Азотный режим почвы при дерново-перегнойной системе содержания междурядий в яблоневом саду

Введение. Дерново-перегнойная система содержания почв используется в садах с середины 20-го столетия и считается наиболее эффективной [1]. Тем не менее отношение садоводов к задернению почвы до сих пор неоднозначно. Некоторые ученые утверждают, что задернение междурядий сада злаковой многолетней растительностью приводит к конкуренции за влагу и элементы минерального питания и является причиной снижения продуктивности плодовых деревьев [2, 3]. Особенно это касается старовозрастных насаждений с междурядьями 7-8 м. Приствольная полоса в таких садах, в отличие от суперинтенсивных посадок, не в состоянии обеспечить поступление элементов питания в необходимом количестве.

Для устранения конкуренции многолетних трав, в садовый ценоз необходимо вводить определенный видовой состав бобово-злаковой растительности [4]. В противном случае, хаотичный посев многолетних трав может привести к негативным последствиям [5-7]. Следовательно, для обеспечения высокой ростовой активности плодовых деревьев и снижения конкуренции в садовом ценозе необходимо более тщательно подходить к подбору травосмесей для задернения междурядий в саду.

В потреблении элементов минерального питания плодовыми растениями и, в частности, яблоней, на первом месте стоит азот. При задернении междурядий сада содержание этого элемента в почве часто бывает недостаточным. Дерновоперегнойная система содержания обеспечивает почву большим количеством отмершего органического вещества. В составе органики азот медленно минерализуется и слабо усваивается растениями [8, 9]. Данный процесс называется иммобилизацией, т.е. закрепление азота почвой. Иммобилизацию можно рассматривать как положительный, так и как отрицательный процесс, т.к. происходит связывание и плодовые растения усваивают азот в меньшем количестве.

Один из путей пополнения азота в почве – это симбиотическая азотфиксация бобовых культур. Кроме того корневая система бобовых культур способна вовлекать труднодоступные для других растений элементы питания. Многолетние бобовые травы в смеси со злаковыми позволяют не только сохранять почву в междурядьях сада от эрозии, но и обеспечивать биологическим азотом.

Целью исследований явилось изучение азотного режима почвы в междурядьях яблоневого сада, засеянных бобово-злаковыми травами.

Условия, материалы и методы. Опыт заложен в яблоневом саду 1987 г. посадки. Схема размещения деревьев 8×6 м, подвой сильнорослый – сеянцы культурных сортов. Объект исследования – яблоня сорта Уэлси. Посев злаковобобовых трав в междурядьях сада был произведен в 2015 г., повторность в опыте 3-кратная. Скашивание и измельчение надземной массы проводили по мере отрастания растений на высоту 20-25 см.

Варианты:

• 1.    Естественное задернение (контроль);

• 2.    Клевер красный 50% + Тимофеевка луговая 50%;

• 3.    Клевер красный 70% + Тимофеевка луговая 30%;

• 4.    Клевер красный 30% + Тимофеевка луговая 70%.

Содержание общего азота в почве определяли по ГОСТ 2607-84. Почвы. Методы определения общего азота [10], легкогидролизуемый азот – по Тюрину, Кононовой в модификации Кудеярова [11].

Симбиотическую фиксацию азота определяли по величине активного симбиотического потенциала и удельной активности симбиоза [12-14].

Результаты и обсуждение. Результаты исследований показали, что количество пожнивно-корневых остатков и надземной массы трав в вариантах опыта было неодинаково и зависело от состава травянистой растительности (табл. 1).

Таблица 1 – Накопление азота многолетними травами в междурядьях сада, находящихся под задернением (2017-2019 гг.)

Варианты	ПКО + надземная масса, т/га	Аккумуляция азота, кг/га
		Общий	Симбиотический
Естественное задернение	8,46	74,3	24,1
Клевер красный 50% + тимофеевка луговая 50%	14,29	141,4	122,6
Клевер красный 70% + тимофеевка луговая 30%	12,86	156,2	134,8
Клевер красный 30% + тимофеевка луговая 70%	17,41	138,6	69,7
НСР05	1,26	11,14	9,63

При естественном задернении количество остатков было наименьшим – 8,46 т/га. Посев в междурядьях сада клеверо-тимофеечных смесей обеспечил накопление биомассы в количестве 12,86-17,41 т/га в зависимости от состояния высеваемых компонентов. Бобово-злаковая смесь, состоящая из 30% клевера красного и 70% тимофеевки луговой, обеспечила накопление наибольшей массы растительных остатков – 17,4 т/га. В варианте с посевом 70% клевера красного и 30% тимофеевки луговой количество остатков в среднем за три года было 12,86 т/га. Посев клевера красного и тимофеевки луговой в соотношении 1:1 обеспечил накопление биомассы в количестве 14,29 т/га. Таким образом, посев бобовозлаковых трав в соотношении 3:7 обеспечивает наибольшее накопление растительных остатков в междурядьях яблоневого сада.

Пожнивно-корневые остатки и измельченная надземная масса трав способствуют аккумуляции азота в почве. Как известно, в остатках бобовых трав наиболее узкое соотношение между углеродом и азотом. Минерализация остатков протекает достаточно интенсивно.

Другим способом аккумуляции азота является симбиотическая азотфиксация. Наименьшее количество фиксированного азота воздуха было в варианте с естественным задернением – 24,1 кг/га. Это объясняется тем, что в ценозе преобладала в абсолютном большинстве злаковая растительность. Максимальное количество симбиотического азота было при посеве 70% клевера красного и 30% тимофеевки луговой – 134,8 кг/га. При содержании в травяном ценозе 50% клевера красного и 50% тимофеевки луговой в среднем за три года было аккумулировано симбиотического азота 122,6 кг/га, что на 9,95% меньше, чем в третьем варианте. Таким образом, преобладание в ценозе бобовой культуры до 70% способствует максимальной аккумуляции симбиотического азота.

Обеспеченность почвы минеральным азотом в значительной степени зависит от сезонной динамики процессов аммонификации и нитрификации. Данные процессы могут обусловить неодинаковую степень снабжения плодовых деревьев в разные вегетационные периоды. Поэтому довольно сложно определить обеспеченность почвы азотом по содержанию его подвижных форм. Исходя из этого, нами представлены данные по содержанию общего азота в динамике в течение вегетационного периода (табл. 2).

Таблица 2 – Содержание общего азота (%) в зависимости от систем содержания почвы в междурядьях сада, 2016-2018 гг.

Варианты	Весна		Лето		Осень
	0-10 см	10-20 см	0-10 см	10-20 см	0-10 см	10-20 см
Естественное задернение	0,25 ±0,003	0,20 ±0,003	0,25 ±0,004	0,20 ±0,004	0,23 ±0,002	0,20 ±0,003
Клевер красный 50% + тимофеевка луговая 50%	0,32 ±0,005	0,25 ±0,004	0,34 ±0,005	0,24 ±0,003	0,32 ±0,003	0,24 ±0,003
Клевер красный 70% + тимофеевка луговая 30%	0,37 ±0,004	0,27 ±0,005	0,36 ±0,003	0,26 ±0,004	0,36 ±0,005	0,25 ±0,004
Клевер красный 30% + тимофеевка луговая 70%	0,31 ±0,003	0,25 ±0,003	0,32 ±0,004	0,25 ±0,004	0,31 ±0,003	0,24 ±0,004

Исследования показали, что содержание общего азота в почве зависит в большей степени от соотношения видового состава травянистых растений, высеянных в междурядьях сада, чем от периода вегетации. В варианте с естественным задернением в слое почвы 0-10 см количество общего азота в весенний период было 0,25%, в середине лета содержание общего азота не изменялось и составляло 0,25%. К концу вегетации содержание азота несколько снизилось и составляло 0,23%. Это связано, по-видимому, со снижением активности почвенных микроорганизмов в осенний период. В слое почвы 10-20

см содержание общего азота было более стабильным. В течение всей вегетации оно составляло 0,20%. В остальных вариантах наблюдалась аналогичная закономерность.

В варианте с посевом бобово-злаковых трав содержание общего азота было выше, чем при естественном задернении. Так, при соотношении клевера красного и тимофеевки луговой 1:1, содержание азота в слое 0-10 см весной было 0,32%, летом и осенью соответствовало 0,34% и 0,32%. Посев в междурядьях клевера красного и тимофеевки луговой в соотношении 7:3 обеспечил аккумуляцию общего азота в верхнем слое почвы весной до 0,37%, летом и осенью – 0,36%. В варианте с посевом 30% клевера красного и 70% тимофеевки луговой содержание общего азота составило в течение вегетационного периода 0,31-0,32%.

О потенциальной обеспеченности азотом, в основном, судят по содержанию легкогидролизуемой формы. Накопление легкогидролизуемого азота повышает интенсивность минерализационных процессов и улучшает эффективное плодородие почв. Результаты исследований по содержанию легкогидролизуемого азота в почве представлены в таблице 3.

Таблица 3 – Содержание легкогидролизуемого азота (мг/кг) в почве при задернении междурядий бобово-злаковой растительностью

Варианты	2016 г.		2017 г.		2018 г.
	0-10 см	10-20 см	0-10 см	10-20 см	0-10 см	10-20 см
Естественное задернение	98,4	72,7	103,2	84,9	103,4	87,1
Клевер красный 50% + тимофеевка луговая 50%	122,9	94,3	116,1	95,4	129,8	108,4
Клевер красный 70% + тимофеевка луговая 30%	121,5	93,8	120,8	94,9	136,4	112,3
Клевер красный 30% + тимофеевка луговая 70%	130,4	99,2	134,6	103,4	155,9	126,6
НСР 05	6,34	6,12	6,82	5,94	6,31	5,62

Накопление легкогидролизуемого азота в почве в основном зависит от количества надземной массы травянистой растительности и отмершей массы пожнивно-корневых остатков. Как известно, легкогидролизуемый азот образуется в результате неполного разложения органического вещества почвы. Наибольшее его содержание отмечено в варианте с посевом бобово-злаковых трав в соотношении 3:7. В слое почвы 0-10 см содержание легкогидролизуемого азота колебалось по годам от 130,4 мг/кг до 155,9 мг/кг, в слое почвы 10-20 см – от 99,2 мг/кг до 126,6 мг/кг.

В варианте с естественным задернением, как уже указывалось, количество биомассы, состоящей из надземной части и пожнивно-корневых остатков, было наименьшее. Количество легкогидролизуемого азота здесь также было минимальным – 98,4-103,4 мг/кг в слое почвы 0-10 см и 72,7-87,1 мг/кг в слое 1020 см. Таким образом, посев бобово-злаковых трав в междурядьях яблоневого сада способствует большему накоплению в почве легкогидролизуемого азота по сравнению с естественным задернением. При этом максимальное накопление осуществляется при посеве смеси трав, состоящих из 30% клевера красного и 70% тимофеевки луговой.

Выводы. На основании представленных данных можно сделать выводы:

• 1.    Количество пожнивно-корневых остатков и надземной массы зависит от соотношения высеянных бобово-злаковых трав. Наибольшее количество растительных остатков обеспечивает посев клевера красного и тимофеевки луговой в соотношении 3:7.

• 2.    При естественном задернении междурядий сада доля симбиотического азота не превышает 25%, тогда как при посеве бобово-злаковых трав на его долю приходится от 50% до 85% в зависимости от соотношения трав.

• 3.    Содержание общего азота в почве в большей степени зависит от соотношения видового состава травянистой растительности, чем от периода вегетации.

• 4.    Наибольшее количество общего азота – 0,36-0,37мг/кг – аккумулируется почвой при посеве 70% клевера красного и 30% тимофеевки луговой.

• 5.    Содержание легкогидролизуемого азота в почве находится в прямой зависимости от количества биомассы травянистой растительности.

• 6.    Максимальному накоплению легкогидролизуемого азота способствует посев смеси многолетних трав, состоящих из 30% клевера красного и 70% тимофеевки луговой.