CC BY
7УДК 631.45
ВЛИЯНИЕ РАСТЕНИЙ ФИТОМЕЛИОРАНТОВ НА ПОКАЗАТЕЛИ ПЛОДОРОДИЯ
МАЛОПРОДУКТИВНЫХ ПОЧВ
ГУСЕЙНОВ АРИФ МИРЗА оглы МАМЕДОВА КЯМАЛЯ ЮСИФ кызы ГУСЕЙНОВ НАМИК ВЕЗИРЬ оглы ВЕЛИЕВА АЙТЕКИН МАМЕД кызы
Доценты кафедры почвоведения, Азербайджанский ГАУ, Гянджа, Азербайджан
Аннотация. Проведенными исследованиями установлено, что посевы фитомелиорантов в частности люцерны оказывают позитивное влияние на плодородие малопродуктивных почв. Для исследуемых почв свойственен низкий уровень содержания гумуса, доступных форм азота, фосфора и калия. Почвы бедны фосфором, что связано с протеканием процесса конкрециобразования и связыванием фосфора в недоступное состояние для питания растений. Процессы гумусообразования протекают в условиях слабощелочной реакции среды. По сравнению с 2019 годом в 2022 году на всех вариантах опыта зафиксировано увеличение содержания гумуса, что привело к изменению оптических параметров почв - к снижению интегрального отражения во всех вариантах опыта.
Ключевые слова: Плодородие, малопродуктивные почвы, фитомелиоранты, люцерна, гумус, азота, фосфор, калий.
Почва представляет собой естественное физическое покрытие поверхности земли и представляет собой интерфейс трех материалов состояния: твердые тела (геологические и мертвые биологические материалы), жидкостей (воды) и газов (воздух в порах почвы) и рассматривается как основа всех наземных экосистем [1, с. 143-161.]. В настоящее время почвы подвергаются деградации, происходит дегумификация (потеря гумуса), уплотнение, ухудшаются структура и водно-физические параметры, складывается отрицательный баланс питательных элементов, снижается биологическая активность и урожайность сельскохозяйственных культур. Это носит многофункциональный и динамичный характер, т.е. причин много и они только обостряются и сами по себе никогда не исчезнут. [2, стр 118 -124]
Почва выполняет большое количество экологических и социально-экономических функций, в том числе способность удалять из окружающей среды загрязнители путем фильтрации и адсорбции. Эта функция, а также способность почвы к самовосстановлению означают, что ущерб остается незаметным, пока не переходит в сильно выраженную стадию. Следуя принципу соблюдения предосторожности и принимая во внимание медленную скорость почвообразования, почва может рассматриваться как ограниченный и невозобновляемый ресурс в масштабе от 50 до 100 лет. Одним из наиболее существенных факторов, влияющих на качество почв, являются методы возделывания, применяемые в сельском хозяйстве. Потери органических веществ и последующая утрата плодородности часто являются следствием непоследовательной практики землепользования (например, глубокая вспашка и монокультура), в то время как тяжелая техника разрушает структуру почвы вследствие ее сжатия (Консультативный совет Германии по глобальным изменениям 1994 г.; EEA, 1999 г.). В дополнение к этому, выбивание пастбищ и интенсификация, тесно связанные в ЕС с выполнением требований Единой сельскохозяйственной политики, могут ускорить процесс утраты почв вследствие эрозии. Помимо сельского хозяйства, количество источников загрязнения почвы увеличивается в результате деятельности разного рода потребителей, включая сброс городских стоков, потребление энергии, транспорт и эмиссию выхлопных газов (EEA, 2002b).
Происходившие с древних времен до наших дней изменения методов землепользования, например оставление маргинальных земель с довольно небольшим растительным покровом, а также все более частые и обширные лесные пожары, оказали сильное воздействие на почвенные ресурсы. В наиболее критических случаях эрозия в сочетании с другими формами деградации почв привела к опустыниванию в некоторых регионах Средиземноморского региона и Восточной Европы.
Современное понятие плодородия почв связано с обеспечением ряда условий роста растений и с доступностью им элементов минерального питания. Отчасти этим объясняется повышенное внимание балансу зольных элементов. Успехи в этом направлении значительны. Развитие агрохимии во многом обязано ему. Но такой подход конечен, и предел уже ощущается[3].
Фитомелиоранты, особенно бобовые кормовые травы, обладают опреснительными свойствами, накапливают биологический азот и, помимо этого, отличаются высокой питательной ценностью. В ходе развития корневых систем фитомелиорантов в почве усиливается активность микроорганизмов и идет накопление органических веществ, что в конечном итоге способствует повышению плодородия почвы. Кроме этого, диверсификация сельскохозяйственных культур за счет внедрения и интеграции различных методов ведения сельского хозяйства на засоленных и деградированных землях повышает продуктивность отрасли, что может способствовать увеличению доходов фермеров.
В исследуемых почвах, в связи с применением различных интенсивных обработок, происходит отчуждение органического вещества корневых остатков и обеднение органическим углеродом. Это ведет к изменению в направленности гумусообразовательного процесса и трансформации органического вещества микрофлорой почв. Поэтому проблема сохранения гумуса, при использовании современных агротехнологий, является наиболее актуальной. В связи с этим необходимы как физико-химические, так и микробиологические индикаторы, отражающие изменение уровня плодородия почв агрогенных ландшафтов, а также разработка экологически чистых приемов повышения плодородия почв. К таким приемам относится фитомелиорация - улучшение почв с помощью растений, представляющая собой разновидность биологической мелиорации. При фитомелиорации используют культуры, которые имеют повышенную средообразующую и средовосстанавливающую способность. Органическое вещество, поставляемое этими культурами, улучшает свойства почв, способствует накоплению гумуса, а также активизирует их биологическую активность, что позволяет вовлечь земли в сельскохозяйственный оборот. При фитомелиорации для повышения плодородия почв используется природный потенциал растений - способность аккумулировать энергию солнца, трансформированную в энергию химических связей органических соединений. Улучшение плодородия почв достигается также за счет органического вещества корневых остатков растений и процессами азотфиксации бобовыми фитомелиорантами.
Цель и задачи исследований Целью исследования этой работы является разработка научных основ применения удобрений под люцерну, выявление его влияния на плодородие малопродуктивных почв.
Экспериментальные исследования проводились на стационаре в малопродуктивных землях муниципалитета Самухского района поселка Кара-Ери в 2019-2022 гг. Исследования включали полевые опыты, лабораторные анализы и производственные опыты по внедрению всех вариантов в фермерские хозяйства зоны.
Схема полевых опытов включало следующие варианты:1. Контроль - без удобрений; 2. Р90К60 ; 3. N30P90K60 ; 4 Навоз10 т/га + Рб5 .
Опыт заложен в четырех повторностях методом рендомизации. Площадь учетной делянки - 100 м2 (длина делянки -12,5 м, ширина делянки - 8 м). защитная полоса между делянкой и повторностью - 0,5 м.
В опытах ежегодно вносили: из азотных удобрений - аммиачную селитру - 34% д.в.
ОФ "Международный научно-исследовательский центр "Endless Light in Science"
(действующее вещество); из фосфорных - простой суперфосфат - 18% д.в.; из калийных -хлористый калий - 60% д.в. Сроки внесения удобрений 100% годовой нормы навоза, фосфорные и калийные удобрения перед прорастанием люцерны - в феврале месяце; азотные в виде подкормки весной.
При поливе использовались артезианские воды, по общепринятым в зоне нормам полива.
До закладки полевых опытов, для агрохимической характеристики почв опытного участка, были взяты смешанные почвенные образцы из 5 -и горизонтов (0-20; 20-40; 4060; 60-80; 80-100 см) во взятых образцах были определены рН водной вытяжки, валовой гумус, валовые азот, фосфор, калий, поглощенный аммиак, нитраты, подвижный фосфор, обменный калий.
Чтобы изучить влияние удобрений на динамику питательных элементов в почве в двух повторностях в трех точках, из двух горизонтов (0-30; 30-60 см) отбирались почвенные образцы, смешивали, затем брали среднюю пробу для анализа. В этих образцах определили легкоусвояемые формы азота, фосфора и калия (поглощенный ^ЫИз, нитратный N/NOз, подвижный P2O5, обменный К2О).
Для изучения влияния удобрений на содержание питательных элементов в растениях, а также на химический состав зеленой массы, со всех повторностей отбирались растительные пробы. В высушенных до воздушно-сухого состояния образцах брали среднюю пробу, которые подвергались анализу.
В образцах почвы определили: рН водной вытяжки - потенциометром, валовой гумус по И.В.Тюрину, валовой азот по К.Е.Гинзбургу, аммиак, поглощенный по Д.П.Коневу, нитраты по Грандваль-Ляжу, валовой фосфор по К.Е.Гинзбургу и Г.М.Щегловой, подвижный фосфор по Б.П.Мачигину, валовой калий по Р.К.Смиту, обменный калий по П.В.Протасову (определение калия в вытяжках проводились на пламенном фотометре).
В растительных пробах определены содержание общего азота, фосфора и калия по методу К.Е.Гинзбурга, Г.М.Щегловой и Е.В.Вульфиуса, нитратный азот по А.Г.Шестакову и Б.П.Плешкову.
Учет массы корней проводился методом монолита. Количество гумуса образующиеся из корневых остатков, рассчитывали умножением на коэффициент 0,18 (П.Д. Попов, А.И. Жуков, СМ. Лукин, В.В.Мосалева).
Подготовка почвы, способы и сроки посева, уход за посевами проводились в соответствии с общепринятыми по зоне агротехническими мероприятиями.
В наших исследованиях, сравнивая накопление корней по слоям, мы видим, что наибольшее накопление корневой массы более 50% наблюдается в верхнем 40 см-ом слое почвы. С внесением удобрений накопление корневой массы увеличивается. Наилучшие результаты наблюдаются в третьем NзoP9oK6o и в четвертом варианте с навозом 10 т/га + P65. Если в контрольном варианте масса корней составила 51 ц/га или 61,4% от общего, то в варианте масса корней на глубине 0-20 и 20-40 см 68 ц/га или 57,1%. От при-
менения навоза 10 т/га + Р65 эти показатели достигают 75 ц/га - 57.2%. Общая масса корней в метровом слое в варианте NзoP9oK6o 119 ц/га, а с навозом 10 т/га + Р 65 131 ц/га, что резко отличается от контрольного варианта, в котором масса корней составила 83 ц/га.
Таб. 1
Влияние удобрений на содержание питательных элементов в корнях _и процессы гумусообразования под люцерной_
ы т К а и a ,а X и б Воздушно-сухая масса корней на га Содержание и накопление элементов питания Кол-во гумуса, образ. из корневой
tf CQ U 0 ц % N P2O5 К2О массы, ц/га
/га к г/га к г/га к г/га
0- 2 3 3 8 2 5,04
20 8 3,7 ,13 1,64 ,31 ,68 ,99 7,72 4,14
20- 2 2 12 05 02 2,88
Ю ь 40 3 7,7 ,08 4,84 ,25 ,75 ,92 1,16 1,80
л ни О 40- 1 1 01 03 01 1,28
60 6 9,3 ,98 5,68 ,21 ,36 ,84 3,44 14,94
E о 60- 1 1 9 1 7
К 80 0 2,0 ,94 ,40 ,19 ,90 ,77 ,70
80- 6 8 7 05 00 04
100 ,3 ,89 ,34 ,16 ,96 ,72 ,32
0- 3 1 8 2 7
100 00 6,90 0,65 4,34
0- 3 3 3 1 3
20 3 0,6 ,18 1 8,94 ,32 0,56 ,08 5,64
20- 2 2 3 07 02
о 40 9 6,9 ,08 1,32 ,26 ,54 ,99 8,71 5,94
40 HH « 40- 2 2 2 04 02 5,22
нн о Os P* 60 2 0,4 ,98 1,56 ,22 ,84 ,92 0,24 3,96
60- 1 1 1 2 1 2,52
80 4 2,9 ,94 3,16 ,20 ,80 ,84 1,76 1,80
80- 1 9 8 01 07 19,44
100 0 ,2 ,89 0 ,90 ,16 ,60 ,77 ,70
0- 1 1 1 2 1
100 08 00 13,88 7,34 04,05
0- 3 3 4 1 4
20 6 0,2 ,22 3,92 ,33 1,88 ,06 1,76
20- 3 2 13 09 13
О 40 40 2 6,9 ,13 6,16 ,31 ,92 ,08 4,56 6,48
W О Я Os 40- 2 2 12 05 02 5,76
К Л о 60 4 0,2 ,03 4,72 ,23 ,52 ,99 3,76 4,32
z; 60- 1 1 1 3 1 2,70
80 5 2,6 ,98 4,70 ,21 ,15 ,84 2,60 2,16
80- 1 1 01 02 01 21,42
100 2 0,1 ,94 1,28 ,17 ,04 ,77 0,08
0- 1 1 1 3 1
100 19 00 30,78 2,51 22,76
0- 4 3 5 1 4 7,20
20 0 0,05 ,27 0,80 ,37 4,80 ,23 9,20 6,30
з «о 40 20- 3 2 14 01 14 4,86
о в Рн + 40 5 6,7 ,22 2,70 ,33 1,55 ,16 0,60 2,88
а К а г/ /т 40- 2 2 13 06 02 2,34
> 0 60 7 0,6 ,18 1,86 ,25 ,75 ,99 6,73 23,58
1 60- 1 1 11 03 01
80 6 2,2 ,03 6,48 ,23 ,68 ,77 2,32
80- 1 1 01 02 09
100 3 0,0 ,98 2,74 ,17 ,21 ,72 ,36
0- 1 1 1 3 1
100 31 00 54,58 8,99 38,21
Анализ проведенных данных указывает на то, что количество гумуса образующееся из корневых остатков в контрольном варианте составило в метровом слое 14,94 ц/га, во втором и третьем варианте 19,44-21,42 ц/га. Самое большое количество гумуса образовалось в варианте Навоз 10 т/га +Р65 23,58 ц/га, отсюда следует, что применение навоза, увеличивая содержание корней, способствует большему накоплению гумуса. Анализ по горизонтам показал, что процесс гумусообразования с глубиной уменьшается.
Соответственно по слоям (0-20, 20-40, 40-60, 60-80, 80-100 см.) состовляло в первом контрольном варианте, от 5,04; 4,14; 2,88; 1,80; 1,28 ц/га. Во втором варианте с внесеним минеральных удобрений в норме Р90К60 - 5,94; 5,22; 3,96; 2,52; 1,80 ц/га. В варианте, с полным набором минеральных удобрений (№0Р90К60) количество гумуса, образовавшийся из корневой массы, равнялось 6,48; 5,76; 4,32; 2,70; 2,16 ц/га. Последний вариант с приминением навоза 10 т/га+ Р65 составило 7,20; 6,30; 4,86; 2,88; 2,34 ц/га. Наблюдая эти процессы, становится очевидным, что хотя с глубиной количество гумуса уменьшается, но по сравнению с контрольным вариантом и вариантами с внесением минеральных удобрений, наиболее выигрышным оказался вариант с внесением органического удобрения. Этот процесс обьясняется и положительным влиянием органического удобрения (навоза) на биологическую активность почвы, способствующему лучшему развитию корневой системы люцерны.
При анализе корневой массы, по слоям наблюдается заметное повышение общего азота, особенно в верхних слоях 0 -20; 20-40 см. Если в контрольном варианте содержание общего азота 1,13%, то от применения №0Р90К60 1,22%, с внесением навоза 10 т/га+Р65 достигает 1,27%. В слое 20-40 см содержание общего азота 1,08%, а с применением минеральных удобрений и навоза (третий и четвертый вариант) его содержание достигало 1,13 и 1,22%. Аналогичные увеличения в содержании общего азота наблюдаются и в нижних слоях: 40-60; 60-80 и 80-100 см.
С увеличением содержания общего азота в корнях наблюдаются значительные накопления его по весу. Так при контроле без удобрений в слоях 0 -20 см накопилось азота 31,64 кг/га, 20-40 см 24,84 кг/га, от внесения Р90К60 увеличивается по слоям соответственно 38,94 и 31,32 кг/га; в третьем варианте (№50Р90К60) 43,92 и 36,16 кг/га, в четвертом варианте (навоз 10 т/га+Р65) 50,80 и 42,70 кг/га. Аналогичные изменения наблюдаются по вариантам в более глубоких слоях от 40-60 до 80-100 см. Показатели составили соответственно 8,90-21,56 кг/га; 11,28-24,72 кг/га и 12,74-31,86 кг/га.
Содержание фосфора с внесением удобрений значительно увеличивается. Сравнивая контрольный вариант без удобрений и варианты с внесением минеральных удобрений и навоза 10 т/га+Р65, эта разница видна отчетливо. Однако, с продвижением вниз по горизонтам почвы уменьшается количество фосфора, если в контрольном варианте в слое 0-20см 8,68 кг/га, 60-80 и 80-100см соответственно 1,90; 0,96 кг/га. В варианте с навозом 10 т/га+ Р65 в верхних слоях 0 -20; 20-40см 14,80; 11,55 кг/га, что также закономерно он переходит в труднодоступные формы.
Накопление калия в корнях люцерны также увеличивается с внесением удобрений. Сравнивая контрольный вариант без удобрений с вариантом навоз 10 т/га+Р65, выявлено, что накопление в первом варианте (без удобрений) составляет 27,72 кг/га, а в четвертом варианте (навоз 10 т/га+Р65) 49,20 кг/га. Это объясняется как увеличением количества калия, так и увеличением подвижности элементов почвы с внесением удобрений.
В содержании и накоплении питательных элементов в корнях люцерны наблюдается
преобладание азота над фосфором и калием, что связано с азотофиксирующей способностью клубеньковых бактерий на корнях.
Из приведенных данных видно, что посевы люцерны и применение удобрений значительно увеличивают почвенное плодородие в данном регионе.
Люцерна оказывает громадное преобразующее влияние на почву, на которой она возделывается. Корневые остатки имеют большое значение в деле обогащения почвы питательными веществами.
ЛИТЕРАТУРА
1. Aislabie Jand A and Deslippe JR (2013). Soil microbes and their contribution to soil services. In: Dymond JR (eEd.).Ecosystem Services in New Zealand-Conditions and Trends. Manaaki Whenua Press, New Zealand., pp. 143-161.
2. Хасанов А.Н., Хабиров И.К., Асылбаев И.Г., Рафиков Б.В. Биологические методы восстановления плодородия деградированных почв южной лесостепи республики Башкортостан ВЕСТНИК ОРЕНБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА 2017 № 11 (211)стр 118-124
3. https://regnum.ru/news/innovatio/2401346.html
