Динамика запасов фосфора в почве в связи с интенсивным использованием пашни

Полный текст

Введение

В решении продовольственной программы важное место отводится интенсивному использованию пашни посредством сочетания однолетних основных и промежуточных культур, выращивания многолетних трав в условиях достаточного увлажнения и при орошении путем исключения из севооборотов межкультурных периодов в виде зяби, пара [1, 2, 3].

Интенсивное использование пашни по-своему влияет на динамику запасов и режим элементов питания, о чем в свое время нами было сообщено. Что касается фосфатного режима почвы, то предлагаемые материалы являются оригинальными [4, 5].

Мицеллярно-карбонатные черноземы Северного Кавказа отличаются пониженным содержанием доступного фосфора, и сельскохозяйственные культуры, выращиваемые на них, эффективно реагируют на внесение фосфорных удобрений [6, 7]. Это требует тщательного изучения процессов, связанных с расходом фосфора в севооборотах, насыщенных различными культурами – зерновыми, техническими, кормовыми, возделываемыми в основных и промежуточных посевах.

Поля, не занятые культурами, не только не способствуют накоплению доступных фосфатов, но даже имеют тенденцию к снижению их содержания, особенно в осенне-зимне-весенний период, совпадающий с отсутствием в почве живой корневой системы и энергетического материала в виде пожнивно-корневых остатков [8, 9]. Количество же фосфора, поступающего в почву в севообороте, помимо вносимого с удобрениями, определяется размерами накопления растительных остатков, которые в первые 2–3 месяца после запашки минерализуются на 60–70 % [10, 11]. Следовательно, за счет оставшегося количества пожнивно-корневых остатков нельзя ожидать увеличения содержания доступных фосфатов в названный выше период [12].

Цель исследования – определить динамику запасов фосфора в почве в связи с интенсивным использованием пашни.

Задача исследования. Исходя из изложенного, мы поставили задачу изучить динамику запасов P₂O₅ в связи с различным использованием пашни в севооборотах на предкавказских мицеллярно-карбонатных черноземах. Научная новизна заключается в том, что особое внимание уделено последствиям длительного земледелия для фосфорного баланса и плодородия почв.

Объекты и методы исследований

Детальное описание методики – программы исследований, почвы опытного участка, удобрения сельскохозяйственных культур в севооборотах, методы аналитических исследований – приводится в ранее опубликованных работах. Содержание Р₂О₅ в почве определяли по Б. П. Мачигину. На каждый гектар независимо от интенсивности использования пашни в севообороте вносили по 60 кг суперфосфата (Р₂О₅).

При уборке озимой пшеницы, предшествующей посевам пожнивных культур, независимо от способа использования пашни в севообороте (интенсивное, общепринятое) содержание Р₂О₅ оказывается практически равным.

Результаты исследований

В промежуток обработка почвы – посев пожнивных культур (очень короткий) также не происходит существенных изменений в содержании доступного растениям фосфора. Поэтому в межфазный период посев – всходы пожнивных культур 0–10-сантиметровый слой почвы, в который непосредственно заделываются семена, обеспечен равным количеством P₂O₅, за исключением пара черного (табл. 1).

 

Таблица 1. Динамика Р₂О₅ (кг/га) в зависимости от способа использования пашни в севообороте при орошении

Table 1. Dynamics of P₂O₅ (kg/ha) depending on the method of using arable land in crop rotation under irrigation

Сроки отбора почвы	Глубина отбора, см	Культура
		кукуруза*	суданская трава*	гречиха*	люцерна*	зябь (контроль)	черный пар
Посев-всходы	0–10	14	13	14	13	15	21
	10–40	39	40	39	43	48	37
	40–100	41	40	41	36	35	32
	0–100	94	93	94	92	98	90
Всходы 5–7 листьев	0–10	16	113	16	17	20	22
	10–40	35	31	35	37	36	37
	40–100	37	34	38	31	25	31
	0–100	82	78	89	85	81	90
Уборка	0–10	16	10	16	18	19	22
	10–40	32	26	32	30	32	40
	40–100	45	32	45	51	37	36
	0–100	93	68	93	99	88	98

Примечание: культура выращивается в пожнивных посевах. Ранняя зябь подвергается полупаровой обработке.

 

Содержание фосфора на этот срок под люцерной соответствует содержанию Р₂О₅ под пожнивными однолетними культурами. Сказывается способ использования пашни. В 10–40 см слое почвы содержание фосфора оказывается практически равным под всеми культурами и черным паром, но на 23–12 % меньше по сравнению с полем, подвергающимся полупаровой обработке. В 40–100 см слое почвы выравнивается содержание P₂O₅ под люцерной, черным паром, зябью и оказывается на 14–28 % меньше по сравнению с пожнивными посевами однолетних культур, т. е. наблюдается обратная картина по сравнению с вышележащими слоями почвы, что обусловливается перераспределяющей ролью корневой системы и разложением пожнивно-корневых остатков.

Отмеченные особенности формирования фосфатного режима по горизонтам почвы в связи со способом использования пашни не отражаются на запасах фосфора в метровом слое почвы.

Корневые системы однолетних культур в 0–10 см слое почвы, за исключением суданской травы, переводят в доступное состояние такое количество фосфора, которого достаточно для питания растений и содержания его в почве всего на 32–24 % меньше по сравнению с полями, на которых отсутствует растительность. Особенно активна корневая система в 10–40 см слое почвы, а в 40–100 см слое почвы содержание фосфора под однолетними пожнивными культурами и люцерной оказывается равным или даже больше, чем в пару черном и на поле, обрабатываемом по типу полупара. Аналогичная картина складывается в уборку пожнивных культур, совпадающую со сроками сева озимых промежуточных культур в севооборотах с интенсивным использованием пашни. Исключение представляет поле из-под суданской травы.

После уборки пожнивных культур в севообороте с интенсивным использованием пашни высеваются озимые промежуточные культуры (вика + рожь**), а в севообороте с общепринятым – после полупаровой обработки почвы – переходит в зябь до посева основных яровых культур. Разрыв между уборкой пожнивных и посевом озимых промежуточных культур сводится до минимума с тем, чтобы уложиться в оптимальные сроки посева озимых (до 10–15.10). В период от уборки пожнивных до посева озимых промежуточных культур, независимо от способа использования пашни в севообороте, содержание Р₂О₅ в посевном слое почвы (0–10 см) выравнивается и достигает в зависимости от предшественников 11–16 мг/кг почвы (табл. 2).

 

Таблица 2. Динамика Р₂О₅ (кг/га) в зависимости от способа использования пашни и предшественников под вика-ржаной** смесью

Table 2. Dynamics of P₂O₅ (kg/ha) depending on the method of using arable land and predecessors under a vetch-rye** mixture

Сроки отбора почвы	Глубина отбора, см	Предшественники
		кукуруза*	суданская трава*	гречиха*	зябь (контроль)	люцерна*	зябь (контроль)	черный пар
Посев-всходы	0–10	16	11	16	14	11	17	20
	10–40	33	29	33	31	39	39	35
	40–100	35	36	35	33	62	35	35
	0–100	84	76	84	78	112	91	90
Весеннее отрастание	0–10	23	13	23	22	22	19	20
	10–40	43	42	43	45	43	43	36
	40–100	49	48	49	51	51	57	59
	0–100	115	103	115	118	116	119	115
Выход в трубку	0–10	22	16	21	12	24	20	21
	10–40	44	43	44	38	49	39	30
	40–100	43	45	55	42	44	47	52
	0–100	109	104	120	82	117	106	103
Уборка	0–10	17	13	17	14	23	19	22
	10–40	37	41	37	38	46	41	33
	40–100	43	44	52	40	33	53	54
	0–100	97	106	106	82	102	113	109

Примечания: *– полупаровая обработка почвы в севообороте с интенсивным использованием пашни; **– полупаровая обработка почвы в севообороте с общепринятым использованием машин.

 

Следовательно, интенсивная обработка почвы в укороченные сроки подготовки не оказывает существенного влияния на содержание фосфора в почве. Мощно развитая корневая система люцерны повышает подвижность фосфатов. В 10–40 см слое почвы четко просматривается положительное последействие корневых систем однолетних пожнивных культур, особенно люцерны; не изменяется содержание фосфора в поле, обрабатываемом по типу полупара, и достоверно уменьшается в черном пару. В анализируемый период только корневая система люцерны в 40–100 см слое почвы поддерживает активность фосфора. В полях, не занятых растениями, фосфор связывается в малоподвижные формы. Аналогичная картина характерна для всего метрового слоя почвы (табл. 1, 2).

С появлением мощно развитой корневой системы (весеннее отрастание) во всех полях, занятых растениями, отмечается резкое увеличение содержания фосфора в 0–10 см слое почвы и неизменными остаются запасы в зяби и черном пару. Аналогичная картина наблюдается по всему метровому слою почвы. Это происходит под влиянием разложения повышенных количеств пожнивно-корневых остатков в севообороте с интенсивным использованием пашни, активной деятельности живых корней, особенно бобовых культур, увеличения степени подвижности за счет систематического применения фосфорных удобрений. В зяби и черном пару отмечено перемещение Р₂О₅ в глубокие слои почвы.

В условиях Северного Кавказа в зимний период отмечаются частые оттепели. Следовательно, попеременное высушивание и увлажнение почвы в сочетании с промораживанием повышают подвижность адсорбированных ее ионов фосфатов на протяжении всего осенне-зимне-ранневесеннего периода. Еще более активно протекают эти процессы в годы, когда озимые (зимующие) культуры не прекращают вегетацию и в зимний период. Озимые промежуточные (вика–рожь**), люцерна, подсушивая почву по сравнению с черным паром и зябью в севообороте с общепринятым использованием пашни, несмотря на постоянное поглощение фосфора, резко повышают подвижность фосфорно-кислых солей.

Заключение

По результатам проведенных исследований можно сказать, что фосфор, входящий в состав пожнивно-корневых остатков ранее произрастающих на поле культур (озимой пшеницы, кукурузы и других), застрахован от возможных превращений в почве и подобно содержащемуся в навозе легко доступен к этому времени новому поколению растений (озимым – основным и промежуточным, кукурузе и т. д.). Поэтому удержание N, Р₂О₅, К₂О и других макро- и микроэлементов из удобрений и почвы в пожнивно-корневых остатках растений представляет, хотя и известное, но по-настоящему активно еще не используемое явление.

Финансирование. Исследование проведено без спонсорской поддержки.

Funding. The study was performed without external funding.

Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflict of interest.

Об авторах

Маргарита Сарабиевна Сидакова

Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет имени В. М. Кокова

Автор, ответственный за переписку.
Email: sidakova.53@mail.ru

канд. с.-х. наук, доцент

Россия, просп. Ленина, 1в, Нальчик, 360030

Елена Михайловна Егорова

Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет имени В. М. Кокова

Email: conf200606@inbox.ru
ORCID iD: 0009-0002-9559-4608
SPIN-код: 1914-0691

канд. с.-х. наук, доцент кафедры агрономии

Россия, просп. Ленина, 1в, Нальчик, 360030

Руслан Абдулович Тиев

Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет имени В. М. Кокова

Email: sidakova.53@mail.ru

канд. биол. наук, доцент

Россия, просп. Ленина, 1в, Нальчик, 360030

Алим Юрьевич Кишев

Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет имени В. М. Кокова

Email: a.kish@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2838-6876
SPIN-код: 2237-8388

канд. с.-х. наук, доцент

Россия, просп. Ленина, 1в, Нальчик, 360030

Список литературы

Дополнительные файлы