульчирующими) обработками на 10-12 см под яровые зерновые культуры, с рыхлением в сидеральном пару на 2527 см и без осенних обработок под яровые зерновые культуры, мелкая (мульчирующая) обработка на 10-12 см под все культуры севооборота.

В качестве органических удобрений использовались измельченная солома и сидераты, применение которых вносит серьезные коррективы в динамику содержания подвижных соединений азота. Повышается на этих фонах также содержание подвижного фосфора и обменного калия [1].

Азотный режим почвы. Для активного прохождения процессов распада органических соединений до подвижных форм необходим целый ряд условий (доступ воздуха, благоприятная влажность, оптимальный температурный режим), складывающийся по-разному в отдельных технологиях.

Минеральный азот представлен на черноземных почвах Среднего Поволжья аммиачной и нитратной формами, соотношение которых колеблется в больших размерах. Особенно значительным колебаниям подвержен аммиачный азот, количество которого изменяется в больших пределах в зависимости от гидротермических условий, способов обработки почвы и других факторов.

По результатам анализов, проведенных в 2006 г. по большинству изучаемых технологических комплексов не выявлено ухудшения азотного режима по всем испытываемым вариантам. Отмечена тенденция некоторого улучшения азотного режима, в том числе по содержанию нитратного азота.

Погодные условия весенне-летнего периода были благоприятными для ускоренного разложения микроорганизмами органических остатков (соломы, ПКО), что не вызвало в большинстве случаев ухудшения процессов иммобилизации. В связи с этим не произошло ухудшения накопления доступного азота в почве на полях с поверхностным размещением соломы.

В 2007г. при повышенном увлажнении и высокой температуре создались более благоприятные предпосылки для иммобилизации азота. За весь сельскохозяйственный год выпало в 2007г. на 105 мм осадков больше среднемноголетней нормы, в том числе в апреле и июне осадков было в 2 раза больше нормы. Отмечается пониженное содержание азота по минимальным обработкам в отдельные годы с выраженными процессами иммобилизации азота на полях с внесением на удобрение соломы озимых и яровых зерновых культур.

В результате в благоприятном по осадкам 2007 г. содержание минерального азота было ниже, чем на полях с традиционными технологиями.

Выявленная закономерность свидетельствует о необходимости особого подхода к формированию оптимального азотного режима при переходе на энергосберегающие способы обработки почвы при использовании на удобрение соломы.

В среднеувлажненном 2008г. содержание минерального азота оказалось близким по всем изучаемым технологиям.

В 2009 отмечено значительное преимущество в его содержании при технологиях с минимальной и дифференцированной обработками почвы по сравнению с традиционной. Средневзвешенное содержание минерального азота в полевом севообороте в слое 0,20см составило при технологиях с постоянной вспашкой 21,7 мг/кг почвы, с дифференцированными и минимальными обработками – 23,2-24,4 мг/кг и в слое 0,60 см соответственно – 18,1, 19,9 – 21,5 мг/кг почвы.

Отмеченная закономерность формирования азотного режима при переходе на энергосберегающие способы обработки почвы связаны с использованием на удобрение соломы. В связи с этим, стартовое внесение азотных удобрений в небольших дозах (8-10кг азота на 1 т соломы) следует рассматривать в качестве обязательного элемента в технологиях с минимальными приемами обработки почвы и использованием на удобрение соломы. Для обеспечения опти- мального соотношения углерода и азота при использовании соломы на удобрения нормы дополнительного внесения азотных удобрений должны быть дифференцированы в зависимости от высеваемой культуры и характера конкретно складывающихся погодных условий [2].

В.Г. Минеев [5] указывает, что при внесении в почву растительных остатков после уборки урожая наблюдается бурное развитие почвенной микрофлоры. Это приводит к тому, что при достаточном энергетическом материале используется для построения плазмы микроорганизмов не только азот органического вещества, но и минерального азота почвы, приводящем к ухудшению азотного питания растений.

При наблюдениях за динамикой разных форм минерального азота отмечено на чистых парах неустойчивое соотношение аммиачной и нитратной форм в разные сроки. В первый срок в начале вегетации преимущество было за аммиачным азотом, во второй срок (середина вегетации) – за нитратной формой (рис 1-2).

Подобное положение объясняется разными для проявления процессов аммонификации (превращения азота органического вещества до аммиачных соединений) и нитрификации (окисление аммиака до нитратов). Первый процесс осуществляется аэробными анаэробными бактериями, а второй – аэробными [5].

Не выявлено в условиях изучаемой зоны активно выраженных процессов миграции нитратов в глубокие слои почвы при технологиях с минимальными обработками. В целом по севообороту не установлено снижения нитратного и аммиачного азота по всем изучаемым комплексам с минимальными обработками в пахотном (0-20см) и подпахотном слоях почвы (0-60 см) (табл. 1).

В недостаточном по осадкам 2009г. отмечено существенное преимущество технологических комплексов с минимальными обработками почвы по содержанию минерального азота. На паровых полях с разными вариантами ресурсоэкономных технологий его содержание в слое 0-20см составило от 31,8 до 35,1 мг/кг почвы, а по традиционной технологии (постоянная вспашка) – 28,3 мг/кг, по горохо-овсяной смеси – соответственно от 24,6 до 37,2 мг/кг и 20 мг/кг. На посевах яровой пшеницы по ресурсоэкономным технологиям отмечено содержание минерального азота от 18,2 до 27,3 и в контроле – 13,5 мг/кг почвы. По накоплению нитратов в 2009г. особо выделялись технологии с постоянными минимальными обработками и без их проведения в осенний период. На черном пару по традиционной технологии было накоплено минерального азота к началу июня в слое 0-10 см – 14,6 мг/кг почвы, в слое 10-20см – 11,3 и в слое 20-40см -9,8 мг/кг почвы.

Подвижный фосфор. Содержание подвижного фосфора колеблется в меньшей степени, чем азота, однако выявлено заметное изменение его содержа- ния в зависимости от темпов жизнедеятельности микроорганизмов при улучшении водного режима и при других благоприятных условиях [6,8].

Необходимость обстоятельного изучения динамики подвижного фосфора связана с резким снижением поступления их в последние годы с удобрениями и изменения возможностей его регулирования при переходе на технологии нового поколения.

Многолетними наблюдениями, проведенными в Самарском НИИСХ, в большинстве случаев установлено положительное влияние применяемых в севооборотах минимальных обработок почвы на содержание подвижного фосфора и обменного калия [4,7].

Подобные тенденции улучшения фосфорного питания подтверждаются по нашим наблюдениям в 2006-2009гг. (рис. 3).

В 2006г. отмечено устойчиво повышенное содержание подвижного фосфора на посевах яровой пшеницы и горохово-овсяной смеси по минимальным обработкам почвы. Несколько сниженным было количество фосфатов по минимальным обработкам в черном пару.

Наибольшее повышение в содержании подвижного фосфора отмечено на посевах горохово-овсяной смеси и яровой пшеницы по технологиям с постоян -ной минимальной обработкой почвы и без осенней обработки, т.е. на полях с повышенным содержанием органических остатков в верхних слоях почвы.

в слое 0-20 см

♦ аммиачная форма азота ■ нитратная форма азота

в слое 0-60 см

♦ аммиачная форма азота ^^нитратная форма азота

Рис. 1. Содержание азотистых соединений в разных технологических комплексах на чистых парах весной 1-й срок (май)

в слое 0-20 см

♦ аммиачная форма азота ■ нитратная форма азота

в слое 0-60 см

С постоянной вспашкой С дифференцированной С прямым посевом С постоянной минимальной обработкой                                         обработкой

• ♦ аммиачная форма азота ■ нитратная форма азота

Рис. 2. Содержание на чистых парах азотистых соединений в разных технологических комплексах на чистых парах весной 2-й срок (начало июля)

Большому накоплению подвижных фосфатов по этим вариантам способствует, на наш взгляд, также лучший водный режим почвы, оказавший благоприятное влияние на активность микроорганизмов.

Фосфор входит в состав органического вещества и пожнивных остатков, поэтому пополнение подвижными его формами возможно при новых технологиях благодаря высвобождению при их разложении в почве. Определенное влияние на накопление подвижного фосфора могло оказать длительное применение в севообороте минимальных и безотвальных обработок с сохранением стерни на поверхности поля [3].

В 2007г. повышенное содержание фосфора по севообороту в слое 0-20 см отмечено по технологиям с минимальными обработками и прямым посевом. По горохо-овсяной смеси устойчиво высокое содержание подвижного фосфора в сравнении с традиционной технологией отмечено по всем технологиям с минимальными обработками почвы.

В заключительном поле севооборотов (посев яровой пшеницы) также отмечен устойчивый прирост содержания подвижного фосфора по всем технологиям с минимальными обработками почвы за все годы исследований.

Обменный калий. В 2006г. на паровом поле

Таблица 1. Послойное размещение нитратов в метровом слое почвы на паровых полях в разных технологических комплексах, мг/кг

Слои почвы (см)	Сроки взятия проб:
	28 июня			5 сентября
	Технологии
	с постоянной вспашкой	без осенней обработки почвы	постоянная минимальная обработка	с постоянной вспашкой	без осенней обработки почвы	постоянная минимальная обработка
0,10	10,6	7,1	7,4	29,9	28,5	31,0
10-20	10,6	9,1	8,3	19,5	13,1	19,2
20-40	9,6	8,3	6,3	11,9	9,5	9,6
40-60	8,5	6,4	5,9	10,0	5,3	7,4
60-80	7,1	5,8	6,2	7,4	5,1	8,2
80-100	6,7	6,0	5,1	6,5	4,2	7,0
Всего в слое 40-100см	22,3	18,2	17,2	23,9	14,6	21,6

145,3 159,2   170,7   176,6

_142,8 147,5    ^150,1

127,3

В слое 0-20 см ■ с постоянной вспашкой

В слое 0-60 см

■ с дифференцированной обработкой

• □ с постоянной минимальной обработкой          Ибез осенней обработки почвы

  Рис. 3. Содержание подвижного фосфора в полевом севообороте с разными технологическими комплексами (Среднее за 2006-2009гг.)

не выявлено преимущества по накоплению обменного калия, что, на наш взгляд, объясняется разными темпами минерализации органических остатков на парах и посевах яровых культур. К началу взятия проб эти процессы на паровых полях уже завершились, а на яровых культурах они проявились по-разному (на полях с бесплужными обработками и вспашкой) в связи с неодинаковыми условиями размещения органических остатков в пахотном слое (глубокая заделка и расположение на поверхности поля).

На посевах по горохо-овсяной смеси количество обменного калия в слое 0-20 см при технологиях с низкозатратными способами обработки почвы были большими, чем в контроле на 36,1-46,7 мг/кг и в слое 0-60 см – на 28,1-29,9 мг/кг почвы.

На посевах яровой пшеницы в заключительном поле севооборота содержание обменного калия в слое 0,20см было более высоким по тех- нологиям с минимальными обработками почвы, чем по традиционной (постоянная вспашка) на 13,2-65,9 мг/кг почвы и в слое 0-60 см -5,7 – 35,1 мг/кг.

Аналогичная закономерность проявилась и в 2007г. Средневзвешенное содержание обменного калия в слое 0-20см оказалось в целом по севообороту одинаковым по всем изучаемым технологиям (182,6, 184,5, 187,5 мг/кг). Более высоким оно было по технологиям с минимальными обработками почвы в слое 0-60см (163,4 и 175,7 мг против 156,2 в контроле).

В 2008г. как и в предыдущем на черном пару отмечалось пониженное содержание обменного калия, как в пахотном, так и во всем корнеактивном слое (0-60 см). Количество обменного калия в черном пару по технологиям с минимальными обработками в слое 0-20 см оказалось более низким, чем в контроле на 18-40 мг/кг и в слое 0-60см на31-42мг.

На посевах по горохо-овсяной смеси и яровой пшеницы в заключительном поле севооборота отмечено увеличение содержания обменного калия при технологиях с минимальными обработками почвы.

Благоприятные условия для формирования в почве обменного калия сложились во всех полях севооборота с минимальными обработками почвы в 2008 году. Средневзвешенное содержание обменного калия по севообороту при технологиях с минимальными обработками почвы в слое 0-20 см превысило контроль (постоянная вспашка) на 33,2-57,6 мг/кг и в слое 0-60см – на 20,4-35,9 мг/ кг почвы.

В 2009г. в среднем по всем наблюдаемым полям севооборота содержание обменного калия при технологиях с бесплужными обработками почвы в слое 0-20 см превосходило контроль с постоянной вспашкой на 22,7-29,7 мг/кг и в слое 0,60см – на 4,5-35,1 мг/кг.

Таким образом, длительное систематическое применение в севообороте технологических комплексов с минимальными и дифференцированными системами обработки почвы, позволяет по-новому оценить сложившиеся представления о системах удобрений и методах воспроизводства почвенного плодородия в технологических комплексах с минимальными и дифференцированными системами обработки почвы.