Введение к работе
Актуальность темы. Поддержание высокого уровня почвенного плодородия является необходимым условием получения высоких и стабильных урожаев овощных культур.
Среди возделываемых сельскохозяйственных культур наиболее требовательны к уровню плодородия почвы овощные культуры. Они отличаются не только высокой чувствительностью к условиям минерального питания, но и высоким биологическим выносом питательных элементов из почвы (Журбицкий З.И., 1963; Борисов В.А., 1978, 1990). Рациональная система применения удобрений позволяет увеличить урожайность возделываемых культур на 40-50%, не снижая при этом уровень почвенного плодородия (Ковылин В.М., Борисов В.А. и др., 2004).
Внесение недостаточного количества удобрений не восполняет в полной мере вынос питательных элементов из почвы, что может приводить к снижению плодородия почвы и урожайности овощных культур. С другой стороны, применение необоснованно высоких доз удобрений может привести к загрязнению окружающей среды и ухудшению качества продукции, а также экономически невыгодно. Поэтому важно установить оптимальные дозы питательных элементов при систематическом применении минеральных удобрений, которые позволят получать достаточно высокие урожаи овощей хорошего качества и при этом сохранить или повысить уровень почвенного плодородия.
Имеющиеся в литературе данные о влиянии длительного воздействия удобрений на почву и урожайность сельскохозяйственных культур во многом противоречивы, в частности о влиянии разных доз и соотношений элементов на содержание и состав гумуса, кислотные свойства и другие. Довольно много исследований проведено по изменениям подвижных, доступных форм макроэлементов, а труднодоступным и валовым формам уделено меньше внимания, хотя они также могут участвовать в питании растений. В основном такие исследования проводились на дерново-подзолистых и чернозёмных почвах различного механического состава, а аллювиально-луговым насыщенным почвам пойм уделено мало внимания. Здесь можно отметить работы Почвенного института им. Докучаева (Кораблева Л.И., 1969 и др.), МГУ им. Ломоносова (Добровольский Г.В., 1964идр.)иВНИИО.
Исследования по изменениям агрохимических свойств почвы возможно проводить лишь в многолетних стационарных опытах. Одним из таких являлся опыт «Виды и дозы минеральных удобрений», заложенный в 1975-1977 г.г. на аллювиально-луговой почве ОПХ «Быково» Московской области отделом земледелия и агрохимии НИИОХ. Наши исследования проводились через 30-летний период с момента закладки опыта.
Цель и задачи исследований. Цель данной работы - вьивить изменения в свойствах аллювиально-луговой почвы НЧЗ РФ и продуктивности овощных культур при систематическом применении разных видов и доз минеральных удобрений.
Для достижения поставленной цели были определены и решены следующие задачи:
Установить влияние систематического внесения минеральных удобрений в 6-й ротации овоще-кормового севооборота стационарного опыта на кислотно-основные и водно-физические свойства пахотного и подпахотного слоев аллювиально-луговой почвы.
Выявить изменение показателей плодородия почвы — содержание гумуса, азотный, фосфатный и калийный режимы при внесении различных видов и доз минеральных удобрений.
Определить ферментативную активность почвы на различных фонах минерального питания овощей.
Выявить влияние систематического применения минеральных удобрений на урожайность овощных культур (капусты белокочанной, столовых моркови и свеклы) и однолетних трав в 6-й ротации севооборота и изменение его общей продуктивности при многолетнем использовании почвы.
Установить прогнозируемое изменение показателей плодородия почвы (гумуса, подвижного фосфора, обменного калия) при многолетнем применении минеральных удобрений на основе регрессионного анализа базы данных за шесть ротаций севооборота стационарного опыта.
Определить энергетическую и экономическую эффективность применения минеральных удобрений в 6-й ротации овоще-кормового севооборота.
Предметом исследований являлись: аллювиально-луговая почва, насыщенный овоще-кормовой севооборот.
Объект исследования - свойства почвы и их изменение.
Научная новизна результатов исследований. На аллювиально-луговой почве в 6-й ротации овоще-кормового севооборота стационарного опыта установлено влияние систематического применения отдельных видов и доз минеральных удобрений на кислотно-основные, водно-физические свойства; азотный, фосфатный и калийный режимы; содержание и состав органического вещества в пахотном и подпахотном слоях. Установлено прогнозируемое изменение показателей плодородия почвы (гумуса, подвижного фосфора, обменного калия) на основе базы данных многолетнего (30 лет) применения минеральных удобрений. Определена ферментативная активность почвы по фонам питания.
Практическая значимость работы. Установлены оптимальные дозы минеральных удобрений при систематическом их внесении, необходимые для получения устойчивых урожаев капусты белокочанной, моркови и свёклы столовой и предотвращения деградации длительно используемых аллювиально-луговых почв в насыщенных овоще-кормовых севооборотах в отношении азотного, фосфатного и калийного режимов.
Основные положения, выносимые на защиту:
Изменение основных показателей плодородия (гумуса, азотного, фосфатного, калийного режимов, кислотно-основных свойств) аллювиально-луговой почвы при систематическом применении минеральных удобрений;
Продуктивность овоще-кормового севооборота в 6-й ротации в зависимости от применения различных видов и доз минеральных удобрений;
Энергетическая и экономическая эффективность применения минеральных удобрений под овощные культуры.
Апробация работы. Результаты исследований доложены на методической комиссии по земледелию, агрохимии и хранению (2005-2009 г.г.) и учёном совете ВНИИО (2010 г.); на научной конференции, посвященной 75-летию ВНИИО (2006 г.). Результаты исследований отражены в 3 печатных работах.
Объём и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 152 страницах компьютерного текста, включает 30 таблиц, 19 рисунков. Состоит из: введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, рекомендаций производству, списка использованной литературы (212 наименований, в том числе 30 зарубежной) и 15 приложений.
МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ Полевые исследования по теме диссертации проводились в 2005-2007 г.г. в 6-й ротации севооборота в многолетнем стационарном опыте отдела земледелия и агрохимии ВНИИО «Виды и дозы минеральных удобрений».
В 1975-1977 г.г. почва характеризовалась повышенным содержанием гумуса (4,20% в слое 0-20 см и 3,90% в слое 20-40 см), высоким содержанием подвижного фосфора (28,2 мг и 22,6 мг соответственно) и средним - обменного калия (16,6 мг и 15,6 мг соответственно), содержанием обменного кальция на уровне 19-20 мг-экв в 100 г почвы и обменного магния - от 3 до 5 мг-экв в 100 г почвы, нейтральной реакцией среды (рНс0Л 6,9-7,0) и высокой насыщенностью основаниями (98-99%).
Таблица 1 - Схема опыта «Виды и дозы минеральных удобрений»
Овощи выращивали в интенсивном 5-польном овоще-кормовом севообороте со следующим чередованием культур: капуста белокочанная Fi Колобок, капуста белокочанная F] Монарх, морковь столовая Берликум, свёкла столовая Мулатка, вико-овсяная смесь на зелёный корм.
Схема опыта (таблица 1) предусматривала внесение доз минеральных удобрений от расчётных до повышенных и высоких, что позволило определить верхние и нижние границы эффективности каждого элемента на плодородие почвы и урожайность овощных культур.
В качестве удобрений использовали: аммиачную селитру (34% N), двойной суперфосфат (42% Р2О5) и хлористый калий (60% КгО). Все удобрения вносили весной под вспашку.
Площадь опытных делянок на поле I (2005 г.) составляла 48,96 м2 (10,2x4,8), на II и III полях (2006 и 2007 г.г.) - 57,12 м2 (10,2x5,6). Пространственная повторность опыта 4-кратная, опытные делянки были расположены рендомизированно, повторения - в 2 яруса.
Возделывание овощных культур и вико-овсяной смеси осуществлялось по принятым в ОПХ «Быково» технологиям.
Перед посевом вико-овсяной смеси проводили разбивку опытного участка на делянки, с каждой из которых было отобрано по одному смешанному образцу почвы, составленному из 5 индивидуальных проб, взятых «конвертом». Отбор проводили в слое 0-20 см и 20-40 см. Агрохимические исследования (2005-2009 г.г.) выполнялись на базе лаборатории агрохимии ВНИИО.
Все исследования проведены согласно «Практикуму по агрономической химии» (Петербургский А.В., 1968), «Агрохимическим методам исследования почв» (под ред. Соколова А.В., 1975), «Методике опытного дела в овощеводстве и бахчеводстве» (под ред. Велика В.Ф., 1992), «Практикуму по агрохимии» (под ред. МинееваВ.Г.,2001).
