Влияние многолетнего применения удобрений на агрофизические свойства выщелоченного чернозема и урожайность овощных культур

Тип работы:
Дипломная
Предмет:
Сельскохозяйственные науки


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего профессионального образования

Кафедра геоэкологии и природопользования

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

Влияние многолетнего применения удобрений на агрофизические свойства выщелоченного чернозема и урожайность овощных культур

Работу выполнила студентка 4 курса

Пивень Ксения Владимировна

Нормоконтролер

доц., канд. биол. наук. Ю.А. Постарнак

Краснодар 2014

ВВЕДЕНИЕ

Овощеводство и картофелеводство являются важнейшими отраслями сельскохозяйственного производства. Их развитие в нашей стране и, в частности, в Краснодарском крае, сдерживается рядом факторов, среди которых важное место отводится эффективному использованию удобрений и снижению плодородия почв. Известно, что условия питания растений оказывают важнейшее влияние на урожайность продукции. Для регулирования продуктивности овощных культур и картофеля требуется разработка, совершенствование и освоение эффективных систем удобрения овощных культур, обеспечивающих сохранение плодородия и возмещение расходуемых элементов питания и органического вещества. Основатель почвоведения на Северном Кавказе С. А. Захаров отмечал, что «самой важной, самой актуальной проблемой агропочвоведения была, есть и будет проблема плодородия почв». Ведь человечество сейчас получает 98% продуктов питания от использования почвенного плодородия. Вместе с тем земельные ресурсы ограничены. Все хорошие почвы освоены. Наблюдается и постоянная утрата сельскохозяйственных земель: строительство, коммуникации, горные разработки, эрозия, дефляция, засоление и так далее.

Главный резервуар увеличения производства продуктов сельского хозяйства лежит в сфере интенсификации производства, в охране и рациональном использовании почв, а в конечном итоге в повышении их плодородия, в создании условий расширенного его воспроизводства. Объективно это заложено в замечательной особенности почвы как главного средства производства в сельском хозяйстве. При правильном использовании земли, при повышении ее производительности постоянно возрастает урожайная сила почвы, то есть увеличивается ее плодородие.

Важнейшую роль в вопросах исследования плодородия почв сыграло объединение в единую координационную систему всех направлений столь разнозначных, но в целом единых в реализации сущности производительной силы почв в конкретных агроценозах и биогеоценозах и в ландшафтном единстве природных комплексов. Ретроспективный анализ достижений и ошибок теоретического и практического почвоведения с неизбежностью требует рассмотрения вопросов о повышении плодородия земель.

Многие десятилетия нашей истории использование потенциального богатства, естественного состояния черноземов было чуть ли не единственным источником поддержания жизненного уровня страны. Особенно наглядно это проявилось в периоды послереволюционного восстановления разрухи, коллективизации, индустриализации и послевоенного подъема народного хозяйства. Среди многих почв мира чернозем уникален. Он способен долгие годы сохранять свою производительную силу, создавая урожай растений без внесения удобрений. Важнейшим источником такой природной силы чернозема является его богатство органическим веществом.

Органические вещества почв многогранны в своей роли формирования почвенного плодородия. Постоянная динамика гумуса, ежегодный синтез органического вещества, процессы его разложения и трансформации, связывание в гумусе элементов питания, их консервация, и наоборот, непрерывное их высвобождение и поступление в почвенные растворы — все это отдельные черты сложной ежегодно повторяющейся жизни почвы.

При минерализации гумуса происходит постепенная мобилизация элементов минерального питания растений (азот, фосфор, сера и другие), которые переходят в доступные формы и сосредотачиваются в биологически активных верхних горизонтах почвы. Гумусовые вещества обусловливают регулярность усвоения питательных веществ растениями, поддерживают биогенность почвы, ее биологическую активность, создают устойчивость режима питания растений. Гумус участвует в формировании благоприятных физических свойств, то есть в регулировании водного, воздушного и теплового режимов, в повышении устойчивости почв к неблагоприятным воздействиям со стороны разнообразных химических процессов, в частности к химическому загрязнению.

В черноземных почвах степей все многогранные свойства гумуса проявляются в высшей степени эффективно. Со времен славной плеяды основателей отечественного почвоведения, их учеников и последователей гумусовое состояние черноземов считалось интегральным показателем их плодородия. Ф. Я. Гаврилюк построил стройную систему оценки баллов бонитета почв юга России на основе гумусового состояния почв. В основу такой оценки были взяты мощность гумусовых горизонтов (А+АВ) и запасы гумуса в т/га. Используя методологию Ф. Я. Гаврилюка, его последователи разрабатывали местные шкалы бонитета для отдельных регионов Северного Кавказа, учитывая экологические особенности растений.

В последние десятилетия, и особенно сейчас, гумусовое состояние черноземов привлекает внимание исследователей в плане деградационной дегумификации черноземов. Снижение запасов гумуса в черноземах многие считают чуть ли не национальной экологической катастрофой.

Проблеме дегумификации посвящены многие работы, в том числе и доклады последнего съезда почвоведов России в Новосибирске в 2004 году.

Научная новизна исследований заключается в установлении направленности и характера изменений гумусового состояния, агрофизических свойств при длительном использовании чернозема выщелоченного в овоще-картофельном севообороте.

Выявлена экологическая безопасность длительного систематического применения минеральных и органических удобрений в овоще-картофельном севообороте. Необходимо определить роль элементов минерального питания в достижении максимальной продуктивности томата и картофеля.

С 1988 года в Краснодарском НИИ овощного и картофельного хозяйства проводятся многолетние стационарные опыты, входящие в Географическую сеть опытов с удобрениями.

Объект исследования — плодородие выщелоченного чернозема, его агрофизические свойства и технология внесения удобрений под томаты и картофель.

Цель работы: определить влияние многолетнего систематического внесения минеральных и органических удобрений в овоще-картофельном севообороте на плодородие, агрофизические свойства выщелоченного чернозема и урожайность томатов и картофеля.

Задачи:

1) изучить природно-климатические условия ОПХ"Южное";

2) ознакомиться с историей и структурой ГНУ ВНИИ риса и, в частности, отдела картофелеводства и овощеводства;

3) освоить на практике методику проведения исследований;

4) проанализировать влияние многолетнего применения удобрений на плодородие почвы;

5) изучить влияние применения удобрений на агрофизические свойства почвы, урожайность и качество продукции (на примере томатов и картофеля).

Метод исследования: полевой опыт.

1. Природно-климатическая характеристика района исследования

1.1 Климат

Для характеристики климата использованы данные метеостанций города Краснодара и поселка Белозерный, приведенные в агроклиматическом справочнике по Краснодарскому краю. По температурному режиму характеризуемый климат является умеренно-континентальным достаточно теплым. Средняя температура наиболее холодного месяца (января) около — 2,3°С, а самого теплого (июля) — +23,2°С. Максимум температуры воздуха в июле-августе может достигать +38°С, а абсолютный минимум отмечается в январе (- 34°С). Среднегодовая температура воздуха колеблется около 10,7 °С.

Переход среднесуточных температур через 0 °C указывает на начало снеготаяния и размерзание почвы — происходит в среднем 24 февраля; переход через +5°С. (начало вегетации зимующих культур) происходит 17 марта. А период активной вегетации большинства сельскохозяйственных культур соответствует переходу среднесуточных температур через +10°С длится в среднем с 13 апреля по 26 октября. Сумма положительных среднесуточных температур за вегетационный период составляет 35−37°С, что является положительным свойством климата, позволяющими выращивать целый ряд теплолюбивых сельскохозяйственных культур.

Характерным для климатических условий местности является мягкая короткая зима с частыми оттепелями и длительный безморозный период. Первые заморозки появляются в среднем с 20 октября, а последние — 13 апреля. Безморозный период длится в среднем 191 день. Характерной особенностью температурного режима почв является слабое промерзание их (в среднем не глубже 3−13 см) и частое размерзание верхнего слоя в течение зимы [Тонконоженко, 1991, с. 15].

Среднегодовое количество осадков составляет 566 мм, район умеренно увлажнен. Тип распределения осадков континентальный. За теплый период (апрель-октябрь) выпадает 360 мм, за холодный период (ноябрь-март) — 206 мм. Зимние осадки выпадают не только в виде снега, но и дождей, которых в отдельные годы выпадает больше, чем снега. Снежный покров крайне неустойчив. Средняя максимальная высота его составляет 6−11см. Продолжительность периода со снежным покровом в среднем 40 дней.

Накопление влаги в почве происходит главным образом за счет осадков холодного периода. Этому способствует слабое промерзание почвы и частые оттепели в зимний период. Осадки теплого периода большей частью расходуются на испарение. Поэтому очень важным в системе агротехнических приемов являются мероприятия, способствующие накоплению влаги в почве и особенно максимальному использованию осадков холодного периода.

Преобладающими ветрами являются восточные и западные. Восточные и северо-восточные ветры оказывают неблагоприятное влияние на климат. В зимнее время они приносят холодные массы воздуха, способствующие установлению морозной погоды. Весной и летом восточные ветры приносят массы сухого воздуха (суховей), а в отдельные годы они вызывают пыльные бури. Западные и юго-восточные ветры смягчают климат. Они приносят влажные массы воздуха [Никитишен, 1989, с. 23].

Увеличение урожайности связано с благоприятными климатическими условиями, сложившимися в августе. Высокая температура воздуха в начале вегетации (на 3,9°С выше среднемноголетней) способствовала массовому отражению переносчиков инфекций. Перепады ночных и дневных температур ослабили всходы и развитие теплолюбивых культур Характеристика климатических условий представлена в таблице 1.

Таблица 1. Среднеклиматические данные (данные АМП п. Белозерный)

Месяцы

Показатели

Температура воздуха °С

Количество осадков, мм.

Среднесуточная

Норма

Абсолют. max.

Поверх. почвы

Сумма осадков

Норма

2011 г.

Апрель

10. 1

10. 9

21. 5

47

21. 2

48

Май

19. 5

16. 8

35. 0

65

18. 2

57

Июнь

23. 2

20. 4

36. 5

68

41. 7

67

Июль

26. 0

23. 2

40. 4

68

1. 7

60

Август

27. 7

22. 7

40. 8

68

7. 0

48

Сентябрь

21. 6

17. 5

36. 5

60

18. 9

38

Среднее за вегетацию

21. 4

18. 5

35. 1

62. 7

18. 1

53

Итого за вегетацию

-

-

-

-

108. 7

318

2012 г.

Апрель

13. 9

10. 9

26. 9

52

37. 0

48. 0

Май

15. 6

16. 8

30. 5

63

79. 7

57. 0

Июнь

20. 8

20. 4

32. 2

65

34. 7

67. 0

Июль

24. 0

23. 2

37. 3

65

71. 8

60. 0

Август

25. 8

22. 7

38. 1

67

0. 4

48. 0

Сентябрь

17. 5

17. 5

32. 5

58

43. 5

38. 0

Среднее за вегетацию

19. 6

18. 5

32. 9

-

44. 5

53. 0

Итого за вегетацию

-

-

-

-

267. 1

318. 0

Годы проведения исследований характеризовались большим различием по количеству выпавших осадков, влажности воздуха, температурному режиму в период вегетации растений.

Для томата и картофеля наиболее неблагоприятным был 2012 год. Апрель был жаркий и сухой. Среднемесячная температура апреля превышала среднюю многолетнюю на 2,7°С, в то время, как количество осадков было ниже среднего многолетнего 13,1 мм. Это задержало получение выходов, что отразилось впоследствии на росте и развитии растений и урожайности томата и картофеля. Наиболее благоприятные погодные условия для возделывания томата, когда температура воздуха в период вегетации находится на уровне средней многолетней и в весенние месяцы в начале лета выпадают обильные дожди [Агроклиматический справочник по Краснодарскому краю, 1961.С. 5].

1.2 Характеристика почв

Черноземы выщелоченные распространены на второй террасе реки Кубань и на более выровненных участках третьей и четвертой террас. Они занимают площадь 153 га и характеризуются отсутствием вскипания в пределах гумусового профиля. Агрохимическая характеристика почв представлена в таблице 2.

Таблица 2 — Агрохимическая характеристика почв

Глубина, см

0−20

20−40

40−60

РН водной вытяжки

6,2

6,2

6,2

РН солевой вытяжки

6,21

6,46

5,86

Гидролитическая кислотность, мг-экв. 100 гр.

1,75

2,10

1,75

Сумма поглощенных оснований, мг-экв. 100 г.

26,2

26,5

25,9

Гумус, %

2,54

2,76

2,70

№ общий, %

0,10

0,25

0,15

Подвижный Р2О5, мг/100гр.

425

400

305

Обменный К2О, мг/100гр.

325

310

300

Среди черноземов, в днищах балок и западин, где наблюдается периодическое избыточное увлажнение за счет временных скоплений влаги поверхностного стока, сформировались луговато-черноземные выщелоченные уплотненные почвы. Развитие данных почв происходит в условиях повышенного увлажнения, которое заметно оказалось как на морфологическом строении их, так и на водно-физических свойствах:

— хорошая оструктуренность почвенного профиля;

— большая мощность гумусового слоя;

— несколько уплотненное сложение почвенного профиля (у глинистых и тяжелосуглинистых разновидностей);

— сильная выщелоченность от карбонатов кальция.

Карбонаты появляются в горизонте ВС или в почвообразущей породе. Так как вскипание от 10-процентной соляной кислоты наблюдается ниже гумусового слоя или вообще отсутствует. Легкосуглинистые и супесчаные разновидности характеризуются осветленной окраской гумусового профиля, неясными границами генетических горизонтов, невыраженной структурой, рыхлым сложением. Мощность гумусного профиля сверхмощных видов выщелоченных черноземов достигает 137−145 см, мощных — 95−99 см.

По механическому составу среди данных почв выделены глинистые, тяжело, легко суглинистые и супесчаные разновидности. Преобладают глинистые разновидности. Содержание физической глины в верхнем горизонте глинистых и тяжелосуглинистых разновидностей составляет 49,9−68,0% при высоком содержании песчаных частиц пыли и ила. Черноземы выщелоченные на второй террасе р. Кубани имеют более легкий механический состав. В горизонте, А они содержат 17,1 — 20,7% физической глины при высоком содержании песчаных частиц (до 76,3 процентов) и незначительном количестве ила — 6,7 — 9,5%. Водно-физические свойства и химический состав почв различны. Черноземы, выщелоченные глинистые обладают менее благоприятными водно-физическими свойствами, чем черноземы типичные. Они имеют более плотное сложение профиля и особенно в горизонте В, где объемная масса возрастает в среднем до 1,43−1,45 т/см3. Скважность так же несколько ниже, чем в черноземах типичных, с 53,7 процентов, в пахотном слое снижается до 47 процентов в горизонте В. Максимальная гигроскопичность, в связи с более тяжелыми механическими свойствами, в них несколько выше и колеблется по профилю в пределах 9,8 — 10,9%, причем наибольших величин она достигает в горизонтах В1 и В2, а содержание в них недоступной воды для растений составляет 18,1−18,9%. Повышенная влажность завядания при более низкой величине влагоемкости, по сравнению с вышеописанными почвами, является основной причиной более низкого содержания в них доступной для растения воды.

Почва в стационарном опыте представлена чернозёмом выщелоченным и имеет следующие горизонты: Апах, 0−30 см — темно-серый, влажный, глинистый, глыбисто-порошисто-комковатый.

А1, 30−90 см — темно-серый, влажный, глинистый, ореховато-комковатый, плотноватый; по граням структурных отдельностей ясно выраженная глянцеватость, общий облик горизонта производит впечатление слитости; изредка встречаются железисто-марганцевые новообразования.

АВ1, 90−155 см -серый с буроватым оттенком, светлеющий с глубиной, влажный, глинистый, крупно-комковато-ореховатый, несколько уплотненный; наблюдаются глинистые кутаны по граням структурных агрегатов; редкие точечные вкрапления черных оксидов марганца и железа; встречаются червороины и капролиты.

АВ2, 55−180 см — буроватый с серым оттенком, влажный, глинистый, практически бесструктурный, плотноватый. Много червоточин, капролитов, марганцево-железистые точечные и дробовидные конкреции, кутаны.

ВС, 180−220 см — желтовато-бурый, со 190 см — локальное вскипание от НСl, глинистый, влажный; содержит больше марганцево-железистых новообразований, чем предыдущий горизонт; по ходам червей -- корни.

Ск, 220−230 см и более — желто-бурая с оливковым оттенком лессовидная глина; равномерно вскипает от НСl; карбонатные новообразования в форме журавчиков разной величины (до 2 см в диаметре) и прожилок; марганцево-железистые дробовидно-просяные конкреции, часто мягкие и режутся ножом; встречаются редкие кротовины и четко гумусированные червоточины [Вильямс, 1947, с. 54].

Валовой химический состав этих почв довольно однообразный. Все они высококарбонатны, имеют значительное содержание К2О — 1,9−2,0%, высокое содержание Р2О5 — 0,18 — 0,26% и SО3 -0,05%. Объёмная масса лёссовидных пород 1,3−1,5 г/см3, масса скелета 2,6−2,8г/см3 и порозность 42−52%. Лёссовидные породы характеризуются тяжелосуглинистым гранулометрическим составом. Содержание физической глины, ила и крупной пыли варьирует слабо. Важным диагностическим показателем является отсутствие или ничтожное и сравнительно редкое содержание фракции крупнее 0,25 мм.

2. Характеристика предприятия: ВНИИ риса

2.1 Структура и основные направления

ГНУ ВНИИ риса входит в состав Российской академии сельскохозяйственных наук. На территории России институт остается единственным интеллектуальным центром, сформировавшим концепцию отечественного рисоводства и осуществляющим научно-методическое обеспечение рисоводческого комплекса страны.

В состав института входят:

— опытно-производственный участок;

— Федеральное государственное унитарное предприятие рисоводческий племенной завод «Красноармейский» им. А. И. Майстренко;

— Федеральное государственное унитарное элитно-семеноводческое предприятие «Красное»;

— Поволжский опорный пункт.

Селекционным центром разработаны:

— приемы ускорения селекционного процесса;

— методы подбора исходного материала, родительских пар для использования в гибридизационных программах путем анализа базы данных генетических ресурсов риса;

— методы оценки исходного материала и сортов риса на качество зерна и крупы;

методика ранней диагностики форм, адаптированных к абиотическим стрессам, основанная на контроле вклада генетических систем;

— способы и методы определения отзывчивости сортов риса на уровень минерального питания;

— система семеноводства, включающая производство;

— элитных и репродукционных семян риса;

— система мер борьбы с краснозерными формами риса;

— эффективные технологии переработки риса-зерна, обеспечивающие получение высококачественной крупы.

Основная научная и производственная база ВНИИ риса находится в поселке Белозерном (в черте административной границы Краснодара).

2.2 История и достижения отдела картофелеводства и овощеводства

История отдела начинается с 1931 года, когда по инициативе Всероссийского НИИ овощного и картофельного хозяйства и Северо-Кавказского краевого земельного управления была организована Краснодарская овоще-картофельная станция. В 1988 году станция преобразована в Краснодарский научно-исследовательский институт овощного и картофельного хозяйства (КНИИОКХ).С 2009 года КНИИОКХ присоединен к Всероссийскому научно-исследовательскому институту риса и стал его отделом картофелеводства и овощеводства.

Ученые института разрабатывают оригинальные методы выведения гетерозисных гибридов, занимаются размножением семян высших репродукций, создают энергосберегающие, экологически безопасные технологии производства овощей. Ежегодно для сельхозпроизводителей, фермеров, овощеводов-любителей институт производит до 15 тонн элитного и репродукционного посадочного материала.

Основные направления:

— создание сортов и гибридов овощных, бахчевых культур с высокой продуктивностью, вкусовыми и технологическими качествами, пригодных для индустриальных технологий;

— совершенствование методов семеноводства овощных культур и картофеля;

— разработка адаптивно-ландшафтной технологии возделывания овощных культур в специализированных севооборотах с интегрированной защитой растений на капельном орошении;

— разработка и совершенствование систем ведения сельского хозяйства в современных условиях;

— разработка научных основ экологически сбалансированных зональных технологий выращивания овощных культур на ландшафтной основе;

— совершенствование и разработка новых адаптированных к различным почвенно-климатическим условиям ресурсовлагосберегающих, экологически безопасных технологий возделывания сельскохозяйственных культур с учетом экономического и финансового состояния товаропроизводителей.

За период деятельности сотрудниками института выведено и улучшено более 150 сортов и гибридов овощных культур, адаптированных к почвенно-климатическим условиям Северного Кавказа. В настоящее время в Госреестр селекционных достижений включено 46 сортов и гибридов. Получено 10 патентов.

Разработаны:

— технологии возделывания основных овощных и бахчевых культур с ограниченным применением химических средств защиты растений от вредителей, в том числе за период 2002—2006 гг.

— технология выращивания картофеля в Краснодарском крае (2002г.);

— технология возделывания тыквы в Краснодарском крае (2002г.);

— технология возделывания ярового чеснока сорта Еленовский (2004г.);

— технология возделывания томата на капельном орошении в условиях Краснодарского края (2005г.);

— система удобрения позднеспелых гибридов белокочанной капусты (2005г.);

— технология возделывания позднеспелых гибридов F1 белокочанной капусты в Краснодарском крае (2006 г.)

— Астраханская технология возделывания огурца (2006).

ВНИИ риса является государственным научным учреждением, входящим в состав Российской академии сельскохозяйственных наук.

На территории России институт остается единственным центром, осуществляющим научно-методическое обеспечение рисоводческой отрасли АПК страны.

плодородие урожайность картофель севооборот

3. Методика проведения исследований

Предпосылкой для проведения исследований по заданию «Плодородие почв в овоще-картофельном севообороте» является то, что с 1988 года в КНИИОКХ заложен и проводится стационарный опыт с удобрениями, в 8-польном овоще-картофельном севообороте.

Для оценки влияния удобрений на плодородие выщелоченного чернозема проводилось почвенное обследование до закладки опыта и после прохождения трех ротаций севооборота. Образцы отбирались по почвенному профилю через 20 см на глубину до 80 см.

Все анализы проводились по общепринятым и рекомендационным методикам в опытах с удобрениями.

3.1 Определение общего азота в почве по Кьельдалю

Навеску почвы 5 г заливают 10 мл смеси концентрированной H2SO4 и HClO3 (на 10 мл H2SO4 1 мл HClO3), взбалтывают, отставляют на 2−3 часа, после чего ставят на электрическую плитку и нагревают, кипятят до тех пор, пока жидкость в колбе станет светлая. Через час после включения плитки в колбы прибавить 1−2 капли HClO4.

В обесцвеченной жидкости колбы весь органический азот будет находиться в виде серноаммонийных и амидных соединений. Дав колбе остыть, приступают к отгонке аммиака. Для этого в приемник — коническую колбу приливают 20 мл H2SO4 и 4 капли метилрот. В дистиляционную колбу приливают из 100 мл колбы 20 мл раствора. Соединяют колбу с аппаратом и постепенно из воронки добавляют 25−30 мл 30% NaOH. Колбы подогревают на воздушной бане. Для лучшего отгона через колбу пропускают пар.

Продолжительность перегонки — 30−40 минут. Определяется конец перегонки реактивом Неслера. NH, содержащийся в дестиляте, окрашивается от реактива в желто-коричневый цвет.

В приемнике определяется количество свободной H2SO4 титрованием NaOH. По разнице между взятой в приемнике H2SO4 и израсходованной на титрование NaOH определяем количество кислоты, связавшейся с аммиаком и делаем перевод, исходя из того, что 1 мл H2SO4 соответствует 0,0014 г N [ГОСТ 26 107−84 Почвы. Методы определения общего азота, 1984, с. 3−5].

3.2 Определение гумуса по Тюрину

Метод основан на окислении гумуса почвы раствором калия двухромовокислого в серной кислоте с последующим фотоколориметрическим определением трехвалентного хрома, эквивалентного содержанию гумуса. В качестве окислителя берут раствор К2Сr2О7 концентрации 0,067 моль/дм3. Реакцию проводят в кислой среде.

Реакция окисления идет следующим образом

2К2Сr2О7 + 8H2SO4 = 2K2SO4 + 2Сr2(SO4)3 + 8Н2O + 3O2; 3С + 3O2 = 3СO2.

Избыток хромовокислого калия оттитровывают солью Мора:

(NH4)2SO4*FeSO4*6H2O по реакции: 6FeSO4*(NH4)2SO4 + К2Сr2О7 + 7H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + 6(NH4)2SO4 + K2SO4 + 7H2O

По количеству калия двухромовокислого, пошедшего на окисление гумуса, судят о его количестве.

Ход анализа. Пробу воздушно-сухой почвы, подготовленную для анализа, взвешивают на аналитических весах с погрешностью не более 0,001 г, пользуясь тарированным часовым стеклом диаметром 3 см. Масса пробы почвы для анализа зависит от содержания в ней гумуса. Следует руководствоваться следующими данными: при содержании гумуса более 7% брать навеску из расчета 0,05−0,10 г, при 4−7% - 0,1−0,2; при 2−4% - 0,25−0,35, меньше 2% - 0,50−0,70 г.

Для получения объективных данных необходимо обращать внимание на тщательную подготовку почвы к анализу, заключающуюся прежде всего в удалении корней и органических остатков [ГОСТ 26 213−84 Почвы. Определения гумуса по методу Тюрина в модификации ЦИНАО, 1984, с. 5−6].

3.3 Определение гидролитической кислотности почвы по Каппену

Навеску почвы 20 г в 100 мл колбах заливают 50 мл раствором уксуснокислого Na (CH3COONa). Взбалтывают в течение часа, полученную суспензию фильтруют. 25 мл фильтрата переносят в 100 мл колбы и, прибавив 2−3 капли фенолфталеина, титруют раствором щелочи до неисчезающей в течение 1 минуты слаборозовой окраски. Гидролитическая кислотность выражается в миниэквивалентах на 100 г почвы. Расчет ведется по формуле

Где, а — количество мл NKOH, израсходованное на титрование;

Т — поправка к титру;

10 — для перехода от мл KOH к мг/экв (1 мл щелочи отвечает 0,1 мг/экв Н-ионов);

Н — навеска почвы, соответствующая мл фильтрата, взятых на титрование;

100 — множитель для пересчета на 100 г почвы;

1,75 — коэффициент на неполноту вытеснения Н-ионов [ГОСТ 26 212−91 Почвы. Определение гидролитической кислотности по методу Каппена в модификации ЦИНАО, 1984, с. 3].

3.4 Определение суммы поглощенных оснований по Каппену-Гильковицу

Навеска почвы 20 г — в 250 мл колбах заливается из бюретки 100 мл раствора HCl. Взбалтывается 1 час, после чего оставляется взаимодействовать на 25 минут. Затем суспензию фильтруют и 50 мл полученного фильтрата кипятят 1−2 минуты. Прибавив 2−3 капли фенолфталеина, в горячем виде титруют до неисчезающей в течение 1 минуты слабо-розовой окраски.

х=(а*Т1- б*Т2)

где х — сумма поглощенных оснований почвы;

а — число мл раствора HCl, взятое для вытеснения оснований, содержащихся в 10 г почвы;

б — поправка к титру HCl;

Т1 — число мл щелочи, пошедшей на титрование избытка HCl;

Т2- поправка к титру КОН (щелочи) [ГОСТ 27 821−88 Почвы. Определение суммы поглощенных оснований по методу Каппена в модификации ЦИНАО, 1984, с. 4].

3.5 Определение фосфора по Чирикову

Навеску почвы 4 г взбалтывают со 100 мл (30 мл на 1 л) раствора уксусной кислоты в течение часа, и оставляют стоять 18−20 часов. Затем фильтруют 5 мл фильтрата, помещают в мерную колбу 100 мл, приливают около 80 мл Н2О, из бюретки приливают по 2 мл молибденового реактива и по 6 капель раствора хлористого олова. Доливают водой до метки, взбалтывают, и через 5−15 минут колориметрируют. Более 30 минут держать красный раствор нельзя, так как он обесцвечивается [ГОСТ 26 204−91 Почвы.

Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Чирикова в модификации ЦИНАО, 1984, с. 9].

3.6 Определение рН почвы рН-метром типа ОР-201/1

Навеску почвы 10 г помещают в 100 мл колбу, приливают 25 мл раствора KCl. Содержимое колбы хорошо взбалтывают и оставляют стоять до следующего дня (инструкция рН-метра). Измерение рН лучше и удобнее проводить стеклянным электродом, так как он обеспечивает быстрые и точные измерения рН. Стеклянный электрод ОР 700−1 перед пользованием после хранения должен смачиваться в течение 2−4 часов в HCl, а потом в течение 2 суток в дистилированной воде. В перерывах между работой электрод храниться должен тоже в дистилированной воде. Хранение в течение 1−2 месяцев после промывания производится в сухом состоянии. Для повторного пользования электрод снова опускают на 2−4 часа в HCl и снова в воде 1−2 суток.

Вторым электродом является заполненный каломельный электрод сравнения типа ОР-810. Перед пользованием этот электрод должен быть заполнен насыщенным раствором KCl 1 г/100 мл3 до уровня наливного отверстия и по мере понижения уровня KCl раствор доливается. Электрод хранится таким образом, чтобы его погруженный конец находился все время в насыщенном растворе KCl. Перед пользованием выкристаллизовавшейся KCl удаляется промывкой водой. рН-метр заземляется, кроме того заземляется штатив.

Определение рН. Переключатель «Range» устанавливается в положение «OFF», переключанием «Compensation by stages» переводится в положение А. Прибор включается в сеть. Через 20 минут прогрева приступают к балансировке прибора и установке на 0. Для этого «Range» устанавливают на 0 и потенциометром «Zero» стрелка прибора устанавливается на 0. Затем в гнездо Ф вставляют стеклянный электрод, в гнездо R-электрод сравнения.

Колибровка прибора. Погружают электрод в раствор точной величины рН=6,9, устанавливают t. Переключают «Range» на соответствующий предел измерения рН и потенциометром «Compensation Continuae"и «Compensation by stages» стрелку совмещают с соответствующим значением рН раствора на шкале (6−9). Затем переключатель «Range» ставят на 0, электроды вынимают из раствора, промывают, снова проверяют 0, и затем опускают электроды в испытуемый раствор. Через 1 минуту делают отсчет. После каждого определения электроды промывают, проверяют 0 [ГОСТ 26 483−85 Почвы. Определение pH по методу ЦИНАО, 1984, с. 3].

3.7 Определение калия (на пламенном фотометре)

Навеску почвы 10 г залить 100 мл HCl (16,4 мл на 1 литр) (при 50 мл HCl показания пламенного фотометра не укладываются на кривой по диапазону 5, поэтому надо делать разбавление).

Для расчета, а в литре.

Пламенный фотометр дает показания содержания К2О в 1 литре раствора, что равно мг К2О в 100 г почвы [ГОСТ 2 642 785 Почвы Определение калия (на пламенном фотометре) в модификации ЦИНАО, 1984, с. 6.

3.8 Определение гранулометрического состава выщелоченного чернозема

Общие положения. Гранулометрический (зерновой) состав почвы следует определять по весовому содержанию в нем частиц различной крупности, выраженное в процентах по отношению к весу сухой пробы грунта, взятой для анализа.

Отбор образцов почвы для определения гранулометрического (зернового) состава следует производить по ГОСТ 12 071–84.

Пробы грунта при разделении их на фракции подготавливают:

1) для выделения частиц размером более 0,1 мм — растиранием грунта;

2) для выделения частиц размером менее 0,1 мм — размачиванием, кипячением в воде с добавлением аммиака и растиранием грунта, а для грунтов, суспензия которых коагулирует при опробовании на коагуляцию, — растиранием грунта и добавлением пирофосфорнокислого натрия.

Для определения гранулометрического состава почв следует брать образцы, высушенные до воздушно-сухого состояния и растертые в фарфоровой ступке пестиком с резиновым наконечником.

Допускается производить растирание образцов почв в растирочной машине, не вызывающей дробления частиц.

Взвешивание проб почвы на технических весах должно производиться с погрешностью до 0,01 гс, а при весе проб грунта 1000 гс и более взвешивание допускается производить с погрешностью до 1 гс. Взвешивание на аналитических весах должно производиться с погрешностью до 0,001 гс.

Ситовый метод. Для определения гранулометрического состава песчаных грунтов ситовым методом необходима следующая аппаратура:

1) набор сит (с поддоном); сита с размером отверстий 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,1 мм;

2) весы лабораторные по ГОСТ 24 104–80 с гирями по ГОСТ 7328–82;

3) стаканчики стеклянные по ГОСТ 25 336–82;

4) ступка фарфоровая по ГОСТ 9147–80;

5) пестик по ГОСТ 9147–80 с резиновым наконечником;

6) чашка фарфоровая по ГОСТ 9147–80;

7) груша резиновая;

8) нож;

9) эксикатор по ГОСТ 25 336–82 с прокаленным хлористым кальцием по ГОСТ 4161–77;

10) шкаф сушильный.

Для разделения грунта на фракции ситовым методом без промывки водой применяют сита с размером отверстий 10; 5; 2; 1; 0,5. Сита монтируют в колонку, размещая их от поддона в порядке увеличения размера отверстий. На верхнее сито надевают крышку.

Среднюю пробу для анализа следует отбирать методом квартования. Для этого распределяют грунт тонким слоем по листу плотной бумаги или фанеры, проводят ножом в продольном и поперечном направлениях борозды, разделяя поверхность грунта на квадраты, и отбирают понемногу грунт из каждого квадрата. Вес средней пробы должен составлять: для грунтов, не содержащих частиц размером более 2 мм, — 100 гс; для грунтов, содержащих до 10% (по весу) частиц размером более 2 мм, — не менее 500 гс; для грунтов, содержащих от 10 до 30% частиц размером более 2 мм, — 1000 гс; для грунтов, содержащих свыше 30% частиц размером более 2 мм, — не менее 2000 гс.

Среднюю пробу грунта надлежит отобрать в воздушно-сухом состоянии методом квартования и взвесить на технических весах. Взвешенную пробу грунта следует просеять сквозь набор сит с поддоном ручным или механизированным способом. При просеивании пробы весом более 1000 гс следует высыпать грунт в верхнее сито в два приема.

Фракции грунта, задержавшиеся на ситах, высыпают, начиная с верхнего сита, в ступку и дополнительно растирают пестиком с резиновым наконечником, после чего вновь просеивают на этих же ситах. Полноту просеивания фракций грунта проверяют встряхиванием каждого сита над листом бумаги. Если при этом на лист выпадают частицы, то их высыпают на следующее сито; просев продолжают до тех пор, пока на бумагу перестанут выпадать частицы.

Фракции грунта, задержавшиеся после просеивания на каждом сите и прошедшие в поддон, следует перенести в заранее взвешенные стаканчики или фарфоровые чашечки и взвесить.

Сложить веса всех фракций грунта. Если полученная сумма веса всех фракций грунта превышает более чем на 1% вес взятой для анализа пробы, то анализ следует повторить. Потерю грунта при просеивании разносят по всем фракциям пропорционально их весу.

Обработка результатов. Содержание в грунте каждой фракции, А в % надлежит вычислять по формуле:

где gф — вес данной фракции грунта, гс;

g1 — вес средней пробы грунта, взятой для анализа, гс.

Результаты анализа регистрируют в журнале, в котором указывают процентное содержание в грунте фракций размером более 10; 10−5; 5−2; 2−1; 1−0,5 и менее 0,5 мм — при разделении грунта без промывки водой. Результаты анализа необходимо сопровождать указанием метода определения [ГОСТ 12 536−79 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава, 1984, с. 3−5].

3.9 Определение сахаров

Кусочки томата или картофеля растирают на терке и помещают в стакан. Отсюда, хорошо размешивая, берут среднюю пробу на анализ ложкой 20 г.

Определение сахаров по Бертрану. Для этого на общий сахар берут 10 мл фильтрата (или 20 мл без воды) в большие колбы Ерленмейера + 10 мл + 0,3 мл НСl концентрированной и ставят на 30 минут на кипящую водяную баню на гидролиз. После гидролиза в колбы наливают по 40 мл Фелинговой жидкости и ставят на плитку, кипятят 3 минуты. Полученный осадок промывают 4 раза декантацией, сначала горячей, а затем холодной водой, растворяют осадок на фильтре и в колбах сернокислым железом или железо-аммиачными квасцами. Дважды промывают фильтры водой и титруют содержимое колбы Kдо слабо розовой окраски ГОСТ 8756. 13−87 Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения сахаров, 1989, с. 37.

3. 10 Определение витамина «С»

Навеска в 1 г переносится в маленькую ступку + 2 мл 1% HCl, растирается. Переносим в мерную колбу на 50 мл 1% щавелевой кислоты, доводим до метки и фильтруем. Берем 10 мл фильтрата и титруем из микробюретки краской 2,6 дихлорфенолиндофенол до появления розового окрашивания, исчезающего в течении 1 минуты.

Берется навеска краски 0,3 г, растворяется 600 г воды в мерной литровой колбе. Затем туда добавляют 300 мл буферной смеси Серенсена, добиваем до метки и оставляем стоять в темном помещении на сутки. После этого раствор краски профильтровываем в соляную кислоту из темного стекла.

Фосфорная смесь Серенсена предохраняет краску от быстрого разрушения. Она готовится так: растворяют K в 1 л 9,078 г и 5,933 г в 1 л, затем оба раствора сливают вместе в соотношении K:= 4: 6, то есть I — 120 мл, а II — 180 мл. РН смеси отправляют электрометрическим путем. Надо чтобы РН = 6,9 — 7. Если смесь не имеет этого РН, то приливают один из растворов, учитывая, что раствор K кислый, а 2 — щелочный.

Для установления титра краски берут ее 10 мл, прибавляют 10 мл насыщенного раствора и титруют из микробюретки раствором соли Мора. Конец титрования определяют по исчезновению синей окраски и появлению бледно-желтой.

Титр в первое время сильно меняется, поэтому проверять надо его 2 дня.

Расчет витамина «С»:

Формула: х мг % аскорбиновой кислоты =

Где x — мг % витамина «С»;

d — навеска (1 г);

V — объем жидкости в которой растворена навеска;

T — титр краски по соли Мора (0,0123);

V1 — объем мл вытяжки взятой на титрование;

100 — пересчет на 100 г вещества для получения в мг % ГОСТ 24 556–89 Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения витамина C, 1990, с. 15−17.

3. 11 Определение сухого вещества

Сухое вещество — остаток после высушивания измельченной пробы продукта до постоянной массы в заданных условиях. Метод предусматривает измельчение пробы и определение массовой доли сухих веществ в измельченной пробе высушивание при температуре (130±2) ?С до постоянной массы.

Небольшое количество пробы измельчают и помещают в бюксы. Бюкс закрывают крышкой и помещают в сушильный шкаф. Другой бюкс с сырым веществом взвешивают, так же взвешивают в бюксе навеску измельченной пробы массой 5 г с погрешностью не более 0,001 г.

Бюкс вместе с навеской и крышкой, помещенной рядом, высушивают в сушильном шкафу в течение 6 ч при температуре (103±2) °С. Закрывают крышкой, затем после охлаждения взвешивают. Потом бюкс снова помещают в сушильный шкаф, нагревают в течение 1 часа, после охлаждения взвешивают. Процесс высушивания повторяют до тех пор, пока разность между двумя последовательными взвешиваниями не будет превышать 0,005 г. Обычно сушка в течение 16 часов при температуре (103±2) °C дает схожие результаты, однако в этом необходимо убедиться в каждом отдельном случае.

Массовую долю сухих веществ вычисляют по формуле:

где и -- масса бюкса с крышкой и навеской соответственно до и после высушивания, г;

— масса пустого бюкса с крышкой, г.

За окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми не должно превышать 0,3% [ГОСТ 25 709−83 Метод определения содержания сухого вещества, 1990, с. 10−11].

4. Влияние многолетнего применения удобрений на плодородие почвы

Многолетний стационарный опыт был заложен на центральном отделении ОПХ «Южное» в 1988 году в 8-польном овоще-картофельном севообороте.

Повторность опыта четырехкратная, учетная площадь — 50,4 м² (2,8? 18 м). Расположение делянок систематическое.

Уборка и учет урожая проводились вручную поделяночно весовым методом. Данные по урожайности обрабатывались математическим методом дисперсионного анализа [Доспехов, 1985, с. 86].

Перед закладкой опытов и после завершения ротации севооборота проводилось агрохимическое обследование почвы поделяночно. Агрохимические анализы проводились согласно «Методики агрохимических исследований» ОСТ 4310−76 — ОСТ 4652−76 [Петербургский, 1979, с. 129].

Схема опыта:

1. Без удобрений (контроль)

2. N90P90K90

3. N180P180K180

4. N270P270K180

5. Навоз 30 т/га

6. Навоз 30 т/га + N90P90K90

Удобрения вносились с осени под зяблевую вспашку в виде аммиачной селитры, простого гранулированного суперфосфата и хлористого калия. Органические удобрения вносили в виде полуперепревшего навоза с содержанием питательных веществ: N — 0,52%, P2O5 — 0,25%, K2O — 0,64%.

4.1 Динамика общего азота, Р2О5 и К2О в пахотном слое почвы

Внесенные удобрения, взаимодействуя с почвой, изменили ее агрохимические свойства (таблица 3).

Таблица 3 — Влияние многолетнего применения удобрений на агрохимические свойства выщелоченного чернозема

Варианты опыта

Горизонт, см

Общий азот, %

рНсол.

Р2О5, мг/кг по Чирикову

К2О, мг/кг по Масловой

До закладки опыта (1988 г.)

0−20

0,21

6,20

315

226

20−40

0,18

6,50

303

215

40−60

0,14

6,80

296

203

После двух ротаций севооборота (2004 г.)

Без удобрения (контроль)

0−20

0,29

5,55

285

208

20−40

0,35

5,40

220

135

40−60

0,29

5,50

185

100

60−80

0,34

5,60

245

100

N90P90K90

0−20

0,21

5,90

340

296

20−40

0,20

5,95

350

267

40−60

0,20

5,81

250

251

60−80

0,15

5,90

255

273

N180P180K180

0−20

0,25

5,51

347

320

20−40

0,29

5,70

305

227

40−60

0,24

5,85

280

163

60−80

0,28

6,11

220

127

N270P270K180

0−20

0,27

5,41

365

400

20−40

0,24

5,45

275

308

40−60

0,22

5,60

270

344

60−80

0,22

5,80

205

281

Навоз 30 т/га

0−20

0,28

6,0

210

218

20−40

0,29

6,05

245

127

40−60

0,29

5,45

175

91

60−80

0,21

5,50

200

82

Варианты опыта

Горизонт, см

Общий азот, %

рНсол.

Р2О5, мг/кг по Чирикову

К2О, мг/кг по Масловой

Навоз 30 т/га + N90P90K90

0−20

0,27

5,91

375

300

20−40

0,25

5,80

270

135

40−60

0,29

6,05

175

100

60−80

0,17

6,30

180

91

После третьей ротации севооборота (2012 г.)

Без удобрения (контроль)

0−20

0,30

5,45

272

195

20−40

0,36

5,34

217

129

40−60

0,31

5,47

171

93

60−80

0,35

5,55

236

92

N90P90K90

0−20

0,23

5,87

359

313

20−40

0,22

5,92

365

300

40−60

0,22

5,80

262

296

60−80

0,19

5,84

259

306

N180P180K180

0−20

0,27

5,47

368

381

20−40

0,31

5,69

316

234

40−60

0,25

5,81

289

172

60−80

0,28

6,10

231

138

N270P270K180

0−20

0,28

5,37

380

407

20−40

0,26

5,42

284

315

40−60

0,25

5,58

279

360

60−80

0,22

5,73

212

298

Варианты опыта

Горизонт, см

Общий азот, %

рНсол.

Р2О5, мг/кг по Чирикову

К2О, мг/кг по Масловой

Навоз 30 т/га

0−20

0,30

5,96

219

221

20−40

0,28

6,0

258

132

40−60

0,29

5,41

180

100

60−80

0,24

5,48

214

94

Навоз 30 т/га + N90P90K90

0−20

0,31

5,85

385

313

20−40

0,27

5,77

277

142

40−60

0,29

6,02

183

118

60−80

0,19

6,24

189

100

Рисунок — Динамика содержания общего азота в пахотном слое почвы выщелоченного чернозема овоще-картофельного севооборота, %

По данным рисунка 3 содержание общего азота в почве существенно не изменилось под влиянием внесенных удобрений. Опытами установлено, что наибольшее содержание общего азота в пахотном слое почвы наблюдалось после третьей ротации. Оптимальным сочетанием минерального и органического удобрений для большего содержания общего азота в почве является навоз 30 т/га + N90P90K90. При внесении этого комплекса удобрений наличие в пахотном слое почвы общего азота составляет 0,31%. Наименьший показатель содержания общего азота наблюдается после внесения N90P90K90 и составляет 0,23%, то есть он изменился на 0,07%, по сравнению с тем, когда удобрения не вносились. Далее с увеличением дозы минеральных и добавлением органических удобрений наблюдается повышение содержания общего азота в выщелоченном черноземе, прирост составляет 0,08%.

Рисунок — Динамика содержания Р2О5 в пахотном слое почвы выщелоченного чернозема овоще-картофельного севооборота, мг/кг

Как видно из рисунка 4, вносимые удобрения стабилизировали и даже несколько повышали содержание доступных питательных веществ в почве, в то же время как эти показатели в варианте без удобрений значительно снижались. В пахотном слое почвы содержание подвижного фосфора в варианте без удобрений за 24 года снизилось в 1,16 раза, то есть на 43 мг/кг. Такая же тенденция прослеживается и в подпахотных слоях почвы. В первую очередь это связано с потреблением биогенного элемента, что снижает содержание в почве Р2О5.

Внесение минеральных удобрений в почву повлекло за собой увеличение содержания Р2О5 в пахотном слое выщелоченного чернозема овоще-картофельного севооборота. Наибольшие показатели Р2О5 наблюдаются после третьей ротации. После внесения N90P90K90 наличие в почве Р2О5 увеличилось в 1,32 раза, то есть на 24,2%. С повышением дозы минеральных удобрений этот показатель увеличивался соответственно на 26,1% и 28,4%.

Внесение органического удобрения, в частности навоза, привело к снижению содержания Р2О5 в связи с его некомпенсирующимдействием, по сравнению с вариантом без удобрений, на 19,5%. А внесенный комплекс минеральной и органической составляющей удобрения (навоз 30 т/га + N90P90K90) привел к увеличению этого показателя на 29,4%.

Рисунок — Динамика содержания К2О в пахотном слое почвы выщелоченного чернозема овоще-картофельного севооборота, мг/кг

Рисунок 5 показывает, что в пахотном слое почвы содержание обменного калия в варианте без удобрений за 24 года снизилось на 31 мг/кг.А при внесении минеральных удобрений содержание К2О увеличилось в 1,6−2,1 раза, то есть на 37,7−52,1%. Стоит заметить, что привнесение совокупности минеральных и органических удобрений (навоз 30 т/га с N90P90K90) привело к снижению этого показателя, в сравнении после внесения N270P270K180, на 94 мг/кг, а органических — на 186 мг/кг, что равно уменьшению соответственно на 23,1% и 45,7%. В связи с этим можно сделать вывод, что привнесение в выщелоченный чернозем навоза в количестве 30 т/га снижает содержание в почве обменного калия.

Наиболее существенное влияние внесенные удобрения оказали на кислотность почвы. РНсол. Выщелоченного чернозема за три ротации снизилось на 0,75. Минеральные удобрения, внесенные в умеренных дозах N90P90K90 способствовали некоторой нейтрализации этой кислотности, которая составила 5,87. Дальнейшее увеличение норм минеральных удобрений снижало этот показатель до 5,47−5,37. Внесение органических удобрений нейтрализовало эту кислотность до 5,96.

4.2 Динамика гумуса в пахотном слое почвы

При интенсивном ведении земледелия, даже при выращивании в севообороте многолетних трав, не обеспечивалось сохранение запасов гумуса (таблица 4).

Таблица 4 — Влияние многолетнего применения удобрений на содержание гумуса в выщелоченном черноземе

Варианты опыта

Горизонт, см

Гумус, %

Гидрол. кислотность, мг-экв

Сумма поглощенных оснований, мг-экв.

100 г

100 г

До закладки опыта (1988 г.)

0−20

1,50

1,5

25,7

20−40

1,40

1,4

26,3

40−60

1,20

1,2

26,3

После двух ротаций севооборота (2004 г.)

Без удобрения (контроль)

0−20

1,14

1,5

23,0

20−40

1,12

1,4

25,4

40−60

1,12

1,1

26,0

60−80

1,10

1,2

25,7

N90P90K90

0−20

1,20

1,5

25,1

20−40

1,14

1,1

25,1

40−60

1,14

1,1

24,6

60−80

1,19

0,9

24,6

N180P180K180

0−20

1,25

1,5

24,4

20−40

1,36

1,1

25,7

40−60

1,25

0,9

26,2

60−80

1,28

0,8

26,7

N270P270K180

0−20

1,28

1,7

25,6

20−40

1,51

1,4

26,0

40−60

1,18

1,2

25,5

60−80

1,37

0,9

25,7

Навоз 30 т/га

0−20

1,31

1,2

27,7

20−40

1,67

1,0

28,6

40−60

1,43

1,2

27,5

60−80

1,40

1,1

26,9

Навоз 30 т/га + N90P90K90

0−20

1,33

1,1

28,5

20−40

1,77

1,1

28,9

40−60

1,26

0,9

28,6

60−80

1,36

0,7

28,3

Рисунок — Динамика содержания гумуса в пахотном слое почвы выщелоченного чернозема овоще-картофельного севооборота, %

Рассмотрев рисунок, можно сделать вывод, что если при закладке опыта в пахотном слое почвы содержалось 1,5% гумуса, то после 3-й ротации севооборота его содержание снизилось на 0,4% и составляло 1,1%. Вносимые минеральные и органические удобрения оказывали влияние на увеличение содержания гумуса в почве.

Гидролитическая кислотность почвы существенно не изменялась в вариантах без удобрений, а также в вариантах с минеральными удобрениями, внесенными в норме N90−180P90−180K90−180.

Дальнейшее повышение норм вносимых удобрений повысило эту кислотность до 1,9 мг-экв/100 г. Органические удобрения, вносимые как отдельно, так и совместно с минеральными понижали эту кислотность на 0,4−0,6 мг-экв/100 г. Причем снижение этой кислотности происходило не только в пахотном горизонте, но и в более глубоких слоях почвы. Органические удобрения также способствовали увеличению суммы поглощенных оснований, в то время как минеральные удобрения стабилизировали этот показатель.

5. Влияние применения удобрений на агрофизические свойства почвы, урожайность и качество продукции (на примере томатов и картофеля)

Основной задачей сельскохозяйственной науки на современном этапе является создание научных основ получения максимальных урожаев высокого качества при сохранении и повышении плодородия почв. Все возрастающий уровень применения средств химизации обеспечивает непрерывный рост урожаев сельскохозяйственных культур и воспроизводство эффективного плодородия почв, однако при этом потенциальное плодородие снижается. В связи с этим изучение вопросов, связанных с сохранением и повышением плодородия почв и использования при этом экологически безопасных приемов, становится одной из актуальных проблем.

Известно, что эффективное плодородие выщелоченного чернозема Кубани, в большей мере определяется его структурным состоянием.

Механический состав почвы определяет многие агрономически важные ее свойства: водный, воздушный и тепловой режим, и влияет на запас питательных веществ в почве, подвижность и эффективность действия вносимых удобрений. От механического состава зависят сложение, порозность, влагоемкость, влажность завядания и другие физические свойства.

В нашем опыте в 8-польном овоще-картофельном севообороте с двухлетним возделыванием многолетних трав, вносимые в течение трех ротаций севооборота удобрения оказали некоторое влияние на агрофизические свойства выщелоченного чернозема.

Внесение минеральных удобрений приводит к их измельчению, а органических — к сохранению целостности фракций. Так, при внесении N90P90K90 количество фракций более 10 мм стало 5,75% и с увеличением дозы минеральных удобрений (N270P270K180) уменьшается их количество.

Процент фракций стал равным 4,79%. Внос же навоза в количестве 30 т/га приводит к увеличению их количества, и показатель увеличился на 4,2% и стал 8,99%. Самым оптимальным является внесение органо-минерального комплекса удобрений (навоз 30 т/га + N90P90K90). В этом варианте опыта зарегистрирован наибольший показатель агрономически ценных агрегатов (10,35%).

Содержание фракций в пахотном слое почвы от 1 до 7 мм варьировало слабо. Показатель колеблется в пределах от 62,20% до 69,71%. Процент фракций от 1 до 0,25 мм за 24 года в варианте без удобрений в пахотном слое почвы увеличился на 6,03%, и, прослеживая динамику, можно сделать вывод, что внесение органических удобрений приводит к уменьшению количества мелких фракций, а минеральных — наоборот, к их увеличению. Так, при внесении N90P90K90 содержание данных фракций составляет 26,44%, а при внесении N270P270K180 этот показатель увеличился на 4,2% и стал равен 30,64%. При внесении же навоза в количестве 30 т/га наблюдается уменьшение количества фракций от 1 до 0,25 мм в пахотном слое почвы, их стало 21,15%. Внесение навоза 30 т/га с N90P90K90 приводит к небольшому увеличению данного показателя (24,92%) и, как следствие, стабилизации содержания песчаных частиц в выщелоченном черноземе овоще-картофельного севооборота.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой