Гумусное состояние почвы в зависимости от насыщения севооборотов зерновыми культурами

Гумус представляет собой органическое вещество, которое в значительной степени формирует и регулирует основные режимы, свойства и функции почвы, выступает существенным фактором формирования высокого и стабильного урожая сельскохозяйственных культур. Содержание гумуса в черноземных почвах является главным признаком их высокого потенциального плодородия, поэтому его сохранение, поддержание и восстановление относится к числу приоритетных задач земледелия. На количество гумуса, общего азота, биологические свойства почвы влияют способы её обработки, виды севооборотов, степень удобренности, продолжительность и интенсивность эксплуатации пашни. Немаловажную роль при этом играют почвенная биота, климатические условия и физико-химические свойства. Положительное влияние на плодородие почвы и содержание гумуса оказывает насыщение севооборотов многолетними бобовыми травами, которые способствуют синтезу гумусовых соединений и улучшению азотного баланса. Существуют две группы гумусовых кислот: темноокрашенные гуминовые кислоты, накапливающиеся в местах образования и фульвокислоты желто- го или бурого цвета, которые более подвижны и относительно легко передвигаются по профилю почвы [1-4].

Цель исследований - изучить содержание гумуса, его групповой состав, количество азота в почве при различном насыщении севооборотов зерновыми культурами.

Методика исследований. Наши исследования проводились в многолетнем стационарном опыте лаборатории экологоландшафтных севооборотов ФГБНУ «Воронежский федеральный аграрный научный центр им. В.В. Докучаева» в 20192021 гг. Почва опытного участка - чернозем обыкновенный, среднемощный, тяжелосуглинистого гранулометрического состава с благоприятными физико-химическими свойствами. Опыт заложен в трехкратной повторности, размещение делянок систематическое. Гумус определяли по методу И.В. Тюрина в модификации В.Н. Симакова (ГОСТ 26213-91) в воздушносухих образцах почвы; групповой состав гумуса ускоренным методом М.М. Кононовой и Н.П. Бельчиковой; нитратный азот - спектрофотометрическим методом В.Д. Цыганок. Экспериментальные данные обрабатывали методом дисперсионного анализа с помощью программы Microsoft Excel [6].

В опыте рассматривалось 7 вариантов семипольных севооборотов с различным насыщением зерновыми культурами от 56 до 100%, с включением эспарцета и вариантов с применением минеральных удобрений. В каждом из них для изучения было выделено трёхчленное звено: 1) зернопропашной (контроль 56%) – сидеральный пар (горчица) – озимая пшеница – подсолнечник – ячмень + пожнивная горчица – горох – озимая пшеница + озимая вика – гречиха; 2) зернопаропропашной (70%) -чистый пар – озимая пшеница – подсолнечник – ячмень – горох – озимая пшеница – ячмень; 3) зернопропашной (84%) – горох - озимая пшеница – подсолнечник – ячмень + пожнивная горчица – горох – озимая пшеница – ячмень; 4) зернопаропропашной (70% + N₆₀P₆₀K₆₀) - чистый пар – озимая пшеница – подсолнечник – ячмень – горох – озимая пшеница – ячмень; 5) зерновой (100%) – соя – озимая пшеница – ячмень – горох – озимая пшеница – ячмень – овёс; 6) зерновой (100% + N₆₀P₆₀K₆₀) – соя – озимая пшеница – ячмень – горох – озимая пшеница – ячмень – овёс; 7) зернотравянопропашной (70%) -нут – озимая пшеница – кукуруза – ячмень + эспарцет – эспарцет на сено – озимая пшеница – овёс.

Результаты исследований. Различия в количестве нитратного азота, содержании гумуса и его группового состава в почве зависели от степени насыщения севооборотов зерновыми культурами и представлены в таблице.

Таблица 1. Содержание и групповой состав гумуса при различном насыщении севообо- рота зерновыми культурами в среднем по звену в слое почвы 0-20 см (2019-2021 гг.)

Они свидетельствуют, что при насыщении севооборотов зерновыми культурами до 84% наблюдается тенденция к увеличению содержания гумуса в почве до 7,2%. Дальнейшее насыщение до 100% приводило к снижению его количества на 0,1-0,3%. Высокое содержание негумифицированно-го органического вещества в почве на вариантах с напряжённым чередованием замедляло процессы микробиологической трансформации в связи с его активной иммобилизацией почвенной биотой. Это сказалось и на концентрации нитратного азота в почве: на варианте с 84%-ным насыщением его было меньше на 4,1%, при 100%-ном – на 7,4%, в зернотравянопропашном севообороте эта разница составила 3,3% по сравнению с его содержанием в обычном зернопропашном севообороте. Более интенсивное накопление гуминовых кислот происходило на вариантах при насыщении севооборотов зерновыми до 84% на безудобренном фоне и с 70% насыщением при внесении N60Р60К60. Дальнейшее насыщение до 100% не оказало существенного влияния на этот показатель. Корреляционный анализ позволил выявить связь гуминовых кислот с содержанием азота в почве, где она была средней r = 0,46. Концентрация фульвокислот возрастала с 0,62% в плодосменном севообороте до 0,77 и 0,69% в чередованиях с 70 и 84%-ным насыщением зерновыми с заметным снижением их количества до 0,55% в зерновом севообороте, что, по-видимому, связано с общим замедлением биологической активности почвы на этом варианте.

Выводы. Таким образом, на изменение содержания гумуса в почве при различном насыщении севооборота зерновыми культурами оказали влияние соотношения в севооборотах возделываемых культур, отличающихся своей биологией, химическим составом и технологией возделывания. Положительное влияние на гумусное состояние почвы отмечается при насыщении севооборотов зерновыми культурами до 84%. Дальнейшее насыщение вызывало отрицательный эффект. Удобрения способствовали повышению содержания нитратного азота в почве на вариантах с напряженным чередованием.