Изменение показателей потенциального и эффективного плодородия агросерой почвы под действием удобрений

Введение. Потребность в органических удобрениях для воспроизводства гумуса в пахотных почвах Российской Федерации в настоящее время, по данным Б.М. Кизяева, Л.В. Кирейчевой [5], составляет 840 млн т. Удовлетворяется она лишь на 13 %. В связи с этим происходит снижение плодородия пахотных почв. Плодородие почвы – это способность удовлетворять потребность растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы воздухом и теплом, благоприятной физико-химической средой для их нормальной жизнедеятельности [6]. В целях обеспечения продовольственной безопасности Красноярского края необходимыми являются мероприятия, направленные на сохранение, поддержание и воспроизводство плодородия пахотных почв. Одним из перспективных способов повышения плодородия почв является ис- пользование удобрений, созданных на основе многотоннажных отходов лесной отрасли и сельского хозяйства. На кафедре почвоведения и агрохимии Красноярского агроуниверситета (КрасГАУ) разработана технология переработки птичьего помета и опилок методом вермикультуры в новое экологически безопасное удобрение – биогумус. Для внедрения и широкого использования этого удобрения в сельском хозяйстве региона необходима его апробация.

Цель исследований . Изучить влияние разных доз биогумуса, азофоски и их смесей на показатели потенциального и эффективного плодородия агросерых почв. Последние в структуре почвенного покрова пашни Красноярского края занимают 1086700 га.

Объекты и методы исследований . Исследования проводились в вегетационно-полевом опыте на стационаре КрасГАУ в сосудах без дна (диаметр сосуда 50 см). Объектами исследований являлись агросе-рая почва, биогумус, полученный методом переработки птичьего помета и опилок калифорнийским червем Eisenia fetida, азофоска, кукуруза.

Удобрения – биогумус, азофоску и их смеси – вносили в мае в агросерую почву согласно следующей схеме: 1. Контроль (без удобрений); 2. Биогумус 3 т/га; 3. Биогумус 6 т/га; 4. Биогумус 1,5 т/га + азофоска эквивалентно 1,5 т/га биогумуса; 5. Биогумус 3 т/га + азофоска эквивалентно 3 т/га биогумуса; 6. Азофоска эквивалентно 3 т/га биогумуса; 7. Азофоска эквивалентно 6 т/га биогумуса. В июне проводили посев кукурузы на зеленую массу. Контролем служил вариант без удобрений. Повторность опыта четырехкратная, размещение вариантов последовательное. Весной до закладки опыта и осенью после уборки зеленой массы кукурузы отбирали почвенные образцы, в которых определяли pH kcl потенциометрически, содержание С орг – по методу Тюрина [1], количество подвижного фосфора – по методу Кирсанова [1], количество нитратного азота – дисульфофеноловым методом в модификации С.Л. Иодко и И.Н. Шаркова [4], аммонийный азот – с реактивом Несслера [1], легкогидролизуемый азот – методом Корнфильда [2]. Полученные результаты были обработаны статистически методом дисперсионного анализа [3].

Результаты исследований и их обсуждение . Агросерая почва характеризовалась низким (3,6 %) содержанием гумуса, слабокислой реакцией среды (5,4), низким содержанием элементов минерального питания. Поэтому для повышения ее плодородия вносили биогумус в разных дозах, азофоску, а также их смеси. Биогумус, используемый в опытах, характеризовался высокими показателями содержания элементов питания и включал азот валовый – 1,4 %, аммиачный – 0,097, нитратный – 0,194, валовый фосфор – 2,46, валовый калий – 1,16 %; pH=6,82.

Результаты проведенных исследований показали, что внесение биогумуса в агросерую почву способствовало изменению реакции среды со слабокислой, отмеченной на контроле, до близкой к нейтральной (табл. 1).

Влияние удобрений на показатели потенциального плодородия агросерой почвы

Таблица 1

Вариант опыта	рН kcl		С орг , %		Hг            1		S
					мг·экв/100 г
	X±Sx	V, %	X±Sx	V, %	X±Sx	V, %	X±Sx	V, %
1. Контроль (без удобрений)	5,4±0,2	8	2,1±0,1	4	5,8±0,4	12	25,8	17
2. Биогумус 3 т/га	6,0±0,1	3	2,3±0,2	14	6,0±0,2	8	23,8	6
3. Биогумус 6 т/га	6,3±0,1	1	2,7±0,1	8	6,6±0,2	6	24,4	4
4. Биогумус 1,5 т/га + азофоска экв. 1,5 т/га биогумуса	5,8±0,1	4	2,1±0,1	5	6,0±0,4	14	24,4	9
5. Биогумус 3 т/га + азофоска экв. 3 т/га биогумуса	6,0±0,1	3	2,3±0,1	11	5,9±0,4	12	24,8	7
6. Азофоска экв. 3 т/га биогумуса	5,4±0,1	5	2,0±0,1	4	5,7±0,1	3	23,3	7
7. Азофоска экв. 6 т/га биогумуса	5,4±0,2	6	2,1±0,1	5	5,1±0,1	6	23,5	6

Примечание. Здесь и далее: Х – среднее; Sx – ошибка среднего; V – коэффициент вариации.

Применение азофоски не изменило этот показатель агросерой почвы. Низкое варьирование показателя свидетельствовало о достоверности полученных результатов.

По современным исследованиям, общее содержание гумуса служит объективным диагностическим показателем потенциального плодородия почв [7]. Результаты проведенных исследований показали, что внесение 6 т/га биогумуса в почву способствовало увеличению в 1,3 раза содержания углерода органического вещества в почве (вариант №3). При уменьшении дозы внесения биогумуса в 2 раза отмечалось снижение его количества в почве до 2,3 %, но все же этот показатель оказался выше значений контрольного варианта. Следовательно, применение биогумуса в дозах 3 и 6 т/га способствуют накоплению С орг в агросерой почве. Внесение биогумуса в агросерую почву в количестве 1,5 т/га на фоне азофоски позволяет сохранять содержание С орг на уровне исходных значений. Применение только азофоски (вариант №6) приводит к снижению количества С орг в почве по сравнению с контролем. По-видимому азофоска способствует минерализации органического вещества почвы. Низкие показатели коэффициента вариации по всем вариантам опыта свидетельствовали о достоверности полученных данных.

Агросерая почва характеризовалась высокой суммой обменных оснований, которая не изменилась под действием внесенных удобрений.

Важным показателем высокого эффективного плодородия почв является наличие в них достаточного запаса необходимых растениям биогенных элементов в доступной форме [8]. Результаты проведенных исследований показали, что содержание минеральных форм азота (аммонийного и нитратного) снизилось в удобренных биогумусом вариантах опыта, что, вероятно, обусловлено выносом этих форм азота прибавкой урожая кукурузы (табл. 2). В то же время содержание легкогидролизуемого азота (Nлг) высокое. Кроме того, под действием биогумуса было выявлено повышение в 1,2–1,5 раза легкогидролизуемого азота в зависимости от дозы его внесения в почву.

Влияние удобрений на показатели эффективного плодородия агросерой почвы

Таблица 2

Вариант опыта	N-NO 3	N-NH 4	Nлг	Р 2 О 5	К 2 О
	мг/кг			мг/100 г
	X±Sx	X±Sx	X±Sx	X±Sx	X±Sx
1. Контроль (без удобрений)	4,1±1,0	5,1±1,1	110±8	48,5 ±3,4	11,2±1,2
2. Биогумус 3 т/га	3,6±1,2	3,7±1,9	168±38	114,2±9,1	11,4±0,5
3. Биогумус 6 т/га	3,6±0,6	1,1±0,7	138±13	134,7±7,7	12,4±0,1
4. Биогумус 1,5 т/га + азофоска экв.1,5 т/га биогумуса	4,2±1,0	2,6±1,6	128±14	75,6±11,5	11,4±0,8
5. Биогумус 3 т/га + азофоска экв. 3 т/га биогумуса	3,0±0,7	0,3±0,2	126±5	94,5±8,1	11,3±0,9
6. Азофоска экв. 3 т/га биогумуса	3,5±1,1	2,8±1,5	119±8	55,1±4,2	10,5±0,4
7. Азофоска экв. 6 т/га биогумуса	6,3±2,0	2,1±1,7	131±13	52,6±4,4	9,8±0,5

Легкогидролизуемый азот является ближайшим резервом подвижных форм, так как его минерализация осуществляется до образования аммонийного и нитратного азота.

Под влиянием биогумуса увеличилось содержание подвижного фосфора в 2,4–2,8 раза в зависимости от дозы внесения, что обусловлено высоким его содержанием во внесенном удобрении. При внесении азофоски отмечена только тенденция накопления подвижного фосфора в агросерой почве.

Агросерая почва имела среднее содержание обменного калия. Тенденцию увеличения этого показателя отметили только при внесении в почву высокой дозы (6 т/га) биогумуса. Другие удобренные варианты опыта по этому показателю не отличались от контрольного варианта.

Анализ результатов проведенных исследований свидетельствует, что минимальная урожайность кукурузы сформировалась на контроле и составила 128,5 ц/га (табл. 3).

Таблица 3

Вариант опыта	X	Sx	S	V, %
1. Контроль (без удобрений)	128,5	1,5	30	23
2. Биогумус 3т/га	149,9	0,8	16	11
3. Биогумус 6т/га	205,7	1,4	28	14
4. Биогумус 1,5 т/га + азофоска экв. 1,5 т/га биогумуса	174,6	2,9	58	33
5. Биогумус 3 т/га + азофоска экв. 3 т/га биогумуса	150,1	4,1	82	55
6. Азофоска экв. 3 т/га биогумуса	126,2	2,0	40	38
7. Азофоска экв. 6 т/га биогумуса	137,1	2,5	49	36

Статистические показатели урожая кукурузы, ц/га

Внесение биогумуса в количестве 3 т/га способствовало увеличению урожая кукурузы в 1,2 раза. Применение биогумуса в двойной дозе (6 т/га) повысило количество зеленой массы кукурузы в 1,6 раза по сравнению с контролем и в 1,4 раза было выше одинарной дозы внесения. Низкие значения стандартного отклонения обусловили и низкое варьирование показателя, что доказывает достоверность полученных результатов. Применение биогумуса в количестве 1,5 т/га на фоне азофоски увеличило урожай кукурузы в 1,4 раза при среднем варьировании данного показателя. Отметим, что внесение азофоски не оказало заметного влияния на урожай кукурузы. От каких же факторов зависит урожайность кукурузы в большей степени? Как видим (рис. 1), урожайность кукурузы тесно связана с содержанием С орг в агросерой почве.

Эта зависимость носит линейный характер и описывается следующим уравнением регрессии: У=61,416х-81,101, где У – урожайность кукурузы; х – содержание Сорг в почве. Коэффициент корреляции r= 0,82.

Полученные результаты исследований показали сильные корреляционные зависимости урожая кукурузы от содержания в почве подвижного фосфора (рис. 2) и от реакции почвенного раствора (рис. 3), коэффициент корреляции в обоих случаях составил 0,79.

Рис. 2. Зависимость урожайности кукурузы от содержания подвижного фосфора в агросерой почве

Рис. 3. Зависимость урожайности кукурузы от рН kcl

Применение биогумуса способствовало повышению показателей потенциального и эффективного плодородия агросерой почвы.

Выводы

• 1.    Внесение биогумуса в агросерую почву в количествах 3 и 6 т/га способствует накоплению органического вещества в почве, а применение невысоких доз биогумуса (1,5 т/га) позволяет сохранять его содержание на уровне исходных значений.

• 2.    Под влиянием биогумуса в агросерой почве увеличивается в 1,2–1,5 раза содержание легкогидролизуемого азота и 2,4–2,8 раза подвижного фосфора в зависимости от дозы его внесения.

• 3.    Максимальная урожайность кукурузы формируется под действием биогумуса, внесенного в количестве 6 т/га. Урожайность кукурузы тесно коррелирует с содержанием С орг и подвижного фосфора, реакцией почвенного раствора агросерой почвы. Коэффициенты корреляции соответственно составляют 0,82 и 0,79.