932

УДК 631.431.1

ВОДНО-ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПАХОТНЫХ ПОЧВ ЧАСТИ ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ ПЕРМСКОГО НИИСХ – ФИЛИАЛА ПФИЦ УРО РАН

П.С. Ведерникова, В.Ю. Гилёв ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, Пермь, Россия; e-mail: apolinariua@mail.ru

Аннотация. В работе были изучены водно -физических свойств почв части землепользования Пермского НИИСХ – филиала ПФИЦ УрО РАН. Приведены результаты определения почвенно-гидрологических констант, дана их оценка и профильное изменение. Проведены режимные наблюдения по изменениям запасов продуктивной влаги в течение вегетационного периода в слое почвы 0-20 см.

Ключевые слова: почвенно-гидрологические константы, влажность почвы, полная влагоемкость, наименьшая влагоемкость, влажность разрыва капилляров, влажность завядания, запасы продуктивной влаги.

Введение. Агрофизические свойства играют важную роль в современном земледелии. Именно данные свойства почв формируют условия для дальнейшего развития полевых культур.

Многим ученым удалось выяснить, что почвенная вода при различном ее содержании далеко не равнозначна по своим свойствам. Одно и то же содержания влаги в почвах, которые различны по своим свойствам, может отличаться по своей подвижности или по доступности для растений [1].

Объекты исследования. На опытном поле части землепользования Пермского НИИСХ – филиала ПФИЦ УрО РАН, на пашне было заложено три почвенных разреза (рис. 1).

Рисунок 1. Территория обследования (разрез 1 - ДКопIIГЭ5, разрез 2 - ДБIIГЭ1, разрез 3 - ПДII3ТЭ1)

Методы исследования. Определение аналитических показателей проводилось общепринятыми методами.

Результаты исследования. Результаты определения почвенногидрологических констант показаны на рисунке 2.

151

Рисунок 2. Профильное распределение значений почвенно-гидрологических констант и естественной полевой влажности: А – в дерново-карбонатной почве, Б – в дерново-бурой почве, В – в дерново-подзолистой почве, %

Полная влагоемкость (ПВ) в пахотном горизонте исследуемых почв варьирует от 27,7 до 51,6%. Наименьшее значение можно наблюдать в дерновобурой почве, наибольшее – в дерново-подзолистой.

Наименьшая влагоемкость (НВ) в пахотном горизонте исследуемых почв варьирует от 17,2 до 32,4%. В дерново-карбонатной и дерново-подзолистой почвах оценивается как хорошая, а у дерново-бурой – как неудовлетворительная для пахотного слоя [2].

Влажность разрыва капилляров (ВРК) в пахотном горизонте исследуемых почв представлена диапазоном от 12,3 до 26,6%. Наименьшее значение можно наблюдать в дерново-бурой почве, наибольшее – в дерново-подзолистой.

152

Влажность завядания (ВЗ) в пахотных горизонтах варьирует от 6,2 до 11,9%. Наименьшее значение наблюдается в дерново-подзолистой почве, наибольшее – в профиле дерново-бурой почвы.

Профильное варьирование почвенно-гидрологических констант в наибольшей степени отмечается по значениям наименьшей и полной влагоемкости. Максимальные значения почвенно-гидрологических констант в профилях всех исследуемых почв наблюдаются в иллювиальной части.

Естественная полевая влажность (ЕВП). Во время закладки разрезов в период с 05.07.2022 по 11.07.2022 из каждого генетического горизонта были отобраны образцы для определения влажности. В пахотном слое исследуемых почв она варьирует от 23,5 до 29,4%. Наименьшее значение характерно для дерново-подзолистой почвы, наибольшее – для дерново-карбонатной почвы.

С глубиной в профилях исследуемых почв отмечается уменьшение количества влаги.

В дерново-карбонатной почве значение естественной полевой влаги находится в интервале от НВ до ПВ, в дерново-бурой – приближается к ПВ, а в дерново-подзолистой почве снижается ниже значений ВРК.

Так же, в течение вегетационного периода проводилось режимное наблюдение за изменением естественной полевой влаги в слое 0-20 см. На основании результатов, представленных в таблице, можно отследить изменения запасов продуктивной влаги в дерново-карбонатной, дерново-бурой и дерновоподзолистой почве. Влажность измерялась термостатно-весовым методом и с помощью влагомера.

Таблица Изменение запасов продуктивной влаги в почвах части землепользования

Пермского НИИСХ – филиала ПФИЦ УрО РАН

Можно заметить, что результаты, полученные термостатно-весовым методом, отличаются от результатов, полученных с помощью влагомера.

Разумнее будет оценить результаты по запасам продуктивной влаги, которые были получены с помощью термостатно-весового метода.

153

Таким образом, запасы продуктивной влаги в слое 0-20 см в дерновокарбонатной почве в начале вегетационного периода оцениваются как удовлетворительные, в середине вегетационного периода – запасы хорошие, а в конце вегетационного периода – вновь удовлетворительные.

Вдерново-бурой почве запасы продуктивной влаги в начале вегетационного периода являются хорошими, в середине – запасы удовлетворительные, в конце вегетационного периода запасы уменьшаются и оцениваются как удовлетворительные.

Вдерново-подзолистой почве хорошие запасы продуктивной влаги можно отметить в начале вегетационного и середине вегетационного периода, в конце вегетационного периода – оцениваются как удовлетворительные.

Выводы. По результатам проведенного исследования, можно сделать вывод, что значения почвенно-гидрологических констант в исследуемых почвах имеют незначительные различия, которые можно объяснить различным гранулометрическим составом.

Наиболее благоприятными водно-физическими свойствами характеризуется дерново-подзолистая почва. Худшими свойствами среди исследуемых почв обладает дерново-бурая почва.

Втечение вегетационного периода наиболее оптимальное распределение запасов продуктивной влаги отмечается в дерново-подзолистой почве. На дерново-карбонатной почве наблюдается недостаток влаги. Результаты, полученные при определении запасов продуктивной влаги, можно так же объяснить различием разновидности исследуемых почв по гранулометрическому составу и местом расположения почв в рельефе.

Литература

1.Качинский Н.А. Физика почвы Ч. 2. М.,: "Высшая школа", 1970. 358 с.

2.Корчагин А.А., Мазиров М.А., Шушкевич Н.И. Физика почв: лаб. практикум // Владим. гос. ун- т. Владимир: Изд-во Владим. гос. ун-та. 2011. 99 с.

WATER-PHYSICAL PROPERTIES OF ARABLE SOILS IN THE PART OF LAND USE OF

THE PERM NIIS A BRANCH OF THE PFRC UB RAS

P.S. Vedernikova, V.Yu. Gilev

Perm State Technical University, Perm, Russia

Annotation. In the work, the water-physical properties of soils of the land use part of the Perm Research Institute of Agriculture, a branch of the PFRC Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, were studied. The results of the determination of soilhydrologicalconstants are presented, their assessment

and profile change are given. Regime observations were carried out on changes in the reserves of productive moisture during the growing season in the soil layer of 0-20 cm.

Keywords: soil-hydrological constants, soil moisture, total moisture capacity, lowest moisture capacity, capillary rupture moisture, wilting moisture, productive moisture reserves.

Literature

1.Kachinsky N.A. Soil physics Ch. 2. M.,: "Higher school", 1970. 358 p.

2.Korchagin, A.A., Mazirov M.A., Shushkevich N.I. Soil physics: lab. practicum // Vladimir State University. Vladimir: Publishing House of Vladimir State University. 2011. 99 p.

154

УДК 631.81: 631.82: 631.421

ПОКАЗАТЕЛИ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВЫ ДЛИТЕЛЬНОГО СТАЦИОНАРНОГО ОПЫТА

В.А. Волкова, Н.А. Воронкова, Н.Ф. Балабанова, Н.А. Цыганова, А.А. Кемеров ФГБНУ «Омский АНЦ», Омск, Россия

e-mail: volkovava1989@yandex.ru

Аннотация. Обобщен экспериментальный материал длительного полевого опыта (с 1988 года) по изучению влияния минеральных удобрений на элементы плодородия лугово-черноземной почвы. Приведены параметры изменения содержания консервативного, подвижного фосфора и кислоторастворимых форм тяжелых металлов.

Ключевые слова: почва, удобрения, элементы минерального питания, урожайность, тяжелые металлы.

Интенсификация сельскохозяйственного производства обусловливает все более значимую роль антропогенного фактора в почвообразовательном процессе. Распашка целинных почв и длительное их землепользование внесли существенные изменения в естественный процесс почвообразования: баланс органического вещества, азота и зольных элементов зачастую становится дефицитным. Вследствие этого показатели отдельных агрохимических свойств старопахотных почв в сравнении с целинными аналогами ухудшились [1-3].

Исследование почвенных процессов в динамике является основой управления плодородием почвы. В этом случае незаменимым инструментом становятся длительные стационарные полевые опыты с минеральными удобрениями, которые позволяют дать комплексную оценку изменениям в системе почва-растение-удобрение [4-6]. Удобрения имеют при этом важное значение, и воздействие их многофункционально.

В настоящее время в научной литературе имеются сведения, что удобрения могут изменять агрохимические показатели и физические свойства почв, способствовать или препятствовать химическому поглощению биогенных и токсических элементов, мобилизовывать или иммобилизироватъ химические элементы в почве [7]. Исследования, проведенные на различных типах почв, свидетельствуют о том, что устойчивость их агроэкологического равновесного статуса под влиянием удобрений изменяется в широких пределах и зависит генетических особенностей, географического расположения, климатических условий. В связи с этим, на основании обобщения имеющихся данных, важно выявить показатели, характеризующие влияние на плодородие почвы удобрений, и дифференцировать их на стабилизирующие и дестабилизирующие устойчивость плодородия почвы.

Исследования проводили в длительном (1988 г.) стационарном полевом опыте лаборатории агрохимии ФГБНУ «Омского АНЦ» в южной лесостепной

155

зоне Западной Сибири на основе шестипольного зернотравяного севооборота

(рис.1).

Рисунок 1. Изображение длительного стационарного полевого опыта лаборатории агрохимии ФГБНУ «Омского АНЦ» на карте ESRI Aerial

Чередование культур в севообороте: люцерна трёх лет использования (с 2018 года – выводное поле), яровая пшеница, яровая пшеница, овес, с 2018 года – озимая пшеница. Севооборот развернут во времени и пространстве. Опыт включал в себя три системы удобрений: 1. Без применения минеральных удобрений; 2. Оптимальные дозы минеральных удобрений; 3. Дозы минеральных удобрений, рассчитанные на получение максимально возможного урожая. В качестве удобрения использовали Nаа, АФ, вносили весной до посева локально сеялкой на глубину 6-8 см. В опытах высевали районированные сорта сельскохозяйственных культур. Посев и учет урожайности культур проводили в оптимальные сроки. Агротехника – общепринятая для зоны. Почва опытного участка – лугово-черноземная среднемощная среднегумусовая тяжелосуглинистая. Исходное содержание в слое 0-20 см: подвижного фосфора и обменного калия 111 и 350 мг/кг почвы (по Чирикову), сумма обменных катионов

– 32,1 ммоль/100 г почвы, в составе катионов Са2+– 89%, Мg2+ – 11%, Na+ – менее 1%, рН 6,6-6,7. Анализ почвы проводили стандартными агрохимическими методами. Результаты исследований обработаны дисперсионным методом статистического анализа по Б.А. Доспехову.

Интенсификация сельскохозяйственного использования луговочерноземной почвы внесла существенные изменения в показатели состояния органического вещества. Исследование почвенных образцов показало, что исходное содержание гумуса, где до 2018 года 50% площади севооборота занимают многолетние бобовые травы (люцерна), в варианте без применения удобрений было 6,73% и за четыре ротации севооборота оно практически не изменилось: 6,72% (-0,01). Систематическое применение минеральных удобрений в севообороте повысило содержание гумуса в почве на 0,16-0,30%. Новообразование гумуса на минеральных фонах обусловлено большим поступлением органического материала в виде растительных и корнепожнивных

156

остатков. Ежегодное поступление в почву растительных остатков формирует в ней фонд легкоминерализуемых соединений, в том числе в виде мортмассы (свежих и полуразложившихся растительных и животных остатков) [8].

Оптимизация минерального питания в севообороте за счет применения минеральных удобрений увеличила обогащенность почвы углеродом мортмассы на 24-86%, прирост определялся сложившейся системой удобрений. Следует отметить, что в составе общего углерода доля углерода мортмассы при внесении минеральных удобрений возрастала, что свидетельствует о положительном их влиянии на увеличение содержание углерода мортмассы в органическом веществе почвы. Лабильная часть органического вещества почв не только определяет уровень эффективного плодородия, но оказывает влияние на количественную величину консервативной (стабильной) части гумуса. Проведенный корреляционный анализ показал тесную связь содержания гумуса в почве с обогащенностью почвы мортмассой (r=0,81).

Фосфор – один из основных элементов минерального питания растений. Обеспеченность почв доступным фосфором – один из показателей плодородия, а его увеличение – показатель роста их окультуренности. По данным авторов [9] систематическое применение удобрений увеличивает валовое содержание фосфора в пахотном слое, запасы его усвояемых соединений и доступность культурным растениям. Систематический учет содержания Р2О5 (по методу Чирикова) в почве длительного стационара показал, что при длительном применении фосфорсодержащих удобрений количество его в почве зависело от дозы и длительности применения. Зависимость содержания подвижного фосфора в почве от внесенного Р2О5 с удобрением была высокая (г=0,95-0,99). Применение фосфорных удобрений в течение четырех ротаций севооборота позволило увеличить запасы подвижного фосфора в почве в сравнении с исходным содержанием при второй системе удобрений – на 51%, при третьей системе – до

97% (рис. 2).

Рисунок 2. Изменение содержания подвижного фосфора в почве (0-20 см) в зависимости от системы удобрений, 2022 г. (НСР05=20,0)

Запасы подвижного фосфора возросли на 126-214 кг/га в зависимости от системы удобрений. В контрольном варианте наблюдается тенденция снижения

157

запасов доступного фосфора на 8% или 20 кг/га. Увеличение содержания подвижных фосфатов в почве при этом закономерно сопровождалось ростом урожайности сельскохозяйственных культур и продуктивности севооборота

(г=0,92).

Изменение физико-химических свойств под влиянием удобрений может способствовать изменению подвижности некоторых элементов, в том числе металлов и других элементов, содержащихся в минеральных удобрениях, могут загрязнять ими пахотный слой почвы [10]. В наших исследованиях было установлено, что длительное внесение научно-обоснованных доз минеральных удобрений не привело к аккумуляции тяжелых металлов в пахотном слое луговочерноземной почвы, а, напротив, способствовало снижению содержания изучаемых элементов (Сu, Zn, Ni, Рb). Это явилось результатом как большого выноса микроэлементов растениями с урожаем, так и процессов закрепления их в почве. В результате длительного применения минеральных удобрений в пахотном слое лугово-черноземной почвы отмечается снижение кислоторастворимых форм меди – на 9%, цинка - на 25%, никеля на 7% и свинца за – 22%. Полученные результаты указывают на необходимость постоянного внимания к проблеме оптимизации микроэлементного баланса пахотных почв Западной Сибири [11].

Таким образом, при интенсивном сельскохозяйственном использовании черноземных почв, обладающих достаточно высокой буферной способностью, в них устанавливаются новые равновесные состояния агрохимических, биологических и других свойств. Только научно обоснованное применение удобрений позволяет сохранить экологическую сбалансированность агроценозов и получать стабильно высокие урожаи сельскохозяйственных культур.

Литература

1.Дыбин В.В., Чернышкова Л.Б. Изменение плодородия дерново-подзолистой почвы и продуктивность культур при длительном применении удобрений с известкованием // Плодородие. 2014. №2. С. 22-24.

2.Сычев В.Г., Шафран С.А. Прогноз плодородия почв Нечерноземной зоны в зависимости от уровня применения удобрений // Плодородие. 2019. №2. С. 22-25

3.Воронкова Н.А., Балабанова Н.Ф. Влияние длительного применения удобрений в зернотравяном севообороте на агрохимические свойства чернозема выщелоченного и урожайность сельскохозяйственных культур // Достижения науки и техники АПК. 2013. №5. С. 30-32.

4.Косолапова А.И. Перспективы использования длительных полевых стационарных опытов для решения современных проблем в АПК // Аграрная наука Евро-северо-востока. №11. 2008. с.25-28

5.Агеев В.В., Подколзин А.И. Длительные стационары – основа теории и практики агрохимии // Агрохимический вестник. 2005. №4. С. 5-7.

6.Гамзиков Г.П. Длительные стационарные опыты с удобрениями в Сибири – национальное достояние страны // Проблемы агрохимии и экологии. 2019. С. 1-10

7.Завьялова Н.Е., Леснов А.Е. Агроэкологическая оценка длительного применения возрастающих доз NPK в севообороте на дерново-подзолистой почве // Проблемы агрохимии и экологии. 2019. №

3.С.44-49

158

8.Балабанова Н.Ф., Воронкова Н.А., Дороненко В.Д., Волкова В.А., Цыганова Н.А. Содержание лабильного органического вещества в лугово-черноземной почве при длительном применении минеральных удобрений // Земледелие. 2020. № 2. С. 7-9.

9.Варламова Л.Д., Нефедьева В.В. Изменение фракционного состава фосфатов при многолетнем применении удобрений // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. № 5 (42). 2014 г. С. 38-42.

10.Овчаренко М.М. Тяжелые металлы в системе почва-растение-удобрение: автореф. дис.. док. с.-х. наук М, 2000. 56 с.

11.Воронкова Н.А., Балабанова Н.Ф., Волкова В.А., Цыганова Н.А., Пахотина И.В. Применение ростостимуляторов при возделывании яровой мягкой пшеницы // Достижения науки и техники АПК. 2020. Т. 34. № 10. С. 73–77.

INDICATORS OF SOIL FERTILITY OF LONG-TERM STATIONARY EXPERIENCE

V.A. Volkova, N.A. Voronkova, N.F. Balabanova, N.A. Tsyganova, A.A. Kemerovo Omsk Agrarian Scientific Center, Omsk, Russia

Abstract. The experimental material of a long-term field experience (since 1988) on the study of the effect of mineral fertilizers on the elements of fertility ofdowmea-chernozem soil is summarized. The parameters of changes in the content of conservative, mobile phosphorus and acid-soluble forms of heavy metals are given.

Keywords: soil, fertilizers, elements of mineral nutrition, yield, heavy metals.

References

1.Dybin V.V., Chernyshkova L.B. Changes in the fertility of sod-podzolic soil and crop productivity with prolonged use of fertilizers with liming // Fertility. 2014. No.2. Р. 22-24.

2.Sychev V.G., Shafran S.A. Forecast of soil fertility in the Non-Chernozem zone depending on the level of fertilizer application // Fertility. 2019. No. 2. Р. 22-25

3.Voronkova N.A., Balabanova N.F. The effect of long-term use of fertilizers in the grain-grass crop rotation on the agrochemical properties of leached chernozemand crop yields // Achievements of science and technology of the agro-industrial complex. 2013. No.5. Р. 30-32.

4.Kosolapova A.I. Prospects of using long-term stationary field experiments to solve modern problems in the agro-industrial complex // Agrarian science of the Euro-North-East. No.11. 2008. Р.25-28

5.Ageev V.V., Podkolzin A.I. Long–term hospitals - the basis of the theory and practice of agrochemistry

//Agrochemical Bulletin. 2005. No. 4. Р. 5-7.

6.Gamzikov G.P. Long stationary experiments with fertilizers in Siberia– the national treasure of the country // Problems of agrochemistry and ecology. 2019. Р. 1-10.

7.Zavyalova N.E., Lesnov A.E. Agroecological assessment of the long-term use of increasing doses of NPK in crop rotation on sod-podzolic soil // Problems of agrochemistry and ecology. 2019. No. 3. Р. 44-49.

8.Balabanova N.F., Voronkova N.A., Doronenko V.D., Volkova V.A., Tsyganova N.A. The content of labile organic matter in meadow-chernozem soil with prolonged use of mineral fertilizers // Agriculture. 2020. No. 2. Р. 7-9.

9.Varlamova L.D. Nefedieva V.V. Change in the fractional composition of phosphates with longtermapplication of fertilizers // Agrarian science of the Euro-North-East. No. 5 (42). 2014. Р. 38-42.

10.Ovcharenko M.M. Heavy metals in the soil-plant-fertilizer system: abstract. dis. doc. S-.H. sciences. M, 2000. 56 p.

11. Voronkova N.A., Balabanova N.F., Volkova V.A., Tsyganova N.A., Pakhotina I.V. The use of growth stimulators in the cultivation of spring soft wheat // achievements of science and technology APK.

2020. Vol. 34. No. 10. Р. 73-77.

159

УДК 631.4: 631.811: 633.1: 631.816.3: 631.45.4

ВЫНОС И БАЛАНС ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ ЗЕРНОВЫМИ КУЛЬТУРАМИ ПРИ РАЗНЫХ СПОСОБАХ ВНЕСЕНИЯ УДОБРЕНИЙ НА ЧЕРНОЗЁМАХ ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ

Л.П. Галеева ФГБОУ ВО Новосибирский ГАУ, Новосибирск, Россия

e-mail: liub.galeeva@yandex.ru

Аннотация. Пшеница потребляла элементы питания в отношении N:Р:К, 4:1:2, а овёс 3:1:4. Интенсивность баланса азота в почве оптимальная. Положительный баланс фосфора создавался при его интенсивности на 50% меньше рекомендованной, а калия - только при разбросном внесении удобрений при интенсивности в 2 раза выше рекомендованной для этой зоны.

Ключевые слова: вынос, баланс, пшеница, азот, фосфор, калий.

Западная Сибирь – зона рискованного земледелия. Согласно многолетним данным погодных условий в лесостепной зоне из каждых 10 лет только 2 благоприятны по увлажнению для возделывания яровой пшеницы, что снижает эффективность удобрений. В условиях дефицита влаги в почве одним из приёмов повышения отдачи от удобрений является их внесение с семенами при посеве, либо локализация в более увлажнённые слои почвы [1, 4, 6].

Влажность почвы меньше «критической» резко снижает урожайность зерновых культур, зависит в основном от запасов продуктивной влаги в почве и её гранулометрического состава. Для чернозёмов выщелоченных северной лесостепи среднесуглинистых по гранулометрическому составу критические запасы продуктивной влаги в метровом слое составляют 112 мм. В зависимости от способа внесения дозы азотных и фосфорных удобрений не должны превышать

60-40 кг д.в./га.

Влияние способов внесения NK- и NPK-удобрений на вынос и баланс элементов питания зерновыми культурами на чернозёме выщелоченном изучали в полевом опыте на учебно-опытном поле НГАУ учхоза «Тулинское» Новосибирской области. Почва опытного участка более 50 лет используется в пашне и имеет в слое 0-20 см следующие показатели: содержание гумуса – 5,70%;

рН – 7,17; N – 0,266; Р – 0,191%; нитратный азот – 13,1, а в слое 0-40 см – 19,3

мг/кг; легкодоступный фосфор – 0,38; подвижный фосфор –109,8; обменный калий – 153,4 мг/кг; сумма обменных оснований 38,8 мг-экв/100г почвы, из которых 77% приходится на кальций. Варианты опыта: 1. Контроль (без удобрений). 2. Разбросное внесение удобрений (вручную перед весенней культивацией). 3. Рядковое внесение (сеялкой СН-16 при посеве с семенами). 4. Локальное (врезание сеялкой СН-16 на глубину 10-12 см перед посевом).

Удобрения вносили в виде азофоски (16% д.в. – 1:1:1) в дозе 43 кг д.в./га ежегодно. Площадь делянки 75м2 (5х15), расположение делянок – ярусное,

160