показано вплив мікрорельєфу на гумусний стан та агрохімічні властивості чорнозему. Встановлено, що продуктивність зернових культур змінюється в умовах вираженого мікрорельєфу в 1,3-2,6 рази. Виявлено кореляційну залежність між продуктивністю рослин і змістом форм гумусових речовин і рН сольової суспензії.

Анотація наукової статті по сільському господарству, лісовому господарству, рибному господарству, автор наукової роботи - Шпедт А. А., Нікітіна В. І.


AGROCHEMISTRY PROPERTIES OF CHERNOZEM AND CROP CAPACITY OF GRAIN IN CONDITIONS OF A MICRORELIEF

Influence of a microrelief on humic conditions and agrochemistry properties of chernozem is shown in article. It is established, that crop capacity of grain changes in conditions of the expressed microrelief in 1,3-2,6 times. It is revealed correlation between crop capacity of grain and the forms of humic substances content and рН soil salt suspension.


Область наук:
  • Сільське господарство, лісове господарство, рибне господарство
  • Рік видавництва: 2008
    Журнал: Аграрний вісник Уралу
    Наукова стаття на тему 'Агрохімічні властивості чорнозему і продуктивність зернових культур в умовах мікрорельєфу'

    Текст наукової роботи на тему «Агрохімічні властивості чорнозему і продуктивність зернових культур в умовах мікрорельєфу»

    ?землеробство Сибіру

    Агрохімічні властивості ЧЕРНОЗ'МА і продуктів-НІСТЬ ЗЕРНОВИХ КУЛЬТУР В УМОВАХ

    мікрорельєфу

    A.А. ШПЕДТ,

    кандидат сільськогосподарських наук, доцент

    B.І. НІКІТІНА,

    кандидат сільськогосподарських наук, доцент,

    Красноярський ГАУ, м Красноярськ

    Ключові слова: рельєф місцевості, мікрорельєф, властивості грунту, зернові культури, агрохімічні властивості чорнозему.

    Рельєф робить багатобічна вплив на мікроклімат, на процеси, що протікають в грунтовій товщі, властивості грунту і особливості її генезису. Можливості ведення землеробства, його спеціалізація і ефективність значною мірою обумовлені рельєфом. Визначаючи розвиток грунтів і їх родючість, рельєф місцевості має суттєвий вплив на цінність ґрунтів і земель. Значною мірою рельєф визначає розвиток водної і вітрової ерозії. У розвинених країнах зі-тимчасові технології виробництва продукції рослинництва вже доведені до рівня в середині підлоги диференціації - під назвою "прецизійного землеробства" [1] .

    В даний час розкриті основні причини, що викликають неоднорідність грунтового покриву. Однак ці дослідження проводилися, в основному, в європейській частині країни. У Сибіру подібні дослідження поодинокі [3-5, 7-9]. Встановлено, що мікропестрота властивостей чорноземів - основна причина мікропестроти врожайності сільськогосподарських культур [5]. Визначальний вплив на величину врожаю на різних елементах грунтового мікрокомплекси належить гумусовой складової (ступінь гуму-сірованіе і потужність гумусового горизонту), яка багато в чому визначає діапазон активної вологи в грунті,

    а разом з ним - і величину врожаю. На думку Н.Г. Рудого [7], для підвищення ефективності систем землеробства необхідно збільшити масштаб ґрунтового та агрохімічного обстеження землекористувань.

    Мета і методика досліджень

    Схема досвіду включала такі варіанти: 1) рівний ділянку (контроль 1); 2) блюдце; 3) мікроложбіна; 4) рівну ділянку (контроль 2); 5) рівне підвищення; 6) подовжене мікропоніженіе. Площа дослідного поля становила 2,4 га. Основний фон дослідного поля був представлений чорноземом звичайним малопотужним малогумусного. Грунтоутворюючих порід - делювіальнимі карбонатними тяжелосуглинистого відкладеннями. Перепади висот між грунтовими комбінаціями не перевищували 40-50 см. Перші три варіанти досвіду залягали по рельєфу трохи нижче інших трьох варіантів. З цієї причини в досвід були введені два контрольних варіанти.

    Оброблялися яра пшениця сорту Уярочка і ярий ячмінь - Вулкан. Посів проведено на початку травня, а прибирання та облік врожаю - на початку вересня. Попередник - чистий пар. Агротехніка обробітку культур була типовою для лісостепової зони Красноярського краю.

    Відбір ґрунтових зразків проводився у вересні, паралельно обліку

    ш »Г и

    врожаю, за допомогою агрохімічного бура. Кожен варіант був представлений п'ятьма об'єднаними грунтовими пробами, що складаються з 10-15 одиничних проб. Урожайність враховувалася методом відбору снопів з 1м2 в 4-5-кратної повторності.

    Аналіз грунту проводили загальноприйнятими агрохімічними методами: загальний вуглець гумусу (Сгумуса) по І.В.Тюріну; рН в сольовий 1 н. КС1 суспензії - потенціометрично; рухомий фосфор - по Чирикова. Для вилучення рухомої частини гумусу (С0,1 н. ИаОН) використовували 0,1 н. ИаОН, при співвідношенні ґрунту і розчинника 1:20, а для лабільного органічної речовини (Слов) - важку рідину (Р = 1,9-2,0 г / см3).

    Зміст загального гумусу змінювалося в грунті різних елементів мікрорельєфу від 2,69 до 4,40% (табл.1). Відмінності вмісту гумусу в грунті різних варіантів досвіду були суттєві. Найбільш контрастно за вмістом гумусу розрізнялися грунт рівних контрольних ділянок - в 1,6 рази. Відмінності в змісті гумусу досягали 1,7%. Необхідно відзначити, що в грунті знижених елементів мікрорельєфу - блюдця, подовженого мікропоніженія і навіть мікроложбіни - вміст гумусу було менше, ніж в грунті першого контрольного варіанту, але більше, ніж у грунті другого контрольного варіанту. На нашу думку, це вказує на трансаккумулятівний характер мікропоніженій.

    Рухомих гумусових речовин екстрагувати з грунту всього 110265 мг / 100 г, або 6,3-10,4% від загального вмісту вуглецю гумусу. Відношення максимального значення до мінімального становило 2,4, що вказувало на мінливість змісту і рухливість даної форми гумусових речовин. Мікрорельєф істотно вплинув на зміст даної форми гумусових речовин.

    Зміст лабільного органічної речовини, так званого детриту, змінювалося в грунті микрокомплексов від 0,1 до 0,22%, або в 2,2 рази, при-

    Lay of land, microrelief, properties of ground, grain crops, agrarian-chemical properties of chernozem.

    Таблиця 1

    Вплив мікрорельєфу на властивості чорнозему звичайного

    Варіант досліду Гумус,% С0,1 н. ІаОН, мг / 100 г Слів,% рНсол. Р2О5, мг / 100 г Потужність гум. гір., см Глибина заліг. карбон., см Вологість грунту в шарі 0-50см,%

    1. Рівна ділянка (контроль 1) 4,40 265 0,22 6,58 27,8 45-50 60 23,6

    2.Блюдце 2,95 144 0,18 6,65 23,2 30-40 35-45 18,3

    3. Мікроложбіна 4,02 205 0,19 6,60 28,4 90 >90 25,5

    НСРсб 0,51 - 0,08 0,16 3,2 - - 2,0

    Sx,% 4,4 - 13,0 0,8 3,9 - - 3,5

    4. Рівна ділянка (контроль 2) 2,69 130 0,12 6,48 18,2 30 35 18,5

    5. Рівне підвищення 3,62 181 0,10 6,62 18,2 30-50 40-50 20,5

    6. подовжені мікропоніженіе 3,00 110 0,10 6,98 19,4 20 30-45 17,5

    НСР05 0,37 36 0,02 0,17 2,8 - - 1,0

    Sx,% 4,0 7,3 6,5 0,8 5,0 - - 1,5

    землеробство Сибіру

    Таблиця 2

    Вплив мікрорельєфу на продуктивність зернових культур, т / га

    Варіант досліду фітомаси Зерно

    пшениця ячмінь середнє пшениця ячмінь середнє

    1.Ровний ділянку (контроль 1) 4,02 7,41 5,72 1,54 3,21 2,38

    2. Блюдце 2,60 3,34 2,97 1,23 1,25 1,24

    3. Мікроложбіна 3,85 5,28 4,57 1,51 2,43 1,97

    НСР05 1,52 1,01 - 0,42 0,56 -

    вх,% 14,2 5,9 - 9,6 8,0 -

    4.Ровний ділянку (контроль 2) 3,84 6,16 5,00 1,62 2,64 2,13

    5.Ровное підвищення 4,30 5,64 4,97 1,65 2,56 2,11

    6.Удліненное мікропоніженіе 2,30 - 2,30 1,24 - 1,24

    НСР05 1,02 - - 0,23 - -

    вх,% 9,7 - - 4,9 - -

    ніж грунт мікроложбіни, блюдця, рівного контрольного ділянки містила детриту значно більше, ніж грунт підвищення, подовженого мікропоніженія і рівного контрольного ділянки 2. Ділянка 1, блюдце і мікроложбіна залягали на кілька десятків сантиметрів нижче, щодо рівної ділянки 2, підвищення і подовженого мікропоніженія. Накопичення детриту в грунті перших трьох варіантів обумовлено було кращої влагообеспеченнос-ма і додатковим надходженням органічного матеріалу з інших ділянок. Будь-яка місцевість з певним рельєфом складається з геохімічних зон виносу, перенесення і акумуляції. Перерозподіл речовини пов'язано, перш за все, з переміщенням щодо мікрорельєфу поверхневої вологи.

    Потужність гумусових-акумулятивного горизонту змінювалася за елементами мікро-рельєфу дуже контрастно, від 20 до 90см, тобто більш ніж в 4 рази. Потужний гумусовий горизонт був характерний для грунту мікроложбіни, укорочений - для грунту подовженого мікропоніженія. Різна потужність гумусового горизонту грунту микрокомплексов дозволяє говорити про перенесення ґрунтового матеріалу. Мелкозем, а разом з ним і органічна речовина, виносилися з поверхні рівної ділянки 2, підвищення і навіть подовженого мікропоніженія, надходили в грунт рівної ділянки 1, блюдця і мікроложбіни, тут накопичувалися і далі виносилися через улоговину за межі дослідного поля. Таким чином, рівну ділянку 2, підвищення і подовжене мікропоніженіе

    - це транселювіальние освіти, а рівну ділянку 1, блюдце і мікроложбіна - трансаккумулятівние. Ми також вважаємо, що по відношенню до рівному ділянці 2 і підвищенню подовжене мікропоніженіе є трансаккумулятівним освітою, а по відношенню до рівному ділянці 1, блюдця і мікроложбіне - більше транселювіальним.

    Глибина залягання карбонатів в грунтовому профілі також була пов'язана з потужністю гумусового горизонту. У грунтовому профілі карбонати залягали

    трохи нижче (на 5-12см) гумусового горизонту, вказуючи на слабку ступінь ви-луженні грунту. Кореляційний зв'язок між потужністю гумусового горизонту і глибиною залягання карбонатів була дуже висока: г = + 0,98 ± 0,05. Високий кореляційний зв'язок відзначалася також між вмістом в грунті вуглецю гумусу і глибиною залягання карбонатів: г = + 0,75 ± 0,17.

    Під впливом мікрорельєфу змінювалася реакція ґрунтового розчину. Значення рН сольової суспензії грунту мікроутворень змінювалося від 6,5 до 7,0. Чим вище залягали карбонати в грунтовому профілі, тим більше було значення рН в орному шарі грунту, але значущою зв'язку між цими властивостями грунту не було виявлено. На нашу думку, це пов'язано з регулярним обертанням орного шару грунту, в результаті чого вилужений і карбонатний горизонт перемішувалися. Це посилювало мінливість рН в поверхневому шарі грунту.

    Вміст рухомого фосфору також було піддано істотним змінам. У грунті досвідченого ділянки, щодо елементів мікрорельєфу, зміст Р205 змінювалося в 1,6 рази, від середнього класу забезпеченості до високого. Звертає на себе увагу висока забезпеченість рухомим фосфором ґрунту рівної ділянки 1, блюдця і мікроложбіни. На нашу думку, це обумовлювалося додатковим надходженням мелкозем і органічної речовини на дані елементи мікрорельєфу. Зв'язок між вмістом гумусу і рухомим фосфором характеризувалася як сильна: г = + 0,76 ± 0,12.

    Таким чином, грунт дослідної ділянки мала значну строкатість агрономічних та агрохімічних параметрів. Безумовно, така варіація властивостей грунту не могла не справити істотного впливу на її родючість і врожайність сільськогосподарських культур.

    Загальна фитомасса ярої пшениці змінювалася в межах дослідного поля від 2,30 до 4,30 т / га (табл. 2). ва-

    рьірованіе даного показника в межах поля характеризувалося як високе. Різниця врожайності зерна між найбільш контрастними варіантами (рівне підвищення і подовжене мікропоніженіе) становило 0,42 т / га, а варіювання в межах поля -19%. Низька продуктивність культури була обумовлена ​​сильним розвитком грибних хвороб. Біомаса ячменю змінювалася від 2,30 до 5,75 т / га, а коефіцієнт варіації становив 27%. Різниця врожайності зерна ячменю між найбільш контрастними варіантами досягало 1,96 т / га, а варіювання врожайності зерна - 31%. Таким чином, варіювання врожайності в межах поля, що характеризується спокійним рівним рельєфом, може досягати 20-30%.

    Всі варіанти досвіду по врожайності зернових культур можна розділити на три групи, всередині яких відмінності мінімальні: в першу групу увійшли вирівняне підвищення і контрольні рівні ділянки, тут амплітуда мінливості врожайності зернових культур в середньому за два роки була від 2,11 до 2,38 т / га; в другу - подовжене мікропоніженіе і блюдце (1,24 т / га); в третю - улоговина (1,97 т / га).

    Такий поділ можна пояснити приблизно подібними умовами виростання пшениці на окремих ділянках. До першої групи увійшли ділянки, що знаходяться на чорноземі звичайному малогумусного малопотужному і середньоглибокі, в другу - на чорноземі звичайному малогумусного скороченому і малопотужному. Депресивні форми мікрорельєфу істотно поступалися по продуктивності рівним ділянкам.

    Положення про те, що негативні форми мікрорельєфу знижують врожайність зернових культур, має потребу в поясненні. Справа в тому, що високі врожаї культур не завжди збігаються з зонами найбільшого вмісту в грунті поживних речовин. Так, в дослідах проведених в Нечорноземної зоні Росії, відзначена тенденція до збільшення врожайності зернових культур на підвищених частинах схилів, тоді як в акумулятивних позиціях врожайність була менше, хоча забезпечення елементами живлення було максимальним [2, 6]. Таке явище автори пояснюють порушенням співвідношення між елементами живлення. Також на продуктивність рослин можуть впливати і коливання мікрокліматичних умов.

    Виявлено істотний вплив на продуктивність зернових культур змісту загального вуглецю гумусу, рухомих гумусових речовин, що витягають 0,1 н. ИаОН, вологості грунту в шарі 0-50 см і рН сольової суспензії (табл. 3). Дещо слабше була зв'язок між врожайністю пшениці, потужністю гумусового горизонту і глибиною залягання карбонатів. На врожайність ярого ячменю дан-

    землеробство Сибіру

    Таблиця 3

    Вплив властивостей грунту на продуктивність зернових культур (при п-2 = 28 критичне значення г05 = 0,36; при п-2 = 22 г05 = 40; при п-2 = 16 г05 = 0,47)

    Властивості грунту п фітомаси Зерно

    г ± Ег | г2 г ± Ег | г2

    Пшениця

    Сгумуса 30 0,56 ± 0,16 0,31 0,37 ± 0,18 0,14

    З 0,1 н. ИаОН 30 0,65 ± 0,14 0,42 0,46 ± 0,17 0,21

    Слів 24 0,16 ± 0,21 0,03 -0,06 ± 0,21 0,00

    Потужність гумусового горизонту 18 0,40 ± 0,23 0,16 0,26 ± 0,24 0,07

    Глибина залягання карбонатів 18 0,46 ± 0,22 0,21 0,30 ± 0,24 0,09

    рНсол. 30 -0,76 ± 0,12 0,58 -0,72 ± 0,13 0,52

    Р2О5 30 0,16 ± 0,21 0,03 -0,06 ± 0,21 0,00

    Вологість грунту, 0-50см 18 0,62 ± 0,20 0,38 0,45 ± 0,22 0,20

    Ячмінь

    Сгумуса 24 0,53 ± 0,18 0,28 0,58 ± 0,17 0,34

    З 0,1 н. ИаОН 24 0,63 ± 0,17 0,40 0,64 ± 0,16 0,41

    Слів 24 0,10 ± 0,21 0,01 0,05 ± 0,21 0,00

    Потужність гумусового горизонту 18 0,07 ± 0,25 0,00 0,17 ± 0,25 0,03

    Глибина залягання карбонатів 18 0,22 ± 0,24 0,05 0,31 ± 0,24 0,10

    рНсол. 24 -0,57 ± 0,18 0,32 -0,53 ± 0,18 0,28

    Р2О5 24 0,12 ± 0,21 0,01 0,13 ± 0,19 0,02

    Вологість грунту, 0-50см 18 0,42 ± 0,23 0,18 0,51 ± 0,22 0,26

    ні показники не чинили ніякого впливу. Не виявлено зв'язку між продуктивністю рослин і вмістом в грунті детриту і рухомого фосфору.

    Виявлена ​​сильна зворотна залежність між продуктивністю пшениці і рНсол .: г = -0,72 ...- 0,76. На ячмені дана залежність виявлялася слабкіше, що цілком зрозуміло, тому що дана культура відноситься до групи солестійких і, в порівнянні з пшеницею, краще переносить підвищення рН ґрунтового розчину. На негативну зв'язок між врожайністю зернових культур і рН сольової суспензії на чорноземах в умовах лісостепової зони Красноярського краю неодноразово вказували П.І. Крупкін і В.В. Клишоногий [4, 5].

    Встановлено середню залежність (r = + 0,42. + 0,62) між вологістю ґрунту і продуктивністю пшениці і ячменю. При підвищенні вологості в шарі грунту 0-50, відповідно підвищувалася і врожайність. Це добре видно на прикладі двох, найбільш контрастних по вологості і урожайнос-

    ти форм мікрорельєфу: рівну ділянку (контроль 1) і подовжене мікропоніженіе. Низька вологість грунту блюдця і подовженого мікропоніженія давала негативні результати, тут спостерігалася найнижча продуктивність сільськогосподарських культур.

    Таким чином, перерозподіляючи зміст різних компонентів, мікрорельєф найістотнішим чином вплинув на родючість грунту. Оптимізація родючості в умовах просторової неоднорідності грунтів вимагає диференційованого застосування агротехнічних і агрохімічних прийомів. Сучасні технології передбачають диференційоване, щодо просторової мінливості поля, проведення основних і додаткових технологічних операцій з обробітку грунту, застосування добрив і засобів захисту рослин [10, 11]. Застосування технологій прецизійного землеробства дозволяє економити до 20-30% мінеральних добрив і засобів захисту рослин [1] і суще-

    ного підвищити врожайність сільськогосподарських культур. Погоджуючись з думкою Н.Г. Рудого [7] про необхідність збільшення масштабу грунтового і агрохімічного обстеження, вважаємо, що також важливо встановити в межах наявних землекористувань геохімічні зони виносу, перенесення і акумуляції грунтового матеріалу.

    Висновки. рекомендацію

    Щодо форм мікрорельєфу, в грунті вміст загального гумусу змінюється в 1,6 рази, вміст рухомих гумусових речовин - в 2,4 рази, а вміст лабільного органічної речовини - в 2,2 рази. Вміст рухомого фосфору змінюється в грунті за елементами мікрорельєфу в 1,6 рази

    - від середнього класу забезпеченості до високого.

    Мікрорельєф впливає на потужність гумусових-акумулятивного горизонту грунту, яка змінюється від 20 до 90 см, або більше ніж у 4 рази. Чим сильніше виражена акумуляція органічної речовини в грунтовому профілі, тим вище вологість грунту в шарі 0-50 см. Глибина залягання карбонатів в грунтовому профілі тісно пов'язана з потужністю гумусового горизонту (r = + 0,98 ± 0,05). Чим вище залягають карбонати в грунтовому профілі, тим більше значення рНсол. в орному шарі ґрунту.

    Просторова неоднорідність грунтів, обумовлена ​​мікрорельєфом, істотно впливає на продуктивність ярої пшениці та ячменю. Варіювання врожайності зернових культур щодо елементів мікрорельєфу становить 20-30%. Врожайність зернових культур на депресивних елементах мікрорельєфу в 1,1-1,8 рази нижче, в порівнянні з рівними ділянками.

    Найбільший позитивний вплив на врожайність пшениці і ячменю надає вміст у грунті загального вуглецю гумусу і рухомих гумусових речовин. Зв'язок характеризується як пряма середня і сильна. Найбільший негативний вплив на врожайність надає рН сольової суспензії.

    література

    1. середині підлоги строкатість грунтового покриву і врожайність в центрі чорноземної зони Росії: зб. ст. / Є.Г. Васенева [и др.]; Воронезький державний університет. - 2000. - С. 330-362.

    2. Гришина Л.А., Моргун Л.В. Просторове варіювання вміст гумусу і азоту в орному шарі дерново-підзолистих грунтів // Агрохімія. - 1978. - №11. - С. 88-91.

    3. Крупкін П.І., Крупкіна Е.І. Мікропестрота грунтового покриву і урожай в Центральному Сибіру // Ґрунтознавство. - тисячі дев'ятсот сімдесят одна.

    - №3. - С. 3-14.

    4. Крупкін П.І. Клишоногий В.В. Вплив мікропестроти властивостей чорноземів на урожай сільськогосподарських культур в умовах Центрального Сибіру // Родючість ґрунтів і агротехніка сільськогосподарських культур в Східному Сибіру. - Новосибірськ: СОРАСХН, 1992. - С. 16-28.

    5. Крупкін П.І. Чорноземи Красноярського краю: Монографія. - Красноярськ: КрасГУ, 2002. - 332 с.

    6. Липкина Г.С. Перерозподіл зі стоком внесених з добривом елементів мінерального живлення в схилових грунтах Нечорнозем'я і його вплив на урожай багаторічних трав // Ґрунтознавство. - 1986. - №5. - С. 41-48.

    7. Рудой Н.Г. Просторова мінливість і кореляційні зв'язки агрохімічних властивостей лісостепових чорноземів / Грунти Сибіру: особливості функціонує-вання і використання. - Красноярськ: Вид-во КрасГАУ, 2006. - Вип.2. - С. 144-150.

    8. Топтигин В.В. Ґрунти і врожай ярої пшениці в умовах мелкобугристой рельєфу // Тр. КНИИСХ. - Т.7. - Красноярськ, 1972. - С. 45-51.

    9. Яхтенфельд П.А. Культура ярої пшениці в Сибіру. - М .: Думка, 1981. - 359 с.


    Ключові слова: РЕЛЬЄФ МІСЦЕВОСТІ / Мікрорельєф / властивості ГРУНТУ / ЗЕРНОВІ КУЛЬТУРИ / Агрохімічні властивості чорнозему

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити