Повышение плодородия почв – способы и мероприятия

УДК 631.452:631.86

Агромелиоративный комплекс мероприятий по повышению плодородия лёгких дерново-подзолистых почв нечернозёмной зоны российской федерации

• Мажайский Ю.А. д. с/х наук, профессор, Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А. Н. Костякова (Мещерский филиал)
• Шуравилин А.В. . д. с/х наук, профессор, Российский университет дружбы народов
• Курчевский С.М. к. с/х наук, Белорусская государственная  сельскохозяйственная академия

Key words

Sod-podzolic soil properties, biological activity, mineral fertilizers, microbial preparation, manure, peat, vetch-oat mixture, the yield of green mass.

Summary

The results of studies on the effect of different doses of organic fertilizers in combination with mineral and sharing microbial drug “Baikal EM-1 in the agro-physical, chemical and biological properties of sandy soddy-podzolic soil and the yield of vetch-oat mixture. Identified improvement of basic soil properties, yield and quality of green mass when fertilizing and bacterial drug. High efficiency of cultivation of vetch-oat mixture with an annual use of mineral fertilizers and bacterial drug in combination with application of manure in quantities of 25 t/ha and peat – 75 t/ha once in three years.

Малопродуктивные дерново-подзолистые супесчаные почвы в Нечернозёмной зоне России занимают значительные площади. Только в Рязанской области они составляют 205,3 тыс. га или 14% от всех земель сельскохозяйственного назначения. Эти почвы для высокоэффективного использования нуждаются в применении комплекса агротехнических и агромелиоративных мероприятий. Данной проблеме посвящены работы ряда авторов [1…3], которые установили высокую эффективность внесения органических удобрений (торфа и навоза) в сочетании с минеральными. Однако, до настоящего времени в условиях Рязанской области система мероприятий по высокопродуктивному использованию дерново-подзолистых супесчаных почв практически не разработана. В связи с этим целью работы являлась разработка агротехнических и агромелиоративных приёмов по повышению плодородия малопродуктивных дерново-подзолистых супесчаных почв в условиях Мещерской низменности Рязанской области.

Легкие минеральные почвы, обладающие слабой сорбционной способностью, не могут удерживать питательные вещества вносимых удобрений. Применение торфа и навоза на таких почвах влечет за собой улучшение физических, водных и биохимических свойств. Считается перспективным методом использования специфических популяций микроорганизмов и грибов [4].

Исследования по изучению влияния различных видов удобрений проводились в 2011-2013 гг. на экополигоне «Мещера» в опытно-производственном предприятии «Полково» в пределах Рязанской Мещеры.

Почва, характеризовалась высокой плотностью сложения (1,61 г/см³). Плотность твердой фазы – 2,71 г/см³, пористость – 40,5 %. Полная влагоемкость в пахотном слое была равна 24,1 %, а наименьшая влагоемкость – 14,9 %. Почва низко обеспечена гумусом (в среднем 1,31 %), рН солевой вытяжки в верхнем слое почвы – 5,1 (слабокислая), содержание общего азота очень низкое – 0,028 %, подвижного фосфора повышенное – 104 мг/кг, а обменного калия среднее – 72 мг/кг.

Опыт заложен по следующей схеме:

1. Без удобрений – контроль
2. N₃₀P₃₀K₆₀ – фон
3. Фон + навоз 25 т/га +торф 25 т/га
4. Фон + навоз 25 т/га +торф 25 т/га + микробный препарат “Байкал ЭМ-1”
5. Фон + навоз 25 т/га +торф 50 т/га
6. Фон + навоз 25 т/га +торф 50 т/га + микробный препарат “Байкал ЭМ-1”
7. Фон + навоз 25 т/га +торф 75 т/га
8. Фон + навоз 25 т/га +торф 75 т/га + микробный препарат “Байкал ЭМ-1”
9. Фон + навоз 25 т/га +торф 100 т/га
10. Фон + навоз 25 т/га +торф 100 т/га + микробный препарат “Байкал ЭМ-1”

Микробиологический препарат «Байкал ЭМ-1» (ЭМ) представляет собой водный раствор, содержащий комплекс микроорганизмов обитающих в природе, и продуктов их жизнедеятельности. Минеральные удобрения вносили ежегодно, как фон в дозе N₃₀P₃₀K₆₀.

При закладке опыта проводилось дискование дернины в два следа, внесение навоза и торфа, препарата «Байкал ЭМ-1» разведенного в воде 1:1000. Затем вспашка на глубину 18-20 см и ранне-весеннее боронование. Минеральные удобрения вносили под предпосевную культивацию. Опытная культура – реагент (горохо-овсяная смесь). Горох сорт Рокет (40% в смеси) и овес – Горизонт (60% в смеси). Норма высева гороха 0,6 млн. всхожих семян на га, овса – 3,6 млн. всхожих семян на га. Посев осуществляли СЗ-3,6А, на глубину 4-6 см. После посева – прикатывание 3ККШ-6. Уборка механизированная и вручную.

Исследования проводились с использованием стандартных, общепринятых и современных методов, балансовых расчётов и по ГОСТам. Обработка данных проводилась методом дисперсионного анализа.

Внесение в почву органических удобрений в виде навоза и торфа улучшало почвенную структуру более чем в 2 раза. Содержание агрономически ценных агрегатов размером 0,25-10 мм в контроле составляло 53,8 %, при коэффициенте структурности 1,16. Внесение в почву навоза в дозе 25 т/га и торфа 100 т/га на фоне NPK обеспечивало увеличение количества агрономически ценных агрегатов до 70,1-72,1 %, коэффициента структурности до 2,35-2,58 %. Водопрочная структура в варианте 9 увеличилась по сравнению с контролем с 28,9 до 40,4 %, а с внесением микробного препарата (вар.10) до 42,0%.

Внесение в почву 100 т/га торфа, 25 т/га навоза и минеральных удобрений привело к повышению запасов продуктивной влаги в слое почвы 0-20 см с 28,6 до 33,1 мм или на 15,7 % за счет повышения водоудерживающей способности почвы, т.е. показателей наименьшей влагоемкости. Органические удобрения заметно влияли на агрохимические свойства почвы (табл. 1).

Таблица 1 – Агрохимические показатели дерново-подзолистой супесчаной почвы в слое 0-20см (ср. 2011-2013гг)

Примечание: здесь и в других таблицах Н – это навоз, Т – торф, ЭМ – биопрепарат «Байкал ЭМ-1»

Так, в среднем за годы исследований содержание гумуса увеличивалось на 0,32-0,55%. При максимальной дозе внесения торфа 100 т/га содержание легкогидролизуемого азота повысилось с 83 до 438 мг/кг или в 18,9 раза, подвижного фосфора с 107 до 184 мг/кг (в 4,1 раза) и обменного калия с 67 до 115 мг/кг (в 3,5 раза).

При внесении органических и минеральных удобрений снижается степень кислотности от среднекислых до слабокислых и даже до близких к нейтральным величинам. Это обусловлено разложением органических остатков, их минерализацией. Внесение минеральных и органических удобрений положительно сказалось на увеличении суммы обменных оснований, емкости поглощения и насыщенности почвы основаниями.

Интенсивность разложения целлюлозы свидетельствует о том, что самая высокая активность микроорганизмов в почве отмечалась в варианте 10 (фон + Н25 + Т100 + ЭМ) и составляла 41,7 %, что в 3,8 раза больше чем на контроле. Применение микробиологического препарата усиливало разложение ткани на 4-8 % в зависимости от доз органических удобрений. Биологическая активность микроорганизмов в свою очередь ускоряет разложение органического вещества и образование гумуса в почве.

Внесение органических и минеральных удобрений повышало питательную ценность кормовой массы горохо-овсяной смеси: сырого жира на 0,2 – 0,6 %, сырого протеина на 0,6 – 1,7 %, фосфора с 0,34 до 0,38 % и кальция – с 0,63 до 0,68 %. Дополнительное внесение ЭМ улучшало биохимические показатели на 5-10 %.

Наибольшие значения урожайности горохо-овсяной смеси в среднем за три года отмечались на варианте 10 – 32,5 т/га, где на фоне минеральных удобрений вносился навоз в дозе 25 т/га и торф 100 т/га, а также микробиологический препарат (табл. 2). При этом увеличение дозы торфа на 25 т/га повышало урожайность зеленой массы на 2,8-3,2 т/га, а применение микробиологического препарата повышало урожайность на 2,1-5,6 % в зависимости от дозы вносимых органических удобрений. Одновременно с этим существенно лучше развивалась вегетативная масса смеси.

Таблица 2 – Урожайность зеленой массы горохо-овсяной смеси при разных уровнях внесения удобрений, т/га

Примечание. “Фактор А” – без внесения препарата “Байкал ЭМ-1”. “Фактор В” – с внесением препарата “Байкал ЭМ-1”.

Таким образом, с внесением органических удобрений создается оптимальный питательный режим, что является важнейшим условием получения высоких и устойчивых урожаев зеленой массы.

По сроку окупаемости наиболее эффективным вариантом на дерново-подзолистых почвах является вариант 8, где на фоне минеральных удобрений было внесено 25 т/га навоза, 75 т/га торфа и микробиологический препарат «Байкал ЭМ-1». При этом дисконтированный прирост чистого дохода составил 54430,6 руб/га против 21058,5 руб/га на контроле, что в 2,6 раза выше. Срок окупаемости данного мероприятия наименьший и составил 1,4 года. На всех вариантах учитывался эколого-экономический эффект, который заключается в создании плодородного слоя почвы при внесении больших доз органических удобрений.

Таким образом внесение органических и минеральных удобрений с микробиологическим препаратом оказывает положительное влияние на агрофизические и химические свойства дерново-подзолистых почв. Содержание гумуса на фоне минеральных удобрений увеличилось на 0,19 % при внесении 25 т/га навоза и 25 т/га торфа и на 0,51 % при дозах 25 и 100 т/га. Улучшалась обеспеченность почвы подвижными формами питательных элементов. Емкость катионного обмена дерново-подзолистых почв увеличилась в 2,0-2,5 раза. При этом биологическая активность микроорганизмов при внесении органических и минеральных удобрений существенно усиливается. Внесение микробиологического препарата усиливало разложение льняной ткани на 4-8 %.

Минеральные удобрения увеличивали урожайность зеленой массы горохо-овсяной смеси на 28 %. Органические удобрения обеспечивали дополнительную прибавку урожая на 35 – 99 %. Прибавка урожая от микробиологического препарата изменялась от 7 до 12 %. При этом заметно улучшались кормовые качества горохо-овсяной смеси.

В целом, на дерново-подзолистых супесчаных почвах рекомендуется использовать органо-минеральную систему удобрений (подстилочный навоз КРС 25 т/га + низинный торф 75 т/га + минеральные удобрения N₃₀P₃₀K₆₀) с внесением микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1».

Литература

1. Дубинок Н.Н., Томин Ю.А., Мажайский Ю.А. Приёмы окультуривания и принципы земледелия на мелиорируемых минеральных землях Нечернозёмья России и Беларуси. – Минск-Москва, 2009. – С. 224-255.
2. Ковалёв Н.Г. Органические удобрения в XXI веке / Н.Г. Ковалёв, И.Н. Барановский. – Тверь, 2006. – 305 с.
3. Кулаковская Т.Н. Оптимизация агрохимический системы почвенного питания растений / Т.Н. Кулаковская. – М. 1990. – 218 с.
4. Курчевский С.М. Влияние удобрительной навозно-торфяной смеси с применением микробного препарата «Байкал ЭМ-1» на биологическую активность дерново-подзолистой мелиорируемой почвы / С.М. Курчевский // Экологическое состояние природной среды и научно-практические аспекты современных мелиоративных технологий: матер. Междунар. научно-практ. конф. – Рязань, 2012. – С.285-287.