CC BY
55
УДК 631.416.9(470.57)
СОДЕРЖАНИЕ И БАЛАНС МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ПОЧВАХ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН
1Н.А. Середа, д.б.н., 2Р.И. Баязитова, к.с.-х.н., 1М.В. Нафикова, к.с.-х.н., 2Л.Р. Баязитова
1Башкирский государственный аграрный университет», e-mail: [email protected] 2Центр агрохимической службы «Башкирский», e-mail: [email protected]
В результате агрохимического мониторинга пахотных почв Республики Башкортостан установлен дефицит цинка во всех типах почв, а в черноземах - низкое содержание марганца и меди. Путем проведения полевых опытов и балансовых расчетов показаны возможности восстановления микроэлементного состава почв.
Ключевые слова: пахотные почвы, микроэлементы, баланс, навоз, сидераты.
MICROELEMENTS CONTENT AND BALANCE IN SOILS OF BASHKORTOSTAN REPUBLIC N.A. Sereda, R.I. Bayazitova, M.V. Nafikova, L.R. Bayazitova
As a result of agrochemical monitoring of arable soils in the Bashkortostan Republic there was established certain shortage of zinc in all soil types, meanwhile there was also determined a low level of manganese and copper in chernozem soil. There were carried out field experiments which helped show the possibilities to restore the content of microelements in soil.
Keywords: arable soils, microelements, balance, manure, siderates.
Сложившийся в последние годы низкий уровень применения удобрений усугубил баланс элементов питания, в том числе и микроэлементов, и привел к дегра-дационным изменениям почвы. При повышенном содержании основных элементов питания, содержание микроэлементов в почве может стать фактором, ограничивающим продуктивность растений [1, 2]. В связи с этим была поставлена задача определить содержание микроэлементов в пахотных почвах Республики Башкортостан, и рассчитать их баланс при различных системах удобрений.
Содержание микроэлементов определяли при массовом мониторинге агрохимических свойств почв и по слоям почвы до глубины 100 см на реперных участках, расположенных на основных почвенных разностях. В почвах определяли кислоторастворимые и подвижные формы марганца, меди и цинка, в удобрениях и растениях - общее содержание этих элементов общепринятыми методами.
Балансовые исследования проводили в зернопаро-пропашном севообороте с чередованием культур (пар, озимая рожь, яровая пшеница, кукуруза, яровая пшеница, ячмень) в южной лесостепи на черноземе выщелоченном с содержанием гумуса 6,8-7,1%, минерального азота 24,2-28,7 мг/кг, подвижного фосфора 235-244 мг/кг, обменного калия 130-136 мг/кг, подвижных форм меди 0,32-0,53 мг/кг, цинка 0,38-0,72 мг/кг и марганца 22,3-35,4 мг/кг почвы, рНкс1 5,3-5,5. Опыт включал три системы удобрения: минеральную, органическую и ор-ганоминеральную. Удобрения вносили в дозе 90 и 180 кг/га в паровое поле или 15 и 30 кг д.в. в расчете на год, азотные удобрения вносили под каждую культуру в дозе 150 кг/га (30 кг д.в.) за ротацию севооборота. В качестве сидерата использовали донник желтый, который подсевали под покров ячменя. Урожайность донника в среднем за три года составила 29,5 т/га. Полуперепревший навоз (42 т/га) вносили в паровое поле. Минеральные удобрения: суперфосфат двойной гранулированный, карбамид. Содержание микроэлементов в навозе: марганец - 2011 мг/кг, медь - 156 и цинк - 962 мг/кг сухого
вещества; в зеленой массе донника соответственно - 1,8 мг/кг; 54 и 101 мг/кг; в суперфосфате - 3,2 мг/кг; 17,2 и 11,0 мг/кг; в карбамиде - 29 мг/кг, 14,6 и 14,3 мг/кг.
По результатам агрохимического мониторинга на 89% обследованной в республике пашни, расположенной как на серых лесных почвах, так и черноземах, отмечается низкое содержание подвижного цинка (от 30 до 100% в отдельных почвенно-климатических зонах и районах); в черноземах - низкое содержание меди (в отдельных районах от 20 до 80% обследованной площади), молибдена (до 66%) и марганца (до 45%). Со временем дефицит этих элементов без применения микроудобрений будет нарастать. Содержание бора и кобальта в почвах среднее и повышенное.
В незагрязненных почвах содержание микроэлементов определяется направленностью и интенсивностью процессов почвообразования, содержанием элементов в почвообразующей породе, реакцией среды, содержанием в почве органического вещества, биологическим круговоротом элементов и т.д. [3-5]. Исследования показали, что содержание кислоторастворимых форм микроэлементов цинка и меди во всех почвенных разрезах слабо дифференцировано по профилю и значительно ниже установленных санитарных норм. Количество цинка изменяется от 40 до 80 мг/кг, наименьшее его содержание отмечено в темно-серой лесной почве и черноземе типичном. Общее содержание меди изменяется от 20 до 40 мг/кг. Количество марганца во всех почвенных разностях уменьшается от пахотного слоя (900-1800 мг/кг) к материнской породе (300-900 мг/кг). Микроэлементы в подвижной форме аккумулированы в пахотном слое, что может быть связано с их биологическим выносом, содержанием органического вещества и интенсивностью микробиологических процессов.
Содержание меди в пахотном слое почвы опытного участка составляет 0,32 мг/кг, цинка 0,38 мг/кг, марганца 23,45 мг/кг и повышается в нижних горизонтах почвенного профиля соответственно до 0,50; 0,64 и 28 мг/кг. Внесение удобрений привело к определенному изменению в содержании подвижных форм микроэлементов в
1. _ Содержание микроэлементов в основных типах почв РБ, мг/кг
Слой почвы, см РНКС1 Содержание гумуса, % Цинк Медь Марганец
подвижный валовый подвижный валовый подвижный валовый
Светло-серая лесная тяжелосуглинистая
0-20 4,6 4,0 1,11 87,6 8,42 27,5 48,82 1850
20-40 0,90 67,2 6,88 26,5 27,0 130
40-60 0,49 58,1 5,53 25,5 14,75 1610
60-80 0,66 58,5 5,21 23,5 17,50 1549
80-100 0,94 61,9 5,48 22,6 18,83 1412
Серая лесная легкоглинистая
0-20 5,0 5,5 0,89 38,7 10,97 47,9 48,72 1106
20-40 0,87 73,8 11,27 46,0 36,25 1210
40-60 0,62 71,8 9,22 38,5 22,32 852
60-80 0,51 70,4 8,86 39,5 33,46 440
80-100 0,53 69,5 8,36 41,1 9,18 330
Темно-серая лесная легкоглинистая
0-20 5,0 4,3 1,35 58,9 1,14 23,3 26,59 2910
20-40 1,51 54,8 1,19 21,3 29,59 2623
40-60 0,70 53,8 0,79 19,3 11,47 1810
60-80 0,63 46,9 0,68 18,6 11,39 1040
80-100 0,70 45,0 0,75 16,5 11,89 993
Чернозем оподзоленный легкоглинистый
0-20 5,3 5,3 1,29 67,4 7,13 24,2 40,43 900
20-40 0,77 59,5 6,29 22,1 20,96 90
40-60 1,03 55,6 6,74 19,8 25,57 838
60-80 0,67 57,9 6,14 20,3 17,85 814
80-100 0,52 57,5 5,10 16,9 13,38 613
Чернозем выщелоченный тяжелосуглинистый
0-20 6,0 7,1 0,63 58,1 0,15 22,2 16,4 1120
20-40 0,49 57,5 0,05 22,0 45,78 1000
40-60 0,46 52,4 0,04 21,1 63,81 600
60-80 0,43 49,7 0,04 19,7 58,20 300
80-100 0,50 52,1 0,07 20,8 70,77 300
Чернозем типичный тяжелосуглинистый
0-20 6,6 6,1 0,73 64,1 0,12 23,2 52,34 850
20-40 0,66 57,9 0,10 21,5 82,52 650
40-60 0,72 54,5 0,10 21,2 125,6 600
60-80 0,79 47,9 0,13 20,1 124,5 320
80-100 0,80 46,1 0,10 20,4 100,2 120
почве, что может быть связано не только с содержанием микроэлементов в удобрениях, но и увеличением их подвижности в почве. В большей степени повысили содержание подвижных форм микроэлементов в почве органические удобрения. При внесении навоза содержание меди в почве повысилось на 56%, при внесении си-дерата - на 34%. Зеленые удобрения были более эффективными в обогащении почвы подвижными формами цинка и марганца. При внесении зеленого удобрения содержание цинка повысилось на 0,34 мг/кг или 89% (при запашке навоза на 73%), марганца соответственно на 30 и 25%. Минеральные удобрения увеличили содержание подвижного цинка в почве на 0,15 мг/кг и марганца - на 3,3 мг/кг.
Микроэлементный состав растений, распределение элементов по органам было неоднозначным и определялось биологической особенностью культур и применением удобрений. Содержание меди в зерне озимой ржи и ячменя изменялось от 3,3 до 4,5 мг/кг, в соломе - 2,2-3,3 мг/кг. В зерне яровой пшеницы накопление меди было ниже как в зерне (2,4-3,3 мг/кг), так и в соломе (1,5-2,2
мг/кг). В зеленой массе кукурузы содержалось больше меди, чем в зерновых (3,9-5,2 мг/кг сухого вещества). Накопление цинка было выше в зерне всех культур (1840 мг/кг), чем в соломе (14-22 мг/кг), марганец больше накапливался в соломе.
Минеральная система удобрения не обеспечила положительный баланс изучаемых микроэлементов, дефицитный баланс по меди за ротацию шестипольного севооборота составил 0,09 кг/га, по цинку - 0,67 кг/га, по марганцу - 0,87 кг/га.
Наибольшее поступление микроэлементов в агроце-ноз обеспечивала органическая система удобрения. При внесении в паровое поле навоза 42 т/га в почву поступало 2,65 кг/га меди, 16,35 кг/га цинка и 34,19 кг/га марганца, что полностью обеспечивало вынос этих элементов урожаями и способствовало повышению эффективного плодородия почв.
Запахивание зеленой массы донника обогатило почву микроэлементами в меньшей степени по сравнению с внесением навоза, в почву поступало меди меньше на 2,5 кг/га, цинка - на 16 кг и марганца - на 34 кг/га. Тем не
________
2. Содержание подвижных форм микроэлементов в черноземе выщелоченном __при различных системах удобрений_
Вариант Глубина, см Микроэлементы, мг/кг почвы
Cu Zn Mn
0-20 0,32 0,38 23,45
20-40 0,37 0,52 26,72
Без удобрения 40-60 0,26 0,49 25,61
60-80 0,39 0,51 28,56
80-100 0,50 0,64 27,41
0-20 0,34 0,47 25,43
20-40 0,37 0,53 26,78
N30P180 40-60 0,25 0,49 24,91
60-80 0,41 0,61 26,37
80-100 0,49 0,58 27,13
0-20 0,50 0,66 29,34
20-40 0,56 0,70 25,76
Навоз 40-60 0,44 0,46 19,78
60-80 0,39 0,46 20,78
80-100 0,54 0,65 25,90
0-20 0,43 0,72 30,52
20-40 0,38 0,70 29,98
Сидерат 40-60 0,32 0,50 23,26
60-80 0,33 0,32 20,32
80-100 0,45 0,53 38,54
НСР05 0,05 0,06 2,12
3. Продуктивность севооборота при различных системах удобрений (ц/га зерн.ед.) _и баланс микроэлементов, кг/га_
Вариант Продуктивность севооборота Поступило с удоб рениями Вынос за ротацию Баланс
Cu Zn Mn Cu Zn Mn Cu Zn Mn
Без удобрений 151,4 0 0 0 0,08 2,43 0,66 -0,08 -2,43 -0,66
■^30Р180 174,9 0,01 0,01 0,01 0,09 2,37 0,76 -0,08 -2,36 -0,75
Навоз, 42 т/га 173,8 1,64 10,10 21,15 0,09 2,65 0,77 1,55 7,45 20,38
Навоз, 42 т/га + К30Р180 188,2 1,65 10,11 21,16 0,11 2,49 0,93 1,54 7,62 20,23
Сидерат 177,2 0,32 0,60 0,01 0,10 3,04 0,83 0,22 -2,44 -0,82
Сидерат + ^Р™ 185,9 0,33 0,61 0,02 0,10 3,52 0,92 0,23 -2,91 -0,90
менее, наблюдался положительный баланс меди (0,05 кг/га), баланс цинка и марганца складывается с дефицитом в 0,59 и 079 кг/га.
Таким образом, все типы почв Республики Башкортостан характеризуются низким содержанием цинка, а черноземы - низким и средним содержанием марганца и меди. Компенсация выноса микроэлемен-
тов урожаями культур и повышение микроэлементов в почвах достигалась внесением навоза в дозе не менее 7 т/га севооборотной площади. Зеленые удобрения компенсировали вынос меди. Наибольшая продуктивность севооборота и повышение микроэлементов в почве достигалась при совместном внесении навоза и минеральных удобрений.
Литература
1. Гирфанов В.К., Ряховская Н.Н. Микроэлементы в почвах Башкирии и эффективность микроудобрений. - М.: Изд-во «Наука», 1975. - 170 с.
2. Середа Н.А., Никонов В.И. Эффективность макро- и микроудобрений на яровой пшенице сорта Башкирская 24 в Предуральской степи Башкортостана // Зерновые культуры, 2000, № 3. - С. 20-23.
3. Протасова Н.А., Щербаков А.П. Микроэлементы в черноземах и серых лесных почвах Центрального Черноземья. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 2003. - 368 с.
4. Спицина С.Ф. Варьирование валового содержания микроэлементов в почвах Алтайского края // Вестник Алтайского ГАУ, 2010, № 4. - С. 27-30.
5. Анисимов В.С., Кочетков И.С., Круглов С.В., Алексахин Р.М. Влияние органического вещества на параметры селективной сорбции кобальта и цинка почвами и выделенными из них илистыми фракциями // Почвоведение, 2011, № 6. - С. 67-68.
