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. 100г.
|
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 [Пономарева, 1980, с. 11].
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% [Добровольский, Никитин,
1990, с. 54].
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 [Кауричев, 1982, с. 32].
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 [Вальков, Штомпель, Трубилин, Котляров, Соляник, 1995,
с. 83].
2.
Характеристика предприятия: ВНИИ риса
.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)
[Всероссийский научно-исследовательский институт риса, 2013, с. 1].
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) [КНИИОКХ,
2013, с.2].
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.
3.
Методика проведения исследований
Предпосылкой для проведения исследований по заданию
«Плодородие почв в овоще-картофельном севообороте» является то, что с 1974 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 0,1 NH2SO4 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 свободнойH2SO4титрованием
0,1 NNaOH. 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 0,1 N H2SO4
соответствует 0,0014 г N [ГОСТ 26107-84 Почвы. Методы определения общего азота, 1984,
с. 3-5].
Рисунок 1 - Лаборатория химического анализа
3.2
Определение гумуса по Тюрину
Растертую и просеянную через сито 0,25 мл почву отвешивают на
аналитических весах в количестве 0,5 г в малые конические колбы и заливают из
бюретки (давая стечь 1-2 мин) 15 см3 хромовой смеси K2Cr2O7 0,4 N в серной кислоте 1/1.
Покрыв колбы маленькими воронками. Осторожно кипятить 5 мин, не давая бурлить.
После остывания воронку снаружи и изнутри омывают и сливают в содержимое колбы.
Колбу 2-3 раза ополаскивают. Сливая все в стакан, с таким расчетом, чтобы
жидкости было 100-150 мл, и затем добавляют 8 капель дифениламина и
оттитровывают; N - раствором соли Мюра избыток хромовой смеси до появления
темно-синей окраски частыми каплями, а затем по 1-2 капле, тщательно взбитая
2-3 секунды до появления грязно-темно-зеленой окраски. После чего делают
расчет.
Расчет основан на том, что 1 мл точны 0,1N соли Мюра соответствует
0,000511 г гумуса. Расчет ведется по формуле:
Гумус в% в воздушно сухой почве = , где
а - количество соли Мюра, пошедшее на титрование 15 мл 0,4 N раствора K2Cr2O7
b - количество соли Мюра, пошедшее на титрование после
окисления (а-b)
= K2Cr2O7, пошедшее на окисление;
k - коэффициент перевода в гумус с поправкой на N титра соли Мюра;
n - навеска почвы.
Примечание: вместо индикатора дифеламина можно применить
индикатор (3-5 капель 0,2%-ного раствора) фенилантраниловая кислота [ГОСТ
26213-84 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 1 N 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 0,1 N 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 0,1 NKOH, израсходованное на
титрование;
Т - поправка к титру;
- для перехода от мл 0,1 N KOH к мг/экв (1 мл 0,1 N щелочи
отвечает 0,1 мг/экв Н-ионов);
Н - навеска почвы, соответствующая мл фильтрата, взятых на
титрование;
- множитель для пересчета на 100 г почвы;
,75 - коэффициент на неполноту вытеснения Н-ионов [ГОСТ
26212-91 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 0,1 N
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 калпи фенолфталеина, в горячем виде титруют 0,1 N раствором едкого натра
до неисчезающей в течение 1 минуты слабо-розовой окраски.
х=(а*Т1 - б*Т2), где
х - сумма поглощенных оснований почвы;
а - число мл 0,1 N раствора HCl, взятое для вытеснения
оснований, содержащихся в 10 г почвы;
б - поправка к титру HCl;
Т1 - число мл 0,1 N щелочи, пошедшей на титрование избытка
HCl;
Т2 - поправка к титру КОН (щелочи) [ГОСТ 27821-88 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 0,5 N (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 26204-91 Почвы. Определение подвижных соединений
фосфора и калия по методу Чирикова в модификации ЦИНАО, 1984, с.9].
Рисунок 2 - Измерительные приборы
3.6
Определение рН почвы рН-метром типа ОР-201/1
Навеску почвы 10 г помещают в 100 мл колбу, приливают 25 мл
1,0 N
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 0,1 NHCl, 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 0,1 N 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
26483-85 Почвы. Определение pH по методу ЦИНАО, 1984, с.3].
3.7
Определение калия (на пламенном фотометре)
Навеску почвы 10 г залить 100 мл 0,2 NHCl (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 2642785 Почвы
Определение калия (на пламенном фотометре) в модификации ЦИНАО, 1984, с.6].
4.
Влияние многолетнего применения удобрений на плодородие почвы
Многолетний стационарный опыт был заложен на центральном
отделении ОПХ «Южное» в 1974 году в 8-польном овоще-картофельном севообороте.
Опыт проводился в соответствии с «Методическими указаниями по
проведению полевых опытов с удобрениями географической сети на ХI пятилетку» (1985 г.) в
четырех закладках. 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:
. Без удобрений (контроль)
2. N90P90
3. N90K90
4. P90K90
5. N90P90K90
6. N180P90K90
7. N90P180K90
8. N90P90K180
9. N180P180K180
10. N180P180K90
11. N270P270K180
. Навоз 30 т/га
. Навоз 30 т/га + N90P90K90
Рисунок 3 - Прибор для измерений в полевых условиях
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%.
Рисунок 4 - Опытные участки для томатов
4.1
Динамика содержания 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 (1974 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 (1990 г.)
|
Без удобрения (контроль)
|
0-20
|
0,29
|
5,55
|
285
|
208
|
|
20-40
|
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
|
Рисунок 5 - Динамика содержания общего азота в пахотном слое почвы
выщелоченного чернозема овоще-картофельного севооборота, %
По данным рисунка 5 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 6 - Динамика содержания Р2О5 в
пахотном слое почвы выщелоченного чернозема овоще-картофельного севооборота,
мг/кг
Как видно из рисунка 6вносимые 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 7 - Динамика содержания К2О в пахотном слое
почвы выщелоченного чернозема овоще-картофельного севооборота, мг/кг
Рисунок 7 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
этотпоказатель до 5,47-5,37. Внесение органических удобрений нейтрализовало эту
кислотность до 5,96.
4.2
Влияние применения удобрений на агрофизические свойства почвы
Известно, что эффективное плодородие выщелоченного чернозема
Кубани, в большей мере определяется его структурным состоянием.
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 (таблица 4).
Таблица 4 - Влияние длительного применения удобрений на
физико-химические свойства почвы
Варианты
|
Глубина, см
|
Агрегатный состав, %
|
Сумма водопрочн. агрегатов, %
|
|
|
|
>7
|
7-1
|
1-0,25
|
<0,25
|
|
|
До закладки опыта (1974 г.)
|
|
0-20
|
11,2
|
59,6
|
20,4
|
8,2
|
37,0
|
|
20-40
|
11,4
|
62,0
|
19,5
|
7,2
|
47,0
|
|
средн.
|
11,3
|
61,3
|
20,0
|
7,7
|
42,0
|
После двух ротаций севооборота (1990 г.)
|
Без удобрения (контроль)
|
0-20
|
24,4
|
60,0
|
8,5
|
7,0
|
48,1
|
|
20-40
|
35,1
|
55,5
|
4,7
|
4,7
|
37,3
|
|
средн.
|
29,8
|
57,8
|
6,6
|
5,8
|
42,7
|
N90P90K90
|
0-20
|
13,9
|
66,5
|
12,4
|
7,2
|
35,4
|
|
20-40
|
26,7
|
58,5
|
6,9
|
7,9
|
37,2
|
|
средн.
|
20,3
|
62,2
|
9,6
|
7,6
|
36,3
|
N180P180K180
|
0-20
|
19,3
|
64,2
|
9,2
|
7,3
|
40,1
|
|
20-40
|
17,9
|
67,0
|
8,6
|
6,5
|
40,5
|
|
средн.
|
18,6
|
65,5
|
8,9
|
6,9
|
40,3
|
N270P270K180
|
0-20
|
17,0
|
65,0
|
9,8
|
8,2
|
35,0
|
|
20-40
|
25,5
|
63,5
|
6,2
|
4,8
|
42,8
|
|
средн.
|
21,3
|
64,5
|
8,0
|
6,5
|
38,9
|
После двух ротаций севооборота (1990 г.)
|
Навоз 30 т/га
|
0-20
|
13,7
|
72,5
|
9,9
|
3,9
|
36,9
|
|
20-40
|
19,8
|
64,0
|
9,6
|
6,6
|
41,3
|
|
средн.
|
16,8
|
68,5
|
9,7
|
5,3
|
39,1
|
Навоз 30 т/га + N90P90K90
|
0-20
|
20,6
|
62,5
|
7,6
|
9,3
|
39,0
|
|
20-40
|
16,4
|
66,4
|
12,5
|
4,7
|
38,9
|
|
средн.
|
18,5
|
64,5
|
10,5
|
7,0
|
39,0
|
После третьей ротации севооборота (1998 г.)
|
Без удобрения (контроль)
|
0-20
|
27,8
|
65,1
|
12,5
|
9,2
|
48,2
|
|
20-40
|
39,2
|
53,7
|
6,5
|
5,1
|
43,1
|
|
средн.
|
41,3
|
58,6
|
7,4
|
7,6
|
45,8
|
N90P90K90
|
0-20
|
17,0
|
71,8
|
13,9
|
7,6
|
37,5
|
|
20-40
|
28,7
|
64,4
|
8,4
|
8,3
|
36,5
|
|
средн.
|
23,2
|
67,1
|
11,3
|
8,0
|
38,1
|
N180P180K180
|
0-20
|
21,8
|
71,6
|
9,8
|
8,1
|
39,9
|
|
20-40
|
18,9
|
76,1
|
9,0
|
7,3
|
40,1
|
|
средн.
|
19,5
|
72,3
|
9,3
|
7,6
|
40,2
|
N270P270K180
|
0-20
|
18,6
|
73,7
|
10,8
|
9,1
|
37,1
|
|
20-40
|
27,1
|
66,8
|
6,6
|
5,0
|
36,4
|
|
средн.
|
24,8
|
69,3
|
8,5
|
7,8
|
37,7
|
Навоз 30 т/га
|
0-20
|
16,9
|
77,2
|
10,3
|
4,7
|
39,4
|
|
20-40
|
22,5
|
69,1
|
9,8
|
6,7
|
40,2
|
|
средн.
|
20,3
|
73,4
|
10,0
|
5,8
|
39,7
|
Навоз 30 т/га + N90P90K90
|
0-20
|
26,3
|
69,5
|
8,0
|
10,3
|
37,2
|
|
20-40
|
19,6
|
80,2
|
15,3
|
6,1
|
36,9
|
|
средн.
|
22,4
|
75,4
|
11,9
|
7,9
|
37,8
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выщелоченный чернозем характеризуется значительной
глыбистостью почвы в ее естественном состоянии, причиной чего является
относительно небольшое содержание гумуса.
Удобрения несколько снижали водопрочность почвенных
агрегатов. Если в варианте без удобрений за 3 ротации севооборота сумма
водопрочных агрегатов оставалась практически без изменения, то в вариантах с
внесением как минеральных, так и органических удобрений она снизилась на
1,7-5,7%.
4.3
Динамика гумуса в пахотном слое почвы
При интенсивном ведении земледелия, даже при выращивании в
севообороте многолетних трав, не обеспечивалось сохранение запасов гумуса
(таблица 5).
Таблица 5 - Влияние многолетнего применения удобрений на
содержание гумусав выщелоченном черноземе [Отчет о НИР, 1998, с. 140]
Варианты опыта
|
Горизонт, см
|
Гумус, %
|
Гидрол. кислотность, мг-экв
|
Сумма поглощенных оснований, мг-экв.
|
|
|
|
100 г
|
100 г
|
До закладки опыта (1974 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 (1990 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
|
После третьей ротации севооборота (1998 г.)
|
Без удобрения (контроль)
|
0-20
|
1,10
|
1,5
|
22,3
|
|
20-40
|
1,08
|
1,5
|
24,6
|
|
40-60
|
1,03
|
1,0
|
25,3
|
|
60-80
|
1,01
|
1,1
|
24,8
|
N90P90K90
|
0-20
|
1,18
|
1,6
|
25,0
|
|
20-40
|
1,17
|
1,2
|
24,9
|
|
40-60
|
1,06
|
1,2
|
24,6
|
|
60-80
|
1,20
|
0,9
|
24,7
|
N180P180K180
|
0-20
|
1,23
|
1,4
|
24,5
|
|
20-40
|
1,29
|
1,0
|
25,9
|
|
40-60
|
1,20
|
1,0
|
25,8
|
|
60-80
|
1,24
|
0,9
|
27,0
|
N270P270K180
|
0-20
|
1,26
|
1,9
|
25,6
|
|
20-40
|
1,43
|
1,5
|
26,2
|
|
40-60
|
1,52
|
1,4
|
25,7
|
|
60-80
|
1,33
|
1,0
|
25,7
|
Навоз 30 т/га
|
0-20
|
1,29
|
1,1
|
28,6
|
|
20-40
|
1,67
|
0,8
|
29,2
|
|
40-60
|
1,40
|
1,0
|
28,5
|
|
60-80
|
1,35
|
0,8
|
27,1
|
Навоз 30 т/га + N90P90K90
|
0-20
|
1,30
|
0,9
|
30,0
|
|
20-40
|
1,69
|
0,8
|
29,6
|
|
40-60
|
1,14
|
0,8
|
28,9
|
|
60-80
|
1,28
|
0,6
|
29,4
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 8 - Динамика содержания гумуса в пахотном слое почвы
выщелоченного чернозема овоще-картофельного севооборота, %
Рассмотрев рисунок 8, 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.
Таблица 6 - Влияние удобрений на урожайность томатов, 1998 г
[Отчет о НИР, 1998, с. 150]
Варианты опыта
|
Урожайность, ц/га
|
Среднее значение, ц/га
|
Прибавка к контролю
|
|
1
|
2
|
3
|
|
ц/га
|
%
|
Без удобрений
|
209,5
|
251,3
|
211,3
|
224,0
|
-
|
-
|
N90P90
|
258,8
|
220,2
|
219,0
|
232,6
|
8,5
|
3,8
|
N90K90
|
280,3
|
251,8
|
260,0
|
264,0
|
40,0
|
17,8
|
P90K90
|
287,6
|
275,4
|
298,5
|
286,9
|
62,9
|
28,1
|
N90P90K90
|
260,9
|
236,1
|
270,8
|
255,9
|
31,9
|
14,2
|
N180P90K90
|
260,0
|
300,5
|
335,2
|
298,5
|
74,5
|
33,2
|
N90P180K90
|
380,3
|
230,4
|
268,5
|
293,0
|
69,0
|
30,8
|
N90P90K180
|
351,8
|
336,5
|
317,2
|
335,1
|
111,1
|
49,6
|
N180P180K180
|
202,1
|
275,8
|
244,1
|
240,6
|
16,6
|
7,4
|
N180P180K90
|
273,1
|
253,8
|
240,0
|
255,6
|
31,6
|
14,1
|
N270P270K180
|
288,5
|
270,7
|
265,7
|
274,9
|
50,9
|
22,7
|
Навоз 30 т/га
|
289,1
|
220,2
|
303,3
|
270,8
|
46,8
|
20,9
|
Навоз 30 т/га + N90P90K90
|
313,0
|
252,0
|
350,6
|
305,2
|
81,2
|
36,2
|
Рисунок 9 - Изменение урожайности томатов за 3 ротации, т/га
Урожайность томатов под действием удобрений увеличивалась на
3,8-49,6% и составила 23,2, - 30,5 т/га при урожайности в контроле 22,4 т/га.
Наиболее высокую прибавку обеспечивало внесение полного
минерального удобрения в норме N90P90K180, где
урожайность повышалась на 11,1 т/га. Следует отметить, что в данных условиях
эффективным было внесение полного минерального удобрения N90P90K90 с органическим удобрением в норме 30
т/га. Прибавка урожая составила 36%.
При внесении органических и минеральных удобрений происходит
повышение содержания гумуса в пахотном слое выщелоченного чернозема почвы
овоще-картофельного севооборота, при этом чем больше доза минеральных и в комплексе
с ними органических удобрений, тем больше содержание гумуса в почве.
Оптимальным сочетанием удобрений для увеличения наличия гумуса является навоз
30 т/га + N90P90K90, так как именно после его
внесения, по сравнению с вариантом без удобрения, содержание гумуса увеличилось
на 0,2% исоставило 1,3%. Следует заметить, что с увеличением наличия гумуса в
пахотном слое почвы, изменяется урожайность томатов. Она повысилась на 26,6% и
составила 30,5 т/га. Оптимальным сочетанием удобрений для повышения урожайности
также является навоз 30 т/га + N90P90K90.
Заключение
. Почва в стационарном опыте представлена чернозёмом
выщелоченным и имеет следующие горизонты: Апах, А1, АВ1,
АВ2, ВС, Ск,
. Для томата наиболее неблагоприятным был 1998 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. Наиболее
благоприятные погодные условия для возделывания томата сложились в 1993 году,
когда температура воздуха в период вегетации была на уровне средней многолетней
и в весенние месяцы в начале лета выпали обильные дожди.
. 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.).
. Многолетний стационарный опыт был заложен на центральном
отделении ОПХ «Южное» в 1974 году в 8-польном овоще-картофельном севообороте.
Расположение делянок систематическое.
Уборка и учет урожая проводились вручную поделяночно весовым
методом. Данные по урожайности обрабатывались математическим методом
дисперсионного анализа.
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%.
. 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%.
. 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 некомпенсирующим
действием, 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%.
В пахотном слое почвы содержание обменного калия в варианте
без удобрений за 37 лет 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%. Привнесение в выщелоченный чернозем навоза в количестве 30 т/га снижает
содержание в почве обменного калия.
. Выщелоченный чернозем характеризуется значительной
глыбистостью почвы в ее естественном состоянии, причиной чего является
относительно небольшое содержание гумуса.
Удобрения сдерживали процесс сухого фракционирования и
количество глыбистых агрегатов увеличилось лишь на 5,5-10%. Это увеличение
глыбистых агрегатов произошло в основном за счет мелких агрегатов, в том числе
и пыли. Количество наиболее ценных в агрономическом отношении агрегатов 1-0,25
мм в варианте без удобрений за данный период снизилось на 18,5%, в то же время
как в вариантах с удобрениями снижение составило всего 9,2-2,8%.
Удобрения несколько снижали водопрочность почвенных
агрегатов. Если в варианте без удобрений за 3 ротации севооборота сумма водопрочных
агрегатов оставалась практически без изменения, то в вариантах с внесением как
минеральных, так и органических удобрений она снизилась на 1,7-5,7%.
. При закладке опыта в пахотном горизонте содержалось 1,5%
гумуса, а после 3-й ротации севооборота его содержание снизилось на 0,4% и
составляло 1,1%. Минеральные и органические удобрения оказывали существенное
влияния на увеличение содержания гумуса в почве. Урожайность томатов под
действием удобрений увеличивалась на 3,8-49,6% и составила 23,2-30,5 т/гапри
урожайности в контроле 22,4 т/га. Наиболее высокую прибавку обеспечивало
внесение полного минерального удобрения в норме N90P90K180,
где урожайность повышалась на 11,1 т/га. Следует отметить, что в данных
условиях эффективным было внесение полного минерального удобрения N90P90K90
с органическим удобрением в норме 30 т/га. Прибавка урожая составила 36%. При
внесении органических и минеральных удобрений происходит повышение содержания
гумуса в пахотном слое выщелоченного чернозема почвы овоще-картофельного севооборота,
при этом чем больше доза минеральных и в комплексе с ними органических
удобрений, тем больше содержание гумуса в почве. Оптимальным сочетанием
удобрений для увеличения наличия гумуса является навоз 30 т/га + N90P90K90,
так как именно после его внесения, по сравнению с вариантом без удобрения,
содержание гумуса увеличилось на 0,2% и составило 1,3%. Следует заметить, что с
увеличением наличия гумуса в пахотном слое почвы, изменяется урожайность
томатов. Она повысилась на 26,6% и составила 30,5 т/га. Оптимальным сочетанием
удобрений для повышения урожайности также является навоз 30 т/га + N90P90K90.
Список
используемых источников
1. Агроклиматический справочник по
Краснодарскому краю. Краснодар: Краснодарское книжное изд-во, 2011. С. 4-6.
2. Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников
С.И. Оригинальность черноземов Предкавказья // Научная мысль Кавказа, № 4,
Ростов н/Д, 2012. С. 45-54.
. Вальков В.Ф., Штомпель Ю.А., Трубилин
И.Т., Котляров Н.С., Соляник Г.М. Почвы Краснодарского края, их использование и
охрана. Ростов н/Д.: Изд-во СКНЦ ВШ, 2005. 192 с.
. Вильямс В.Р. Почвоведение. М.:
Сельхозизд., 2007. С 54.
. Гаврилюк Ф.Я. Бонитировка почв. М.,
2010. 274 с.
. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функции
почв в биосфере и экосистемах. М.: Изд-во «Наука», 2008. 254 с.
. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с
основами статистической обработки результатов исследований). Изд. 5. М.:
Агропромиздат, 2011. 351 с.
. Кауричев И.С. Почвоведение. М.: Изд-во.
Колос, 2012. 40 с.