777.влияние рельефа и удобрений на гумусное состояние...

A-3-0SO

На правах рукописи

БЕЛЕЛЮБСКАЯ Кира Феликсовна

ВЛИЯНИЕ РЕЛЬЕФА И УДОБРЕНИЙНА ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕ ДЕРНОВО-

ПОДЗОЛИСТЫХ СРЕДНЕСУГЛИНИСТЫХПОЧВ И УРОЖАЙНОСТЬ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУРСпециальность 06.01.15 — Агроэкология

Авторефератдиссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1998

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

, —• ч

с/Диссертационная работа выполнсьа п Лаборатории агро

экологии мелиорированных и эродированных почв ВИУЛим Д Н Прянишникова

На\чный руководитель — доктор сельскохозяйственныхнаук Г. С. Липкина.

Официальные оппоненты доктор биологических IMVK профессор Яшин И. М , кандидат сельскохозяйственных navKГитова Н. А.

Всд\Шая организация — Фак\льтет почвовед- ния V\Г̂им V\ В Ломоносова f

Зашита состоится -l-f ЛШс$ , q l ) 8

S&1в 7 7— часов на )аесдании диссертационного советiК 125 .55 06 в \\оековскои ссльскохо !яйствепной академииим К А Тимирятсва по адресу 127cin0, Л\осква, ул Тимирязевская, \ 4У

С, диссертацией можно о шакомиться в библиотеке акадеМИН

Авторсферат paiocian

Учены» секретарьдиссертационного совета //'с I


Актуальность. Влияние рельефа на гумусное состояние дерново-подзолистыхпочв и урожайность сельскохозяйственных культур до сих пор изучалось всвязи с проблемой эрозии и увязывалось с большими изменениями крутизнысклонов. В пределах малых уклонов (до 3̂ этот вопрос не изучен. Однако около40% пашни Нечерноземной зоны России расположено на склонах крутизнойменее 3? Действие минеральных удобрений на гумусовые вещества" преждеизучали только в условиях плоских водоразделов. Мало изучен вопрос обизменении урожайности сельскохозяйственных культур по элементам

. мезорельефа на фоне длительного интенсивного удобрения. , •

Цель работы: изучение формирования гумусного состояния пахотныхдерново-подзолистых почв и урожайности с/х культур в зависимости отположения по мезорельефу в условиях интенсивного удобрения. 7 • '

Задачи исследований: - • "* •.''. \ ' . -,' ; , .- показать особенности поведения и качества гумусовых. веществ в

удобряемых почвах пологих склонов; . ' ' '-' сопоставить действие минеральных удобрений и мезорельефа на

качественный состав, гумуса дерново-подзолистых почв водоразделов ипологих склонов (по материалам стационарного опыта);

, - изучить влияние минеральных удобрений на урожайностьсельскохозяйственных культур на разных элементах мезорельефа.

Научная новизна. Достоверно установлено сопоставимое по величиневлияние рельефа и удобрений на гумусное состояние почв. По отдельнымпоказателям влияние мезорельефа перекрывает действие удобрений. Выявленыразличные зависимости урожайности с/х культкур от минеральных удобренийна водораздельной и склоновой части поля.

Практическая ценность. Доказана необходимость учета малых уклонов иформ мезорельефа при организации агромониторинга, в т.ч. при при закладкеи проведении длительных стационарных опытов. Полученные данные могутбыть использованы с целью' совершенствования агроэкологическихгруппировок почв (земель). Экспериментальный материалн научные выводымогут применяться в учебном процессе при подготовке научных работников истудентов сельскохозяйственных ВУЗов и университетов по специальности"почвоведение", "агрохимия", "экология", "география почв", "геохимияландшафта".

Апробация. Результаты доложены на конференции молодых ученых ВИУА(Москва. 1994); на Международной научно-практической конференциимолодых ученых и специалистов "Повышение эффективностиагропромышленного производства в условиях современных формхозяйствования" (Воронеж, 1995); на 2-ом съезде Общества почвоведов приРАН (Санкт-Петербург. 1996); на заседании Лаборатории агроэкологии

ЦЕНТРАЛЬНАЯНАУЧНАЛ БИБЛИОТЕКА

•Моск. . .:.•-. -J академииим. п . ;., • i


мелиорированных и эродированных почв ВИУА (1996), Открытой городскойконференции молодых ученых г Пущино (1997).

Структура и объем работы Диссертационная работа изложена на 139страницах, включает 56 таблиц и 7 рисунков, состоит из введения, 6 глав,выводов, рекомендаций производству, 5 приложений. Список литературывключает 141 наименование, из них 10 на иностранных языках.

ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования проводились в Новосельском опытном хозяйстве ВИУА (далееНОХ ВИУА), которое расположено в северо-западной части Сухнннчскогорайона Калужской области Большинство угодий хозяйства расположено напологих (крутизной до 3°) склонах. Почвообразующие породы - средние илегкие по гранулометрическому составу покровные лессовидные суглинки.Полевой опыт и катена заложены на дерново- среднеподзолистыхсредиесуглинистых почвах. Стационарный многофакторный полевой опытпоставлен в 1989 году с целью проведения длительного почвенно-экологического мониторинга типичных для Нечерноземной зоны Россиитехнологий производства зерновых культур и многолетних трав.

Все варианты опыта заложены с учетом естественного ландшафта насопряженных элементах мезорельефа' водораздельные делянки плавнопереходят на склон крутизной до У, на котором находятся склоновые делянки(рис.1).

п о в т о р е н и я1-ое 1-ое 2-ое 2-ое 3-е 3-ое 4-ое 4-ое

без ХС ХС ХС б е з ХС б е з ХС ХС ХС без ХС

. . . .. . . В О Д О Р

С К (

А 3 Д Е

1 о и

л

•

• <1

Рис 1 Схема стационарного полевого опыта в НОХ ВИУА

Опыт приводен в двух полях ТИПИЧНОГО ДЛЯ данной юны и хозяйства 5-польною севооборота1 I Ячмень (сорт "Носовский 9") с подсевом клевера,2 Многолетние гра в ы '-го года. 3 Многолетние травы 2-го года. Л Озимаяпшеница (сорт "Заря"), 5 Однолетние граны В настоящей работе нерассматриваются материалы по однолетним травам 1-ю попя.ошмой пшеницеи однолетним травам 2-1 о потя из-за консервации опыта в начале 1993 г 1-оеполе было открыто в 1989 г.. 2-ое - в 1990 г

- л -


В опыте изучал: f влияние следующих факторов: 1. Фактор " Рельеф"(водораздел и склон), 2.Фактор "Химические средства защиты растений" (далее- ХСЗР или XQ. Комплекс ХСЗР включал в себя: гербициды (смесь мекопропаи 2,4-ДА), фунгициды (тилт) и инсектициды (волатон и фосфамид). В опытерассматривалось два фона: без ХСЗР и с ними. З.Фактор "Удобрения"(единичные дозы: под ячмень с подсевом клевера - N40P40K60, под травыудобрения не вносили, под озимую пшеницу , - N60P40K60). Вариантыудобрения следующие: NPK 000, 111, 220, 331, 202, 313, 022, 133, 333. 222, 113,002, 131, 020, 331, 200 (16 вариантов полной 64-вариантной факториальнойсхемы). Эти варианты были распределены по 4-м повторениям (рис.1).Удобрения (КО, двойной суперфосфат и аммиачная селитра) вносили во времяосновной обработки почвы.

Учетная ширина делянки - 2м, длина - 40м, общая ширина делянки на 1мбольше. Между водораздельными и склоновыми делянками оставлена без учетаполоса, на которую удобрения вносили так же, как и на учетную делянку.

Набор изучавшихся свойств . почв и качества урожая определялсяпрограммой полевых опытов, включенных в систему почвенно-экологическогомониторинга ("Методические и организационные основы проведенияагроэкологического мониторинга", 1991). В каждом смешанном образце скаждой делянки 1-го и 2-го полей севооборота было определено содержание:,общего углерода (сухим сжиганием на экспресс-анализаторе АН-7529), калия ифосфора (подвижные по Кирсанову), степени их подвижности в 0.02н СаС1^вытяжке, нитратного и аммонийного азота на анализаторе "Skalar", значениерН (КС1), Нг, поглощенных Са*и Mg стандартными методами.

Автор принимал непосредственное участие по всех работах на полевомопыте и в камеральной обработке собранных материалов.

Изучение состояния гумусовых веществ почв требует особо тщательногоподхода к отбору почвенных образцов (Орлов, Гришина, 1981).Для исключениявлияния микропестроты почвенного покрова на .заранее подготовленнуюкарту-схему 1-го поля с сечением горизонталей 50 см наносились визуальноотличимые контуры почвенных разностей от темно серого до рыже-бурогоцвета. Большую часть поля занимала промежуточная разность серого цвета.Поэтому для изучения состояния гумусовых веществ были выбраны образцы,относящиеся именно к этой промежуточной разности серого цвета,доминировавшей на вариантах 000, 222 и 333. Для вычленения влияниявысоких доз удобрений на состояние гумусовых веществ почв былиприготовлены средние пробы из смешанных образцов с . 1-го поля: триводораздельных (с вариантов 000, 222 и 333) и три склоновых (с вариантов000,222 и 333) образца. Далее эти шесть образцов будут называться "особорендомизированными"образцаыи. .'


Кроме смешанных образцов с делянок опыта, в т ч и особо рендомизиро-ванных, для выяснения особенностей поведения органического вещества напологих склонах были изучены индивидуальные образцы из гтубокихпочвенных разрезов по катене

Рис. 2 Взаимное расположение полей ольта .: катаны

Катсна проходила через лес (р.1. уклон <1 ), пашню хозяйсгвенного посева(р.2.уклон < 1 ) и пашню опытного поля - р 3 (в двух метрах от верхнем границыопытного поля (р.З, уклон <1 ) и р 4 (в шести метрах от нижней Граниныопытногополя, р 4, уклон < 3 ) Последний, 5-ой разрез сделан в нижней частитого же склона, уклон > б" (p*t 2.)>

В индивидуальных образцах из почвенных разрезов катены и оюборендомизированных образцах с делянок опыта определяли содержание i ywvca(по Тюрину) и водорастворимого гумуса, групповой и фракционный составгумуса методом Тюрина в модификации Пономареаой-Плотниковой,гранулометрический состав по Каминскому в модификации Черниковой,плотность почвы буровым методом

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДУЕМЫХ ПОЧВ

Как и в предыдущих исследованиях (Гаврилов.Тимошенко 1961,Урусевсхая.1963, Липкина,Ржезникова,1987) морфочогическое описание пягиразрезов катены показало значительное понижение нижней границыэлювиального горизонта (до 50-54 см) в почвах НОХ ВИУА, по (.равнению сболее северными вариантами дерново-подзолистых почв, сформированных на


• . • - • " • . . Т а б л и ц а 1' Агрохимические свойства пахотного слоя почв 1-го поля

по вариантам полевого опыта (среднее по 4-м повторениям) «)

алементР-фа

водораз-дел

склон

ДОЗЫуд-иий

ч

/000/000

/222/222

/333/333

/000/обо"

222

/333/ззз'

Гумус

1.781.87

1.671.96

1.891189

1.85275S

1.74Т7ЭТ

1.70Гё9

РНкс1

5.586.08

5.36Т790

5.515.72

5.39ТГбб

5.78575В

5.465.99

мг-*кв/100г

Нг

3756

2.24

тлт1.731.56

1.8857ТТ

2.5057Т5

2.483.65

8.6

9.0

57S

9.19.5

8.86ТГ

9.5171

6.79 . 6

0.6оТТ

0.8"577

0.70 . 6

0.8•57Г

0.9оТГ

0.70 . 6

суммапогл.оси.

9.297F

9.8ТО

9.846.3

9.6¥77

10.4ioTS

9.410.4

N-МО,

7.66.6

7.27.1

6.76.4

4.55.9

5.5'

тгг5.4•*Г6

мг/кг

N-

лл.9.16.5з7?

4.36 . 6

4.94.4

4.34.6

4.44.3

- ' . .

по Кирсан.

454

490"463

611606

448464

366347

369358

к4о

143130

132117

14784':9

169165

132Т2Т

146

ст.подвижностимг/л (СаС1 г

вытяжки

рг°гР.,7620.559

0.60707545

0.9520.870

0.5030.555

0.80757532

0.567074S3

14.2

ТТЛ

11.611.9

16.1ТТТб

10.4

ТТ77

11.216 Л

Примечание: а ) в числителе - данные, полученные в весенних образцах 1989 г (исходных), т . е . отобранныхдо внесения удобрений в опыте. В знаменателе - данные, полученные осенью 1989 г.б) Так как весной 1889 года удобрения еще не были внесены, указанные в скобках дозы

соответствуют делянкам, с которых отобраны образцы


породах с меньшим содержанием фракции крупной пыли (Гришина, 1986,"Классификация и диагностика почв СССР", 1977)

Изучение гранулометрического состава выявило тенденцию более низкогосодержания физической глины и ила в пахотном слое почв склоновой частиопытного поля по сравнению с водораздельной.

Пашня, на которой располагался опыт, находится в сельскохозяйственномиспользовании около 100 лет. За последние 30 лет здесь несколько раз былопроведено известкование. По содержанию подвижного фосфора почвыотносятся к группе высокообеспеченных, а по содержанию подвижного калия -к группе средне- и высокообеспеченных (табл I)

Перед закладкой опыта (весна 1989 г ) почвы водораздела достоверноотличались от почв склона только по содержанию гумуса (по Тюрину) Крометого была заметна тенденция более высокого содержания нитратного иаммонийного азота, а также подвижного фосфора в почвах водораздельнойчасти опыта Подобная картина прослеживается и по осенним (1989 г) данным,полученным после первого внесения удобрений

ОБЩЕЕ СОДЕРЖАНИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДАИ ЗАПАСЫ ГУМУСА ПО ЭЛЕМЕНТАМ РЕЛЬЕФА

В классических работах работах по изучению гумуса пахотных почв(Тюрин.1930, Лыков.1976,1977, Кауричев.1979. Пономарева, 1979, Александ-рова, 1981, Орлов,Бирюкова,1984) показана важнейшая агрохимическая рольгумуса и детально разработаны методы его изучения В последние годыактивно развивается изучение экологической функции гумуса пахотных почвна ландшафтном уровне.

Подробное изучение органического вещества проводили по материалам1-го поля стационарного полевого опыта

Перед началом опыта (весной 1989 г.) почвы водораздела содержалидостоверно большее количество органического углерода (Сср= 1.27°'*, п=64,V = I 3 4%), чем почвы пологого склона (Сср=1.19°о, n=64, v=15 1°»)Фактическое значение критерия гСтьюдента = 26 при ггабл = 20

Для выяснения влияния изучаемых в опыте факторов на обшее содержаниеуглерода мы использовали трехфакторный дисперсионный анализ(Программный продукт Лаборатории математических методов анализаВИУА). Сравнение исходных данных (весна 1989г.) и данных, полученныхпосле первого внесения удобрений (осень 1989г), как и ожидалось, показало,что ни один из факторов не оказал значимого влияния на содержание Собщ.Взаимодействие факторов "удобрение и рельеф" оказало слабое, нодостоверное влияние на этот параметр (FiKcn=2 84, Ртабл=2 61)Взаимодействие этих факторов определило 17°« обшего варьированиясодержания углерода.


Двухфакторный дисперсионный анализ влияния удобрений и рельефа насодержание гумуса (по Тюрину) в образцах, отобранных осенью 1992 г. (послеуборки озимой пшеницы) также показал единственно достоверное влияниевзаимодействия факторов "удобрения и рельеф" (68% варьирования).Эти фактыозначают, что со временем воздействие минеральных удобрений и рельефа насодержание гумуса усиливается.

Установлено, что запасы гумуса уменьшаются от водораздела вниз посклону. Наименьшие запасы гумуса наблюдали на крутом склоне (р.5). В почвепод лесом (водораздел) разница между запасами гумуса в слое 0-20 и 0-50 смсоставила около 13 т/га, а в пахотных почвах водораздела и пологого склонаэта величина составляет 30-ЗЗт/га. Следовательно, на пашне гумуснакапливается в слое большей мощности, что, по-видимому, связано ссозданием культурного слоя и высокой подвижностью гумусовых веществ подвлиянием удобрения. .

ПОВЕДЕНИЕ ВОДОРАСТВОРИМОЙ ФРАКЦИИ ГУМУСОВЫХ ВЕЩЕСТВ

Водорастворимые гумусовые вещества играют чрезвычайно важную роль винтенсификации почвенно-геохимического круговорота веществ (Кауричсв,Яшин, Черников, 1996) и значительно реагируют на внесение минеральныхудобрений (Шевцова, 1988).' '

Вовлеченные в сельскохозяйственное использование почвы содержат в целомменьше водорастворимого гумуса по сравнению с естественными леснымипочвами. Количество водорастворимого гумуса в пахотных слоях уменьшаетсявниз по пологому склону (от 169 мг"С7кг в р.2 до 109 мг"С7кг в р.4).

До внесения удобрений (весной 1989 г.) почвы водораздельной и склоновойчастей опытного поля не отличались по содержанию водорастворимого гумуса:по критерию Стъюдента различий не установлено. '

Воздействие изучаемых в опыте факторов на содержание водорастворимогогумуса оценивали посредством трехфакторного дисперсионного анализа,проведенного сначала для данных весны - осени 1989 г., а затем осени 1989 г. -осени 1992 г. (табл.2) .

Однократное внесение удобрений в 1989 г. достоверно повлияло насодержание водорастворимого гумуса, однако удобрения определиливарьирование только на 6%. Наибольшее варьирование определил фактор"срок+культура": от весны к осени количество водорастворимого гумуса резкоуменьшилось (табл.2). В эти сроки влияние фактора "рельеф" не проявилось.Взаимодействие факторов "удобрения и рельеф" и "рельеф и срок+культура"достоверно определили варьирование соответственно на 12 и 6% от общего.


Содержание водорастворимого гумуса (мг"С"/кг)

(среднее по двум повторениям)

Таблица 2

А -удобрения

000

222

333

В -рельеф

водораздел

склон


склон


склон

С - сроки отбора образцов *)

весна 1989

214

188

208

214

214

187

осень 1989

109

157

1 10

162

12*

осень 1992

112

122

124

1 14

1 1 7._

*) Поя термином "сроки" подр<иучеваюпя не го 1ько сооственно срокиогоора оорашов, но и сельскохо!яиственные ку lbrvpu ил-под которыхогоораны о б р а т и

К осени 1ЧУ2 г влияние члобрении втроеio варьирование со хержаниявогорасгворнмого rvMVca, опрелеляемое мобрениями, стало наибольшим(I-J ) в сравнении L фактором 'рельеф (6 )и срок'(3'.) Также по сравнениюс осенью 19X9 г к осени 1942 г влияние вланмодеисгвня факторов \добренняи рельеф" вофосло более, чем в 2 5 рла, а удобрения и срок (кчлылра) - в 15ра» Срелн всех во!можных В1аичоаенспшй факторов, niv4aeviux в опыте,наибо iee иичиге 1ьными яв шотся удобрения и ре1ьеф" и "удобрение, рельефи срок *-KV ibrvpa'

С ]едоваге 1ьно, хогя собственно ре 1ьеф не ока1ывает решающего влияния наto герлание водорасгворим»>го rvvivca по мере внесения \добреннн ваняниерс 1Ьсфа шачшильно уне 1ичнвас1ся, к^к и его взаимодействия с другимифакторами

КАЧЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ rYMVCA

В peivibiare применения минералыи>и системы чдоорення в групповомсосшве rvMvca черново-поак» шсп4\ ночв не пронечо гит кр\пных изменении(Шевцова,IV8X) FloiroMV кроме оощепрннятого аналта состава rwivca пофракциям (ра1де)ьно по грчппам 1>миновыч и ф\ 1ьвокис юг), мы поечнгашво>можным нспо 1ыовагь ынные по содержанию чперода перешедшего ввытяжкл, го есть фактически по с\мме 1лминовых и фvтьвo^иc IOI в каллой и»последовательно выделяемых фракции, напрниер 2-1 К *- 2 ФК

-8-


На примере ряда почв одного почвеино-геоморфологичесого профиля(катены) прослеживается некоторая зависимость состояния гумусовых веществот положения по мезорельефу (табл.3). В-горизонт нижней части катены (р.4 ир.5) является как бы "активным собирателем" подвижного, т.е.перешедшего в0.1н NaOH вытяжку, углерода. Пахотные слои всей катены отличаются друг от

• друга значительно меньше. ' .Пахотные слои (Апах) и горизонты А2В р.4 и р.5 характеризуются большим

содержанием наиболее "агрессивной" части фульвокислот - 1а фракция(сернокислая вытяжка), чем верхняя часть катены (разница составляет 5-7%).

В нижней части катены в пахотном слое наблюдается меньшее количествогуминовых кислот, связанных с кальцием (26-28% от суммы ГК), чем в другихразрезах на пашне (47-48%от суммы ГК). •-

Верхняя и нижняя части катены заметно отличаются поколичеству/умусовых кислот, прочносвязанных с минеральной частью почвы(0.02nNaOH вытяжка), которых больше в пахотном слое и горизонте А2В 4-го; и5-го разрезов на 5-10%, чем в 1-ом, 2-ом и 3-см разрезах.

Таблица 3 ._Изменение гумусного состояния дерново-подзолистых среднесуглинистых

почв в зависимости от угодья и положения по мезорельефу

показателигумусногосостояния

Сгк/Сфк •

степ, гумификации,%

содержание углеродав 0.1н NaOH вытяжке,

% от С почвы

содержание углерода0 0.1м H2SO4 выт,

X от С почвы

сод-нив углерода ГК,связанных с CaV

X ОТ ГК

содержание углеродав О.02н NaOH »ыт.,

X от С почвы

гори-

зонт .

АГАпах

А1Апах

В

А1Апах

А1Апах

А1Апах

лес

?•!••

0.56

22

55.6

7.9

12

14.1

' п а ш н я

р. 2< 1*

0.85

29

16. в

5.2

4в

17.5

рл

0.67

27 :

21 .3

5.9

47 .

1в.5

р.4

-> 3*

0.38

18

38.6

12.2

2в

28.0

Р.5> 6

#

0.58

22

23.5

10.1

1в

21.3

- 9 -


Cv ы по абсо mmiOMv содержанию м itpo ia в похогныч счоях почв катены,ко шчесгво г)чиповых кис юг снижается внш по CK,IOHV, а ко шчесгвофу 1Ьвокис юг осгаепя иа о том vpoeiie. режо уменьшаясьготько на крутомLK юмс Ота IUUCHIUIM сохраняется и при онлчизе (.мешанных образцов,огобранннх сопыгною поая

Изучение качественною состава r> «vca иахогного стоя почв опытного потяпрово хи ш по образцам, огооранным до внесения удобрений (исходныеобразцы, весна 1ЧЧ<) i ) и поспе чоорки пшеницы (осень I492i)

До начала о п ы т почвы водораздепа и ск юна достоверно or тчолись го 1ькопо ь-отчесгву ут зерода, переходящего в 0 02н NaOH вытяжку (9 7*. от Спочвы на воюрцзделе и 15 2 or С почвы на ск юие)

Резу 1ЫЛ1Ы двухфа1сторного дисперсионного анализа, проведенного поданным IVV2 года, iioKatajiH, чш удобрения досшверно в шяюг на котичествочперода, переходящего во все без исюючения ВЫТЯАКИ И В нанботьшейсгеаени опредепяю! варьирование содержания yi перода по сравнению сфактором " ре 1ьеф" и вмимоденствиеч >гих двух факторов (габт 4)

TG 4Варьирование С •>) со крлания vnepoia в нытя^ках ит пахотного

и оч почв определяемое <t iKTopavtn "удобрения" и ре. ьеф(стационарный оиыг, Ночо1_е-1ьскоеОХ осень 1992 Г )

вытйжка

факторы

А - удобоенияВ-рвПьвф

АВ -взаимодействие

0 1н ЫаОН

4820

13

0 |н H2SO4

•16

/

43

связанный

с СаЛ(2-ГК+2-ФК)

5434

1 1

0 02м NaOH

76-

21

Примечание прочерк о?начаег, чго впияние згою фаь,гора недостоверноБоке подробный сгашсшчсскии анхпи поклхз, чго двойные дозы не

втияюг (с УЧСГОМ НСР но фактору "у-шбрення ) на выход углерота в H2SO-*ВЫГЯЖКУ, увенчивают вычоч уперот i n 0 In NaOH HHUAKV И п ще ЮЧНУЮвыгяжк> после декхтьцированил, учешшают выход прочно\.и-п\нною txMyca(О 02н NaOH вытяжка)

Тройные дозы достоверно уветичннаюг выход по ШНАНОГО yi itpi> la в в 0 1нNaOH и в 0 1н H2SO4 вьпижнах. Уменьшая»! кочичесгво уг 1ерода, с шзанного сСа*"'(1Ш:точная вытяжка поспе декадышропаннн) и количество прочносвя-заннного гумуса (0 02н NaOH вытяжка)Двухфакторный дисперсионный анализ в шяния утобренни и репьефа на фрак-

ционный состав гумуса проводили так же, как и аналн t данных по выгяжкам

-•{О-


Удобрения достоверно определяют варьирование содержания углерода вовсех фракциях глминовых и фульвокислот, причем более всего 1-ГК и 1з-ФК(габл 5)

Таблица 5В фкирование (° ) фракционного состава гумуса пахотного

сюи почв, опредетаемое факторами "удобрения" и "рельеф"(стационарный опыт. Новосельское ОХ, осень 1992 г )

фракциифакторы

А — удобренияВ - репьеф

АВ-вэаимодейст

1-ГК

49

31

2-ГК

25172

З-ГК

97114

1а-ФК

461040

1-ФК

135926

г-ФК

35342

3-ФК

394811

Примечание прочерк о тачает, что п шлние этого фактора недостоверноДвойные ДО1Ы удобрения не оказывают 1начлмого влияния на выход

чгхерода во фракциях 1-ГК, З-ГК, la-ФК, существенно увеличиваютсо 1ержание уперода в 2-ГК и 1-ФК, существенно уменьшают содержаниеyi 1ерода во фракциях 2 ФК и 3-ФК (с учетом НСР по фактору "удобрения")

Тройные дочь! удобрении не оказывают значимою влияния на выходуг «рода в З-ГК, увечнчиваюг содержание углерода в 1-ГК, la-ФК, 1-ФК,единственно уменьшают mixoi уперода в 2-ГК, 2-ФК, 3-ФК (с учетом НСР пофактору чдобрения ) Отсюда следует, что внесение высоких доз минеральныхудобрении приводит к уве7иченик> дочи подвижных фракций в составе гумусапочв

Дернозо-иодю 1истые почпы опытного ПО1Я имеют гуматно-фульватный типryuyui и среднюю степень гумификации (Гришина, 1986, табл 6)

Перед началом опыта в составе гумуса почв склоновой части поляпрюб мдали ipv 1ЫНЖИС :огы в опнчие от гумуса почв водораздела. Вpejvjbrire внесения повышенных доз удобрений на склонозой части поляnpotuouiio 1кбопьшое, но достоверное уменьшение содержания углерода воiJpiMiiux 2 Ф1С и 3-ФК На водоралдетьной части опыта содержание эгохфракции нилопько увелнчнюсь (с учетом НСР по фактору"рельеф*). чтоoipamxiKt. на цокалателчч гумусною состояния типе гумуса и степенигу чшфиканин

Фактор рс1ьеф" опредетег варьирование содержания углерод i ю всехфр 1кция\ ф\ л вокнелот (кроме la-ФК) и З-ГК (табл 5) в бочьшеи степени, чемviof>peHMa Гак как ijУПЬВОКИСЛОТ в 1лмусе дерново-подзолистых почв

бочьше. чем г>мино»ых, то это означает, что оснопнач часть гумуса зависит отрельефа в boibuievi степени, чем от удобрений Это подтаердзкается инедостоверным влиянием фактора "рельеф" непосредственно на количествоуглерода в 1-ГК


- Таблица 6Тип гумуса и степень гумификации органического вещества

почв стационарного опыта (НОХ ВИУА, 1-ое поле, Апах(0-25 см))

NPK '

хар-ки гумуса

Сгк/Сфк

степеньгумификацииСгк/Собщ 100Х

ООО

'ВОАОР.

0.80.6

24' 25

склон

0.50,7

1922

222

'водор.

0.8

"оТб"

2421

склон

0.60.7 '

М.26

333

водор.

0.90.4

26.

16

склон

0.5

оТТ

аэ.26

Примечание: в числителе приведены данные весны 1989 г.(исходные),в знаменателе-осени 1992 г. •• ' '

Таким образом, внесение высоких доз удобрений может оказывать большее.или меньшее влияние на формирование качественного состава гумуса в .зависимости от положения почвы по мезорельефу.

ВЛИЯНИЕ РЕЛЬЕФА И УДОБРЕНИЙ НА УРОЖАЙНОСТЬСЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Ячмень \Влияние изучавшихся в опыте факторов (ХСЗР, удобрений и рельефа) на

урожайность ячменя и некоторые показатели его качества изучали посредствомфакторного дисперсионного анализа. В 1989 г. ни один из этих факторов неоказал значимого влияния как на суммарный урожай ячменя и трав, так и наячмень в отдельности. ,

В 1989 г. засушливый май (10 мм осадков) определил крайне низкуюурожайность ячменя и подсеянных под него трав. Погодные условиявегетационного периода 1990 Г; были благоприятными, поэтому на 2-ом полеурожаи ячменя был в целом более высоким (табл.7)

В 1990 г. на урожайность ячменя достоверно повлияли ХСЗР (варьированиесоставило 8.4%), удобрения (7%) и рельеф (20%). Эти факты означают, что вблагоприятный по мстеусловиям год варьирование урожайности ячменяопределяется рельефом в большей степени, чем другими факторами.

Закономерности • действия удобрений на урожайность ячменя отражены вуравнениях регрессии.

4JL-


Таблица 7

Суммарная урожайность ячмени и клевера на 1-ом поле (1989 г.)

и на 2-ом поле (1990 г ), расчетные данные (в ц/га э.е )

1889

1990

аод-л

склон

аод-л

склон

без ХСЗР

14-19 (1)

16 (3)

18-23 (2)

20-28»

по ХСЗР

18-19 (4)

10-19 (0)

21-23 (5)

22-35»

При не* 1) в скобках указан номер уравнения (из табл.в)

2) * - приведены фактические данные, т.к. зависимостиурожайности от удобрений не выявлено

Таблица 8

Зависимость урожайности ячыеня от удобрений, ц/га Э е

Iв ill 1989

(y«l9 2-3 6N°

5-3 3P°

5+1 3N+0 7P+0 eP°"

5K°

5 П

1=0.89(1)|

' Iд |2 1990 'у=20 8+3 SN°

5-1 6Р°

5-2 5N+0 5К+1 2К1

° 5Р

0'

5

X с 1 1989 у=15 5*0 3N К "

л 2 1030 зависимости нет

.0

0 5

п I в I1 1989 у=15 9+1N +0 8К

о о- 2 1490 у=21 3+1 4к"

X , , ,

С ' с ' "» ' 1 9 8 9 | у = 1 9 7 - 1 Э Р ° 5 * 0 6 Р

к

л 2 1990 зависимости нет

° 5 К

5

R3=0. 50 (3) 1

I

IR^sO 72 (4) !

Н^=0 67 (5) ,

В6=0.61 (в) I

Счдя по \ равнениям риресснн, ивнснмость урожайности ячменя отчдоорснии бьпл невысокой Как по фону без ХСЗР. так и по фону ХСЗРvcraiioBiena Gone «лпьная связь меячду у-рожанностью ячменя и дозамиv юбрении на noiopatie «ьнон части поля по сравнению со склоновой (табл 8).Ни ск юне в IVSV г ко>ффнниеиты корреляции между фактическими ирасчетоыми ынными (R 4и R̂ ) невысокие, а в 1990 г. зависимости урожайностиячменя or v юбрении не оби.дачжено вовсе


Многолетние травы

Главной метеорологической особенностью вегетационного периода 1991 г.был дождливый и теплый май (до 130 мм осадков, tcp=14 Cf), a 1992 г. - оченьсухая весна (апрель - 30 мм, май -10 мм осадков).

Посредством дисперсионного анализа выявлено, что только в 1991г. на 1-омполе варьирование урожайности трав определялось действием рельефа (34%);урожай трав на склоновой части поля достоверно выше, чем на водораздель-ной. В остальных случаях (для двух полей) действие изучавшихся в опыте фак*торов не проявилось. Тем не менее нами отмечена тенденция получения раз?личных урожаев на разных элементах мезорельефа (табл. 9): на 1-ом поле в обЙгода пользования в целом более высокий урожай получен на склоне, на 2-омполе подобная картина сохраняется в 1991 г, а в 1992 г. урожай трав на водо-разделе несколько выше, чем на склоновой части поля. По фону ХСЗР усили-ваются различия в величине урожая по мезорельефу и в действии удобрений.

-•''.-. . •-. ' Таблица9: Урожайность многолетних трав на 1-ом поле (1990-1991 гг.)

и на 2-ом поле (1991 -1992 гг.), расчетные данные (в ц/га)

1990

1091

1992

вод-л

склон

вод-л

склон

•од-л

склон

1-ое поле

без ХСЗР

58-90 (Т)

82-85 (11)

58-62 (в)

64-71 (12)

ПО ХСЗР

60-70*

82-100» ,

54-64 (14)

64-78 (17)

2-ое поле

без ХСЗР

90-99 (9)

91-119*

74-85 (10)

63-86 (13)

ПО ХСЗР

- - . - • " '

87-93 (15)

95-128 (18)

60-85 (16)

53-83»

Примечание: I) в скобках указан номер уравнения (из табл.9)2) • - приведены фактические данные, т.к. зависимости

урожайности от удобрений не выявленоРегрессионный анализ выявил некоторые зависимости урожайности трав от

последействия удобрений. Однако для трав получены более низкие в целомкоэффициенты корреляции, чем для ячменя и пшеницы: из 16 полученныхуравнений только в трех из них коэффициенты были порядка 0.85-0.95(табл.10).


Таблица 10.

Зависимость урожайности многолетних трав от удобрений, ц/га

1 " т - Г " ~ ' 1

в 111 1990 |у=34.4+3 4N°*5*4.4P°

5-1Р-1.7К+0.7Р°*

5К°'

5 R

7=0.86 (7) [

о I I I 7

|Ail, 1991 ]y=62.0-1.2N°'

5 K°'

5 R

e=0 4в (8)

i ° I Iэ '2\ 1991 Iys98.4-2.7N Ra=0.56 (9)

Э Э.|2| 1992 У=85.7-3 9К йда=0.50 (10)

'l' 1990 |у=42 e-0.5N°'5P

0"

5 R,,=O.BO (11)

С |

к ,1| 1991 1у=в5.9*в з№"5*7.3К°'

5-4.3Ы-3.вК R

tt»0.A8 (12)

ЛО 2 1991 зависимости нет

2 1992 у=в3.1 + 2.вР° 54-2.5К°"

5-4.5РК R<

4»0.71 (13)

I в ]1| 1990 .зависимости нет

I О | IД ,1 1991 'у=54 в+7 8К°

S*2.4N-5.1K-2.6N°'

5P°"

5 R

n=0 33 (14)

о Iр '2 1991 'у=98.0-3 7N R^sO.61 (15)

3 J2| 1992 у=70 в-1 8N+4.9K-5.9P0 R° B

(6=0.85 (16)

•- •-

1 1990I X | 1 1990 зависимости нет

I С i С | , '

J к ll 1991 ly»66 O+2.9N+2.1P-5.6N0'

Sp

0l6*1.8P

0'

5K°

5 R_=0.77 (17)

О <2\ 1991 |у=104.3+в 2N° S*3.1K-7 8N°"

5Р°"

5+б.lP°'

5K°"

SR

ft=0.93(18)

н ',2 1992 зависимости нет

Примечание- 1 - первое поле, 2 — второе поле

На водораздельной части обоих полей по фону без ХС только в одном случае(уравнение 7, табл 10) внесение удобрений приводило к повышению урожая.Другие уравнения (8-10) выявили слабое негативное действие азотных икалийных удобрений на травы.

На склоне по фону без ХС на 1-ом поле в оба года и на 2-ом поле в 1991 г.последействия удобрений практически не выявлено, а в 1992 г. прибавки

-/Г-


порядка 23 ц/га получены при условии раздельного внесения калийных ифосфорных удобрений. , . .

На водораздельной части обоих полей по фону ХС на 1:ом поле в 1990 г.зависимости урожайности трав от удобрений не установлено; в 1991 г.небольшое понижение урожая вызывали высокие дозы калийных и фосфорныхудобрений. На 2-ом поле в 1991 г. (уравнение 15) снижение урожая трав отазотных удобрений происходило более резко, чем по фону без ХС (уравнение9). В 1992 г. продолжилось негативное действие азотных удобрений.

На склоне по фону ХС на 1-ом поле в 1990 г.зависимости урожайнности отудобрений не выявлено, в 1991 г. азотные удобрения вызывали небольшоеснижение урожая многолетних трав. На 2-ом поле в 1991 г. прибавки порядка20 ц/ra получены на тех вариантах, куда не были внесены азотные удобрения. В1992 г. зависимости урожайности от последействия удобрений не обнаружено.

На склоновой части обоих полей по обоим фонам ХСЗР действие удобренийчаше приводит к повышению урожая трав в отличие от водораздельной, гдеудобрения чаще вызывают более или менее заметное снижение урожая трав. Пофону без ХСЗР травы плохо реагировали на калийные удобрения; в целом поопыту проявляется хотя _ и слабое,' но отчетливое4» последействие азотныхудобрений, что видимо связано с отрицательным действием их на бобовыетравы (из-за подавления жизнедеятельности клубеньковых бактерий).

ОЗИМАЯ ПШЕНИЦА

Урожай озимой пшеницы изменялся в пределах 20.7*33.5 ц/га. Из всехизучавшихся в опыте факторов на урожайность пшеницы достоверно повлиялитолько удобрения (14% от общего варьирования), а регрессионный анализпоказал, что это были азотные удобрения (табл.11): ,

Таблица 11Зависимость урожайности озимой пшеницы от удобрений, ц/га

, фон ХС

фон без ХСЗР

фон ХСЗР

элем, р-фа

водоразделсклонводоразделсклон

уравнение

y»22.9«-2.1N R4, «0.37 '.. (19)

y=23.2+3.6N R .10*0.62 (20)y=2O.7 + 5.6N'

r Rj,«0,68 (21)

y»24.5 + 3.0N RijL=0.82 (22)

Внесение азотных удобрений в дозе 180 кг/га повышало урожайность озимойпшеницы по фону без ХС на 6.3 ц/ra, а по фону ХС на 9.8 ц/ra (одинаково длядвух элементов рельефа) по сравнению с контролем.

Однако прибавки от доз N60 и N120 отличаются на разных элементахрельефа. Наиболее отчетливо это различное действие удобрений наблюдается


на делянках, куда бьпи внесены ХСЗР. Прибавки на водораздельной частиполя от зтих доз выше, чем на склоновой на 3 5 ц/ra от N60 и на 2 ц/ra от N120

Таким образом с помощью регрессионных моделей выявлена различнаязависимость урожая озимой пшеницы от доз удобрений на водораздельной исклоновой частях поля

В Ы В О Д Ы1 Выпилено существенное изменение гумусного состояния дерново-

подзо питых «.реднесу! лниистых почв, развитых на покровном суглинке, взависимости от положения по мезорельефу В пахотном слое почв на пологомсклоне выше содержание "агрессивных" и "прочносвязанных" гумусовыхвеществ, ниже запасы гумуса, содержание гумнновых кис ют, связанных с Са*нниже степень гумификации, чем в пахотном слое почв водораздельной частиполя и кагены Вниз по катене уменьшается суммарное содержание гумнновыхкислот (в " от почвы)

2 По данным четырех лет стационарного опыта установлено, что рельефвлияет на содержание футьватной (основной) части гумуса в большей степени(50-55 • or общего варьирования), чем удобрения (10- 40°'> от общеговарьирования) По мере увеличения количества удобрений со временемвлияние рельефа на варьирование фульватной части гумуса увеличивается, атакже увеличивается доля ею взаимодействия с факторами "удобрения" и"cpOK»kv ibrypa севооборота

3 В результате внесения высоких «оз удобрении подвижность гумусовыхвеществ уве шчивается $а четыре года дозы удобрений в N80PoGKI20достоверно увеличили содержание 1-ой фракции фульвокислот и 2-ой фракциигумнновых кислот, уменьшили содержание 2-ой и 3-ей фракции фульвокнелот;до»ы удобрении в NI20P120KI80 достоверно увеличили солержанне 1-ойфракции гуминовых кисло г, 1а и 1-ой фракции фульвокислот, ухкньшили 2-уюфракцию г> миновых кислот, 2-ую и 3-ю фракции фульвокнелот.

4 Урожайность сельскохозяйственных культур заметно варьирует поэлемешам рельефа На склоновой части опытного поля выявлена тенденцияформирования урожая более высокого уровня для всех культур севооборота посравнению с водораздельной, что, вероятно, является следствием особенностейводного режима почв

5 На хорошо удобреннных почвах низкая в целом эффективность удобренийувеличивается на фоне ХСЗР. В среднем по двум элементам рельефамаксимальные прибавки по фону без ХСЗР составили: по ячменю - до 2 ц/газерна (за 2 года), по травам - до I ц/га сена(за 4 года), по пшенице - до 6 ц/газерна к контролю По фону ХСЗР по ячменю - до 3 ц/га зерна (за 2 года), потравам - до 10 ц/га сена (за 4 года), по пшенице - до 10 ц/ra зерна (за I год) кконтролю

6 По данным двух полей севооборота установлена более слабая зависимостьурожайности ячменя от удобрений на склоновой части поля по сравнению со


водораздельной: Как по фону ХСЗР, так и без них урожайность ячменя насклоне не зависела от удобрений в 1990 году или зависела в небольшой степенив 1989 году, когда прибавки не превысили I ц/га зерна к контролю.

7. Зависимость урожайности многолетних трав от последействия удобрений вцелом невысокая. За 4 года исследований в большинстве случаев на склоновыхчастях двух полей удобрения либо не изменяют величину урожая, либоприводят к повышению урожая трав по сравнению с водоразделами. Случаиснижения урожая (до 11 ц/га сена к контролю) наблюдались на вариантах сазотными удобрениями. , " . - . . . .

8. Установлена различная зависимость урожайности озимой пшеницы от дозазотных удобрений на разных элементах мезорельефа. По фону ХСЗР прибавкиот дозы N60 и N120 к контролю соответственно на 3.5 и 2 ц/га выше наводораздельной части поля, чем на склоновой, а от дозы N180 они одинаковыкак на водораздельной, так и на склоновой части поля и составляют 6 ц/га пофону без ХСЗР и 10 ц/га по фону ХСЗР (к контролю). • ' ". '

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ1. При разработке агроэкологических группировок дерново-подзолистых

почв рекомендуется дифференцировать водоразделы и склоны малой крутизны-1-3 (ранее не выделявшиеся);

2. При организации и проведении длительного мониторинга интенсивныхтехнологий сельскохозяйственного производства (в частности.измененийсвойств почв) рекомендуется выделять водораздельную плакорнуючаетъ.склоны малой крутизны (до 3 ) и склоны крутизной более 3°..

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ1. Белелюбская К.Ф. Влияние мезорельефа на некоторые показатели гумусногосостояния дерново-подзолистых почв при длительном интенсивном удобрении// Эффективность применения средств химизации ~ н ' продуктивностьсельскохозяйственных культур. Тезисы докладов конференции молодыхученых, М, ВИУА, 1994, с.392. Белелюбская К.Ф. Влияние минеральных удобрений на содержание - иповедение гумуса в различных условиях мезорельефа //Повышениеэффективности агропромышленного производства в условиях современныхформ хозяйствования, Воронеж, 1995, с.793. Белелюбская К.Ф., Липкина Г.С. Влияние рельефа и минеральных удобренийна содержание и подвижность гумуса в дерново-подзолистых почвахСухнничи-Мещовского ополья. Тезисы докладов 2-го Съезда Обществапочвоведов России, Санкт-Петербург, 1996, книга l.c.3234. Белелюбская К.Ф. Урожайность сельскохозяйственных культур и поведениегумусовых веществ в дерново-подзолистых почвах в различных условиях помезорельефу/Лезисы докладов 2-ой Открытой Городской НаучнойКонференции молодых ученых г.Пущино, 1997, с.219


OG i_u 1 2S и л 3 J K J J 237 TupjA 100

Типография И-!дате1£л.тва МСХ\127550 MOCKBJ, Тимирязевская y i , 44


777.влияние рельефа и удобрений на гумусное состояние...

Documents

Transcript of 777.влияние рельефа и удобрений на гумусное состояние...