Приемы оптимизации гумусного состояния и питательного режима почв

Основным показателем плодородия почв является гумус, его запасы и качественный состав. Сработка запасов гумуса сопровождается ухудшением практически всех свойств почв - разрушением структуры, уплотнением и снижением водопроницаемости, снижением величины ППК, уменьшением содержания доступных элементов питания и биологической активности и, как следствие, потерей почвой ее роли как геохимического барьера.

Основными направлениями в решении проблемы обеспечения почв гумусом являются:

  • - сохранение существующих запасов гумуса;
  • - увеличение обеспеченности почв гумусом за счет внесения органических веществ;
  • - создание благоприятных условий для накопления и закрепления органических веществ в почве.

Так как гумусное состояние находится в прямой зависимости от свойств почв, первоочередными мероприятиями по его оптимизации являются те, которые способствуют снижению или исключению деградационных процессов, таких как переувлажнение и заболачивание, осолонцевание и ощелачивание, уплотнение и слитизация, вторичное засоление и т. д.

Затем должны проводиться приемы по накоплению общего содержания гумуса и улучшению его состава. Основную часть дефицита гумуса следует компенсировать в режиме орошения при осуществлении химической мелиорации, которую по последним разработкам РосНИИПМ [40, 41] рекомендуется проводить удобрительно-мелиорирующими компостами или сочетая содержащие кальций вещества (гипс, фосфогипс) и органику. Остальные запасы гумуса должны быть восполнены при неорошаемой фазе. Именно в неорошаемых условиях, когда влажность и воздух в почвах более оптимизированы, возобновляются аэробные процессы, активизирующие микробиологическую деятельность. В эту фазу нормализуется процесс гумификации тех пожнивно-корневых остатков, которые в большей своей массе формируются в режиме орошения, меняется состав гумуса в сторону образования гуматов. Вновь образованные гуматы кальция обеспечивают создание водопрочной структуры почвы.

При выборе агромелиоративных приемов по накоплению гумуса необходимо придерживаться следующих положений:

  • 1 Баланс гумуса в пахотных почвах зависит от баланса органически связанного азота. Внесение минерального азота снижает потери гумуса почвой. Кроме этого, азот минеральных удобрений участвует в процессах гумификации свежего органического вещества (растительных остатков, навоза и др.) и тем самым увеличивает количество новообразованного гумуса, и часть азота минеральных удобрений закрепляется в почве в органической форме.
  • 2 Для поддержания бездефицитного баланса органического вещества в пахотном слое почв необходимо вносить органические удобрения в сочетании с оптимальными нормами минеральных туков, рассчитанных на запланированный урожай с учетом запасов питательных элементов в почве и внесения их с органикой.
  • 3 При разработке системы удобрений следует иметь в виду, что нормы органических удобрений существенно изменяются в зависимости от типа севооборота, структуры посевов, уровня урожайности и должны уточняться с учетом местных условий. Научными учреждениями разработаны нормы внесения органических удобрений для орошаемых почв юга России [42]: на выщелоченные черноземы -7-12 т/га в год; на обыкновенные - 6-8 т/га в год; на каштановые почвы - 4—5 т/га.
  • 4 Эффективность 1 т сидератов за ротацию севооборота эквивалентна 1 т подстилочного навоза. Так, например, 150-200 ц зеленой массы пожнивной бобовой культуры, запаханные поздней осенью по своему удобрительному действию, равноценны внесению 20 т навоза на 1 га [43].
  • 5 Многолетние травы накапливают 1,0-1,5 т/га органического вещества в год, а при высоких урожаях - до 6-10 т/га.
  • 6 С каждой 1 т измельченной соломы, стержней и корней вносится до 800 кг органического вещества, 15 кг азота, 8 кг калия, микроэлементы соломы стимулируют биологическую активность почв. Развивающийся при ее внесении комплекс сапрофитной микрофлоры подавляет болезнетворные микроорганизмы, способствует мобилизации питательных веществ из почвы, фиксации атмосферного азота. Солому хорошо вносить с жидким навозом, фосфатами, терриконовой породой. В соломистый навоз следует добавлять азотные удобрения -на 1 т до 15 кг азота.
  • 7 Органические удобрения (навоз КРС, птичий помет, измельченную солому) целесообразно сочетать с содержащими кальций мелиорантами. Мелиоранты способствуют лучшему использованию удобрений, повышают коэффициент гумификации, снижают подвижность гуматов, увеличивая последействие удобрений.
  • 8 В связи с недостатком органики следует развивать компостирование [44]. Исходными материалами служат осадки сточных вод, промышленных и бытовых отходов, популяции бактерий и других микроорганизмов, а также наличие кислорода и влажности. При внесении компостов в почву поступает на гектар в среднем 50-60 кг азота, 15-20 кг фосфора, 16-20 кг калия, 50-70 кг кальция, 12-15 кг серы, а также зольные вещества и микроэлементы. По сравнению с навозом при внесении в равных дозах компоста и навоза в почву поступает в один-два раза больше азота, в 12-20 раз фосфора, а калия, кальция и серы в несколько десятков раз. В компостах наблюдается большее содержание бора, йода, меди, марганца, кобальта [45].

Прямое воздействие на консервативную часть гумуса с целью увеличения содержания и запасов гуматов и гумина, изменения группового состава гумуса более сложно. Для этого необходимо изменить или общие условия гумификации или использовать хорошо гумифицированные органические удобрения: гуминовые препараты, углегу-маты, органо-минеральные компосты [46 48].

Оптимизация питательного режима при циклическом орошении осуществляется минеральными и органическими удобрениями.

Основные виды минеральных удобрений (МУ) представлены фосфорными, азотными, калийными (таблица 9) [47, 49-54].

Таблица 9 - Виды минеральных удобрений

Вид удобрения

Содержание д. в.. %

Фосфорные удобрения

Р2О5

Фосфоритная мука

18-26

Суперфосфат порошкообразный

14-18,7

Суперфосфат гранулированный

19,5-21

Суперфосфат аммонизированный из фосфоритов Каратау

(13-13,5)+ 1,5 %N

Суперфосфат аммонизированный из апатитового концентрата

(19-19,5)+ 1,5 %N

Двойной суперфосфат

44-48

Обогащенный суперфосфат

22-24

Преципитат

32-40

Томасшлак

14-18

Фосфаты обеефторенные из апатита

36-39

Полусуперфосфат (смесь суперфосфата и фосфоритной муки)

20

Фосфорная кислота

24-72,5

Калийные удобрения

К2О

Хлористый калий

60-62

Каинит

10-16

Сильвинит

Не менее 14

Карналлит

12-13

Смешанные соли

30-40

Сернокислый калий

48 52

Калимагнезия

36-42

Цементная калийная пыль

10-15

Азотные удобрения

N

Аммиак безводный

82

Аммиачная вода

20-21

Аммиачная селитра

35

Мочевина

45-46

Сульфат аммония

20-21

Хлористый аммоний

24-26

Кальциевая селитра

14-15,5

Натриевая селитра

15-16

Цианамид кальция

18-26

Комплексные удобрения (сложные и смешанные)

Содержание питательных веществ

Аммофос

(47-51) Р2О5 +(10-12) NH.3

Диаммофос

(50-54) Р2О5 + (18-21) NII3

Нитрат калия

14,8 N +46,6 К2О

Нитрофос

16P2O5 + 23N

Нитрофоска

12 Р2О5+ 12 N+ 12К2О

Нитрофоска

16 Р2О5+ 16 N+ 16К2О

Карбоаммофоска

17Р2О5+ 17 N+ 17К2О

Суперфосфат, содержащий микроэлементы (В, Си, Мо и др)

Удобрение AVA, содержит микроэлементные добавки (В, Fc, Мп и др.)

(48-55) Р2О5 +(14-25) К2О

Для оптимизации минерального питания сельхозкультур необходимо сбалансированное внесение нс только макроэлементов, но и микроэлементов (таблица 10). Существенным недостатком минеральных удобрений является наличие в них сопутствующих балластных элементов и токсичных веществ.

Таблица 10- Виды микроудобрений

Микроудобрение

Содержание металла, %

Сульфат меди

24,9

Пиритные огарки

0,2 0,4

Сульфат марганца

24,9

Сульфат цинка

27,7

Марганцевые шламы

14-17

Молибненовокислый аммоний

50

Борная кислота

16

Молибдат аммония-натрия

35

Бормагниевое

9

Борнодатолиговое

13-14

Окись цинка

65

Для выбора режимов циклического орошения, а также оценки потенциального выноса веществ в водные объекты важную роль играет растворимость минеральных удобрений в воде.

Наиболее растворимыми являются азотные удобрения, такие как аммиачная селитра, мочевина, сульфат аммония и т. д. Фосфорные и калийные удобрения менее растворимы [49-53, 55-58].

На данный момент особое внимание уделяется смешанным удобрениям, выполняющим нс только удобрительные функции, но и стимулирующим рост растений, процессы формирования качества урожая, в частности, накопления белка, усиливающего процессы реутилизации элементов питания из вегетативных органов.

Широкое распространение в последние годы получило новое комплексное безбалластное удобрение - КРИСТАЛ ОН [59].

КРИСТАЛОН представляет собой мелкокристаллическую гигроскопическую слабослеживающуюся массу светло-зеленого цвета. Содержит 18 % азота (из них 4,9 % в нитратной, 3,3 % - в аммиачной и 9,8 % в амидной формах), по 18 % фосфора и калия, 3 % магния, 0,025 % цинка.

Все элементы питания содержатся в водорастворимой форме. Микроэлементы находятся в форме хелатного комплекса с ЭДТА. Это легкорастворимые в воде и доступные растениям соединения, которыс практически нс закрепляются почвой, как простые соли, и нс разрушают органические структуры действующего вещества пестицидов, что делает возможным совмещение обработок. В отличие от гу-матов, содержание питательных веществ в которых непостоянно, КРИСТАЛОН строго соответствует сертификату анализа.

Традиционно во всем мире КРИСТАЛОНЫ используют для организации полного минерального питания культур закрытого грунта (гидропоника) и в системах капельного орошения, но в России КРИСТАЛОНЫ отлично зарекомендовали себя в качестве листовой подкормки для полевых культур.

НИТРАБОР представляет собой смесь кальциевой селитры с кристаллической борной кислотой. Содержит 15,5% азота, 26% кальция, 0,2 % бора, рекомендуемая доза внесения под большинство полевых культур - 20-50 кг/га. Производитель КРИСТАЛОНОВ и НИТРАБОРА - компания «Hydro Agri Roterdam B.V.» (Голландия).

МАСТЕР 18.18.18+3 и МАСТЕР 3.11.38+4 представляют собой кристаллический продукт белого цвета. По химическому составу они абсолютно идентичны соответственно КРИСТАЛОНУ ОСОБОМУ и КРИСТАЛОНУ КОРИЧНЕВОМУ.

Удобрение AVA - это комплексное бесхлорное, стимулирующее рост почвенных микроорганизмов, удобрение, представляющее собой высокотемпературный закаленный расплав солей метафосфориой кислоты. Состав сбалансирован по всем основным элементам питания растений (таблицы 11, 12). Удобрение негигроскопично, имеет острую температурную зависимость растворения. Рабочая температура растворения удобрения в почве выше плюс 8 °C [54].

Таблица 11 - Состав удобрения, включающий широкий спектр

макроэлементов, необходимых для питания растений

Состав

РгО5

К2О

СаО

MgO

® 1

Массовая доля, %

48-55

14-25

8-12

5-8

0,5-1,0

Таблица 12 - Микроэлементиые добавки

Состав

В

Fe

Мп

Со

Мо

Zn

Си

Se

Si(+ (раств.)

Массовая доля, %

0,5-0,1

0,5

0,1

0,1

0,01

0,05

0,02

0,0005

До 2,0

Растворение стеклообразных гранул удобрения происходит постепенно в течение двух-трех лет в отличие от традиционных удобрений, которые сразу растворяются и вымываются из почвы. Иптепсивность растворения гранул AVA зависит от температуры среды, что соответствует изменению потребности растений в питательных элементах при различных температурных условиях. При сезонном снижении температуры и темпов развития биомассы скорость растворения стеклообразных фосфатных гранул также резко замедляется.

МИКРОМАК и МИКРОЭЛ - комплексные минеральные удобрения с микроэлементами. Комплекс этих удобрений имеет цель повысить эффективность работы фосфорных и калийных удобрений и снизить традиционное внесение азотных удобрений за счет повышения эффективности их использования, а также активизации процесса азотфиксации. Испытания показали возможность снижения дозы внесения азотных удобрения на 30-50 % без снижения урожайности зерновых культур. Производится данный препарат ООО «Волски Био-хим» (г. Нижний Новгород).

БОРОПЛЮС представляет собой продукт ферментативного разложения растительного субстрата. Характеризуется высоким содержанием аминокислот и прогормопальиых соединений, в результате чего выполняет функцию стимулятора роста растений. По данным производителя, МЕГАФОЛ может играть роль стрессопротектапта, стимулирует обмен веществ и усвоение растениями элементов питания из удобрений и почвы. Удобрения серии МАСТЕР, БОРОПЛЮС и препарат МЕГАФОЛ производятся компанией Valagro (Италия).

Таким образом, быстрорастворимые минеральные удобрения лучше использовать при неорошаемом режиме, а постепенно растворимые в течение двух-трех лет - при орошаемом режиме.

В севообороте эффективность удобрений значительно возрастает по сравнению с бессменным возделыванием культур или монокультур за счет более полного использования питательных веществ разными культурами.

Большое влияние на нормы удобрений под культуры оказывают предшественники, которые оставляют в почве неодинаковые количества пожнивно-корневых остатков, по-разному удобряются, оказывают различное влияние на водный и питательный режимы почвы, засоренность полей и т. д.

При разработке системы удобрений в севообороте, прежде всего нужно изучить урожайность сельскохозяйственных культур по полям севооборота за последние три-пять лет и запланировать их урожайность на предстоящие годы в соответствии с местными почвенноклиматическими и организационно-хозяйственными условиями, а при циклическом орошении уточнить соотношение орошаемого и неорошаемого режимов.

Во-вторых, необходимо установить факторы, находящиеся в минимуме, ограничивающие рост урожайности сельскохозяйственных культур и эффективность удобрений, обеспеченность каждого поля доступными формами питательных веществ.

Главным фактором, определяющим уровень урожаев и их устойчивость в зоне с недостаточным и неустойчивым увлажнением, является влагообеспеченность сельскохозяйственных культур в период вегетации. Поэтому основой эффективного ведения земледелия без орошения (неорошаемого режима) в данных условиях служат агротехнические мероприятия, направленные на накопление влаги в почве, и наиболее экономное, эффективное ее использование выращиваемыми растениями. Система удобрений без орошения должна способствовать ослаблению зависимости урожая от погодных условий. Как показывает практика, этому может содействовать применение в севооборотах умеренных количеств органических и минеральных удобрений.

Так как основой земледелия зоны неустойчивого увлажнения Волгоградской области являются зерновые культуры, то система удобрения состоит в использовании ресурсов навоза с внесением его в одном-двух полях севооборота по 10-15 т на 1 га при средней обеспеченности навозом 1-2 тонны на 1 га пашни и в применении небольших количеств минеральных удобрений [60]. Фосфорные удобрения вносят в малых дозах в рядки при посеве зерновых, азотные -под озимую пшеницу в подкормку, а под яровую пшеницу - до посева в дозах 20-30 кг N на 1 га. Такие минимальные дозы удобрения при выполнении агротехнических приемов богарного земледелия обеспечивают получение возможных урожаев с поддержанием плодородия почв на современном его уровне.

Система удобрений в севооборотах на участках с циклическим орошением должна быть только органо-минеральной. Это позволит сохранить стабильность показателей, характеризующих потенциальное плодородие почвы, и обеспечить устойчивые высокие урожаи возделываемых культур.

Основным органическим удобрением при неорошаемом режиме, когда не проявляется щелочность, является навоз, птичий помет, измельченная солома, сидераты. Если требуется органика в орошаемую фазу, следует использовать удобрительно-мелиорирующие компосты и смеси, которые одновременно устраняют щелочность и солонцева-тость, обогащают почву органическим веществом и создают условия для процессов гумификации и нитрификации [41,61].

Система удобрений в севообороте не является постоянной. Под влиянием их систематического использования изменяются агро-химичсскис параметры почвы, в соответствии с этим должны корректироваться дозы и соотношения вносимых туков.

Выявлено, что при систематическом внесении полного минерального удобрения, повышенных доз фосфорных удобрений, а также навоза происходит заметное увеличение содержания валового и, особенно, подвижного фосфора. Необходимость фосфорных удобрений в данном случае снижается. Так, при содержании в почве Р2О5 4-10 мг/кг почвы нормой фосфорных удобрений под озимую пшеницу оказалась Р120-150, при содержании 25-30 мг/кг почвы она, соответственно, уменьшилась до 50-90 мг/кг, а при высоком содержании - 40 мг/кг почвы и выше, внесение фосфора ограничивалось предпосевным.

В отличие от фосфора азот не накапливается в почве на орошении в значительных количествах, последействие его выражено менее четко. Положительное действие калия во времени на поливных землях, как правило, возрастает. Особенно это проявляется при насыщении севооборотов многолетними травами.

Рассчитанную дозу удобрений следует корректировать в зависимости от запасов питательных веществ па участках, от предшественников и от вида удобрений на предшествующую культуру.

Для получения планируемых урожаев озимой пшеницы и кукурузы на орошаемых черноземах должен поддерживаться бездефицитный баланс азота. Для этого в севообороте озимая пшеница должна размещаться по плану или обороту пласта люцерны. Под кукурузу необходимо вносить органические удобрения в сочетании с минеральными, применять сидераты, осуществлять культуртсхничсскис работы, направленные на активизацию микробиологических процессов в почве.

Фосфорные удобрения нужно рассчитывать таким образом, чтобы полностью компенсировать количество фосфора, выносимого из почвы с урожаем, а на бедных по этому элементу почвах предусмотреть его постепенное накопление. На фосфорное питание значительное влияние оказывает правильное сочегание доз азота и фосфора, которое создает нормальные условия для формирования планируемого урожая.

Чтобы избежать передозировки, минеральные удобрения лучше вносить в дозах, рассчитанных на планируемый урожай с учетом содержания питательных веществ в почвах. Эти дозы нс должны превышать рекомендуемые (таблица 13).

Таблица 13- Примерные нормы внесения минеральных

удобрений при выращивании сельскохозяйственных культур на орошаемых черноземах

Культура

Норма удобрений

Озимая пшеница по пропашным

N|2oPc»K<,o

Озимая пшеница по пласту

N90P60K30

Кукуруза на зерно по обороту пласта

N120 I411P120 ВоКм

Ячмень на корм (покровная люцерна)

N70P120 isoK«o ТО

Люцерна

Neo 90P120 16(>КбО 90

Кукуруза на смеси и силос

N | гоРадКбо

Кормовая свекла

N90 12оРто 12оКбО 120

Соя

КбоРбО-9оКбо

Промежуточные

N90-12(>Р 6О-ТОК4О-6О

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >