CC BY
57
doi: 10.24411/0235-2451-2020-10501
УДК 631.95
Влияния способов обработки почвы, минеральных и органических удобрений в различных севооборотах на содержание гумуса в чернозёме типичном
С. И. ТЮТЮНОВ, В. Д. СОЛОВИЧЕНКО, А. С. ЦЫГУТКИН, И. В. ЛОГВИНОВ
Белгородский федеральный аграрный научный центр РАН, ул. Октябрьская, 58, Белгород, 308001, Российская Федерация
Резюме. Исследования проводили с целью изучения влияний различных технологических факторов на воспроизводство плодородия почвы. Полевой многофакторный опыт заложен в 1987 г. по полной факториальной схеме в условиях Белгородской области. В эксперименте изучали четыре фактора: севооборот - зернотравянопропашной (ЗТП), зернопропашной (ЗП) и зернопаропропашной (ЗПП), включающие соответственно 20, 40 и 60 % пропашных культур; способ основной обработки почвы - отвальная, безотвальная и минимальная; органические удобрения - без удобрений, одинарная и двойная доза (соответственно 40 т/га и 80 т/га, или 8 и 16 т/га севооборотной площади подстилочного навоза КРС один раз за ротацию под сахарную свёклу); минеральные удобрения - без удобрений, одинарная и двойная доза (одинарная доза в среднем на 1 га севооборотной площади в ЗТП севообороте - N42P62K62, в ЗП севообороте - N62P62K62, в ЗПП севообороте - N54P62K62). Приведены данные об изменении содержания гумуса в пахотном и подпахотном слоях почвы в годы четвёртой ротации севооборотов. Без применения органических удобрений и при насыщении севооборота пропашными культурами содержание гумуса в пахотном слое почвы снизилось, по сравнению с исходным, на 0,04...0,27 %. В ЗТП севообороте во всех вариантах отмечено повышение величины этого показателя. В пропашных севооборотах бездефицитный баланс органического вещества достигается при внесении навоза в норме не менее 8 т/га севооборотной площади. Использование навоза в количестве 16 т/га севооборотной площади обеспечивает положительный баланс гумуса. Без органических и минеральных удобрений в вариантах с минимальной и безотвальной обработками содержание гумуса в почве выше, чем при вспашке: в зТп севообороте - на 0,02.0,06 %; в ЗП - на 0,13.0,17 %; в ЗПП - на 0,15.0,16 %.
Ключевые слова: почва, гумус, плодородие, биологизация земледелия, севообороты, обработки почвы, минеральные удобрения, органические удобрения, пахотный слой почвы, подпахотный слой почвы, полная факториальная схема опыта, четырёхфакторный опыт, метод расщеплённых делянок.
Сведения об авторах: С. И. Тютюнов, член-корреспондент РАН, доктор сельскохозяйственных наук, директор; В. Д. Соло-виченко, доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник; А. С. Цыгуткин, кандидат биологических наук, зав. лабораторией (e-mail: [email protected]); И. В. Логвинов, главный агроном.
Для цитирования: Влияния способов обработки почвы, минеральных и органических удобрений в различных севооборотах на содержание гумуса в чернозёме типичном / С. И. Тютюнов, В. Д. Соловиченко, А.С. Цыгуткин и др. // Достижения науки и техники АПК. 2020. Т. 34. № 5. С. 7-12. doi: 10.24411/0235-2451-2020-10501.
The influence of soil cultivation methods, mineral and organic fertilizers in various crop rotations on the humus content in typical chernozem
S. I., Tyutyunov, V. D. Solovichenko, A. S. Tsigutkin, I. V. Logvinov
Belgorod Federal Agrarian Scientific Center of the RAS, ul. Oktyabr'skaya, 58, Belgorod, 308001, Russian Federation
Abstract. The research was conducted to study the effects of various technological factors on the reproduction of soil fertility. Field multifactor experiment was conducted in 1987 under conditions of the Belgorod region. The design of the experiment was full factorial. In the experiment, we studied four factors: crop rotation, primary tillage method, organic fertilizers, and mineral fertilizers. The crop rotations were grain-grass-row (GGR), grain-row (GR), and grain-fallow-row (GFR), including 20%, 40%, and 60% of row crops, respectively. Primary tillage methods included mouldboard, subsurface, and minimal cultivations. The doses of organic fertilizers were zero (without fertilizers), single and double dose (40 t/ha and 80 t/ha, or 8 t and 16 t litter cattle manure per hectare of crop rotation area under sugar beet once per rotation). The doses of mineral fertilizers were zero (without fertilizers), single and double dose. In the GGR crop rotation, an average single dose per ha was N42P62K62, in the GR crop rotation, it was N62P62K62; in the GFR crop rotation, it was N54P62K62. We present the data on changes in the humus content in the arable and subarable soil layers during the fourth crop rotation. Without the use of organic fertilizers and when the crop rotation was saturated with row crops, the humus content in the arable soil layer decreased, compared with the initial value, by 0.04-0.27%. We noted an increase of this indicator for all options of the GGR crop rotation. In the row crop rotations, a deficit-free balance of organic matter was achieved when manure was applied at the rate of at least 8 t/ha of crop rotation area. The use of manure in the amount of 16 t/ha of crop rotation area provided a positive balance of humus. Without organic and mineral fertilizers, in the options of minimal and subsurface tillage, the humus content in the soil was higher than in the ploughing option: in the GGR crop rotation, it was higher by 0.02-0.06%; in the GR crop rotation, it was higher by 0.13-0.17%; in the GFR crop rotation, it was higher by 0.15-0.16%. Keywords: soil; humus; fertility; biologization of agriculture; crop rotation; tillage; mineral fertilizers; organic fertilizers; arable soil layer; subarable soil layer; full factorial design of the experiment; four-factor experiment; method of split plots.
Author Details: S. I. Tyutyunov, corresponding member of the RAS, D. Sc. (Agr.), director; V. D. Solovichenko, D. Sc. (Agr.), senior research fellow; A. S. Tsigutkin, Cand. Sc. (Biol.), head of laboratory (e-mail: [email protected]); I. V. Logvinov, agronomist. For citation: Tyutyunov SI, Solovichenko VD, Tsigutkin AS, et al. [The influence of soil cultivation methods, mineral and organic fertilizers in various crop rotations on the humus content in typical chernozem]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2020;34(5):7-12. Russian. doi: 10.24411/0235-2451-2020-10501.
Белгородская область располагает уникальными природными ресурсами, в том числе плодородными почвами, большая часть которых представлена чернозёмами, запасами агрономических руд, используемых для химической мелиорации почв, достаточным количеством солнечной энергии, позволяющей выращивать наиболее урожайные сорта сельскохозяйственных культур [1, 2, 3].
Использование в производстве земель сельскохозяйственного назначения без соблюдения научно-обоснованных рекомендаций может привести к снижению плодородия почв из-за усиления процессов их деградации, в том числе водной и ветровой зрозии, ухудшения физических, химических и физико-химических свойств, включая снижение содержания гумуса в пахотном и подпахотном слоях [4, 5, 6]. С возникновения почвоведения
как самостоятельной научной дисциплины в конце XIX в. и до сегодняшних дней содержание гумуса в чернозёмах значительно сократилось. В зависимости от условий формирования и интенсивности хозяйственного использования чернозёмы ЦЧО потеряли со времени экспедиций В. В. Докучаева 30...50 % гумуса. С 1950 по 1981 гг. дефицит гумуса по Центральному Черноземью составил 0,3.0,5 %. Среднегодовая его убыль в пахотном слое почв находится в пределах 1,0.1,5 т/га, при ежегодном поступлении растительных остатков в количестве 2,8.3,0 т/га, из которых образуется 0,3.0,4 т/га гумуса [7].
Причины этого известны - уменьшение поступления органического вещества в почву, ухудшение количественных и качественных показателей обмена веществ и питательных элементов в системе «почва-растения», изменение трансформации растительных остатков в связи со сменой почвенной биоты, усиление процессов эрозии почв [8, 9, 10].
Необходимо контролировать не только потери гумуса в почве, но и изменение его качества. По данным НИУ Центрально-Чернозёмной зоны, при сложившейся системе земледелия происходит обеднение гумуса фракцией гуминовых кислот с одновременным увеличением доли фульвокислот и негидролизуемого остатка. В результате потенциал гумуса как ресурса для питания растений и процесса улучшения структуры почвы снижается [11, 12, 13].
В последние годы на территории Белгородской области, как и в других регионах страны, широко осуществляется программа биологизации земледелия, предусматривающая возделывание бобовых культур [14, 15, 16], смешанные посевы зерновых и зернобобовых [17, 18], использование сидератов [19], внесение органических удобрений [20], оставление на поверхности поля мульчирующего слоя растительных остатков и соломы, сохранение стерни в результате уборки сельскохозяйственных культур путем очёса [21, 22], использование симбиотических и ассоциативных азотфиксаторов, лигнин- и целлюлозораз-рушающих, а также других микроорганизмов, участвующих в повышении плодородия почв [23, 24, 25].
Биологизацию земледелия необходимо начинать с совершенствования севооборотов, которые должны учитывать производственный потенциал хозяйства, рельеф территории, структуру посевных площадей, сложившуюся под влиянием рынка, специализацию и концентрацию животноводства, объёмы накопления и применения органических удобрений. Вместе с системой удобрений, рациональной обработкой почвы и другими агротехническими мероприятиями севообороты обеспечивают сохранение плодородия почв и повышают продуктивность сельскохозяйственных культур [26, 27, 28].
Необходима детальная информация о влиянии способов обработки почвы, севооборотов, применения минеральных и органических удобрений в конкретных почвенно-климатических условиях не только на урожай сельскохозяйственных культур и качество продукции, но и на изменение плодородия почв, в частности - на содержание гумуса, что в условиях Белгородской области изучено недостаточно.
Цель работы - определение влияния минеральных и органических удобрений, способов обработки почвы и насыщенности севооборотов пропашными культурами и многолетними бобовыми травами на содержание гумуса в типичном черноземе.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в Белгородском ФАНЦ РАН в многофакторном полевом опыте, заложенном в 1987 г. по полной факто-риальной схеме 3^3^3x3, включающей 81 вариант. Число
повторений в опыте - три. Опыт заложен методом расщеплённых делянок с систематическим расположением вариантов внутри повторений. Схема опыта предусматривала изучение следующих вариантов:
севооборот (фактор А) - зернотравянопропашной (ЗТП) с 20 % пропашных культур (озимая пшеница - сахарная свекла - ячмень + многолетние травы - многолетние травы 1 г.п. - многолетние травы 2 г.п.); зернопропашной (ЗП) с 40 % пропашных культур (озимая пшеница -сахарная свекла - ячмень - кукуруза на силос - горох); зернопаропропашной (ЗПП) - с 60 % пропашных культур и чёрным паром (озимая пшеница - сахарная свекла -кукуруза на силос - кукуруза на зерно - чёрный пар);
способ основной обработки почвы (фактор В) - отвальная вспашка плугом ПН-4-35 в зависимости от возделываемой культуры на глубину 20.32 см (В); безотвальное рыхление плугом «Параплау» в зависимости от возделываемой культуры на 20.32 см (Б); минимальная обработка дисковой бороной на 10.15 см (М);
органические удобрения (фактор С) - без органических удобрений (0), подстилочный навоз крупного рогатого скота (КРС) в дозе 8 т на 1 га севооборотной площади, рассчитанной на простое воспроизводство плодородия почвы (1); подстилочный навоз КРС в дозе 16 т на 1 га севооборотной площади, рассчитанной на расширенное воспроизводство плодородия почвы (2);
минеральные удобрения (фактор D) - без минеральных удобрений (0), NPK в одинарной, рассчитанной на простое воспроизводство плодородия почвы, дозе (1); NPK в двойной, рассчитанной на расширенное воспроизводство плодородия почвы, дозе (2).
Подстилочный навоз КРС заделывали в почву один раз за ротацию севооборота под сахарную свёклу в дозах согласно схеме в норме 0, 40 и 80 т/га. Минеральные удобрения в виде азофоски (16:16:16) и диаммофоски (10:26:26) вносили осенью полной дозой под основную обработку почвы под все культуры севооборотов, за исключением озимой пшеницы, под которую 1/3 дозы азота применяли весной в подкормку. Одинарная доза минеральных удобрений под озимую пшеницу была равна
N90P60K60, сахарную свеклу - N90P90K90, ячмень - N50P50K50, ячмень с подсевом трав - ^0Р130К130, кукурузу на силос и на зерно - по ^0Р70К70, горох - ^0Р52К52. Средняя на 1 га севооборотной площади доза минеральных удобрений в ЗТП севообороте составляла ^6Р56К56, в ЗП севообороте - ^4Р64К64, в ЗПП севообороте - ^4Р58К58. Двойные дозы были соответственно в 2 раза выше.
Севообороты в опыте развёрнуты во времени и пространстве. Информативность схемы опыта составляет 6,341 бит [29, 30]. Это позволяет исследователю получать больше информации, чем при использовании нефактори-альных схем. Статистическую обработку данных проводили методом дисперсионного анализа [31].
Почва опытного участка - типичный чернозём. В пахотном (0.30 см) слое перед закладкой опыта она характеризовалась следующими показателями: рНКС| - 5,8.6,3 ед., содержание гумуса - 5,18. 5,32 %, подвижного фосфора (по Чирикову) - 67.78 мг/кг, обменного калия (по Масловой) - 88.112 мг/кг.
Для исследования ежегодно с 2007 по 2011 гг. на делянках всех опытных полей после уборки озимой пшеницы в четвёртой ротации севооборотов отбирали почвенные образцы в слоях 0.30 и 30.50 см из пяти точек методом конверта. Содержание гумуса определяли по Тюрину.
Метеорологический пост Белгородского ФАНЦ РАН расположен на участке, примыкающем к опытному полю. Метеонаблюдения осуществляли ежедневно с 1987 г. на
Таблица 1. Содержание гумуса в пахотном (0...30 см) слое почвы в зависимости от севооборота, приема обработки почвы, органических и минеральных удобрений (среднее за 2007-2011 гг.), %*
Навоз, т/га NPK, доза ЗТП ЗП ЗПП Среднее по фактору
В Б М В Б М В Б М органические удобрения минеральные удобрения
Исходное, перед закладкой опыта, среднее за 1987-1991 гг.
0 0 5,23 5,22 5,18 5,23 5,22 5,21 5,21 5,23 5,32
После уборки озимой пшеницы в четвертой ротации, среднее за 2007-2011 гг.
0 0 5,35 5,37 5,41 5,00 5,13 5,17 4,94 5,09 5,10 5,20 5,37
1 5,43 5,48 5,50 5,11 5,17 5,20 4,92 5,04 5,07 5,43
2 5,50 5,49 5,56 5,09 5,19 5,19 4,85 5,02 5,09 5,47
8 0 5,47 5,51 5,55 5,33 5,44 5,46 5,24 5,25 5,39 5,48
1 5,57 5,58 5,60 5,40 5,47 5,49 5,33 5,42 5,48
2 5,67 5,70 5,74 5,50 5,62 5,68 5,31 5,37 5,45
16 0 5,60 5,69 5,80 5,38 5,48 5,54 5,46 5,40 5,46 5,59
1 5,69 5,80 5,94 5,42 5,52 5,60 5,39 5,50 5,54
2 5,77 5,88 5,98 5,45 5,61 5,67 5,35 5,43 5,53
Среднее по фактору:
севооборот 5,62 5,38 5,27
способ обработки 5,35 5,43 5,49
*НСР : севооборот - 0,29; обработка почвы - 0,09; органические удобрения - 0,09; минеральные удобрения - 0,05.
протяжении всех лет проведения опыта. Средняя многолетняя температура воздуха за год составляет +6,1 °С. В среднем за год выпадает 525 мм осадков, в том числе за период с температурой воздуха выше +10 °С - 275 мм. Запасы продуктивной влаги в слое 0.100 см к началу вегетационного периода составляли в среднем 160 мм. Снеготаяние и размерзание почвы наступало 25.28 марта, начало замерзания почвы - 9.12 ноября. Продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха выше 0 °С составляет 231 день, выше +5 °С - 191 день, выше+10 °С - 150 дней. Сумма температур выше+10 °С - 2900 °С. Величина гидротермического коэффициента (ГТК) за период вегетации растений для зоны исследования в среднем равна 1,1.
Результаты и обсуждение. В среднем в годы четвертой ротации содержание гумуса в слое почвы 0.30 см в варианте без внесения удобрений в ЗТП севообороте в зависимости от способа обработки почвы составляло 5,35.5,41 %, в ЗП севообороте - 5,00.5,17 %, в ЗПП севообороте - 4,94.5,10 % (табл. 1). За годы, прошедшие после закладки опыта, под действием изучаемых факторов оно существенно изменилось, по сравнению с исходными значениями. Увеличение доли пропашных культур до 40.60 % приводило к снижению содержания гумуса в почве в вариантах без внесения минеральных и органических удобрений, по сравнению с исходным: в ЗП севообороте - в зависимости от способа обработки почвы на 0,04.0,23 %, в ЗПП севообороте - на 0,14.0,27 %. В ЗТП севообороте оно возрастало на 0,12.0,23 %. Введение в севооборот двух полей, занятых многолетними травами, обеспечило не только сохранение, но и повышение содержания гумуса. Увеличение доли многолетних трав до 40 % в севообороте, где 20 % пашни занято пропашными культурами, способствовало формированию его бездефицитного баланса, а при доле пропашных культур в севообороте 60 % баланс складывался отрицательно. Прекратить потерю гумуса и перейти к простому и расширенному воспроизводству плодородия почвы при насыщении севооборота пропашными культурами позволяло только внесение органических удобрений.
Сравнение содержания гумуса в пахотном слое почвы в севооборотах в зависимости от способа её обработки в вариантах без внесения удобрений (00) и при использовании двойной дозы органических и минеральных удобрений (22) показало, что произошло его достоверное снижение в ЗП севообороте, по сравнению с ЗТП севооборотом,
так же как и в ЗПП севообороте, по сравнению с ЗТП и ЗП севооборотами (табл. 2). В ЗП севообороте, по сравнению с ЗТП севооборотом, в варианте без внесения удобрений (00) содержание гумуса по способам обработки почвы снизилось на 0,24...0,35 %, что меньше, чем в ЗПП севообороте, в котором разница находилась в пределах от -0,28 % до -0,41 %. В варианте с внесением двойных доз удобрений (22) эти различия составляли от -0,27 % до -0,32 % и от -0,42 до -0,45 % соответственно. Это позволяет утверждать, что внесение двойных доз органических и минеральных удобрений приводит к сокращению различий в содержании гумуса в пахотном слое почвы между изучаемыми способами обработки почвы.
Таблица 2. Различия в содержании гумуса в слое почвы 0.30 см между ЗП и ЗПП севооборотами, по сравнению с ЗТП севооборотом, в зависимости от приема обработки, органических и минеральных удобрений, %
Удобрения Обработка почвы Севооборот
ЗП ЗПП
00 В -0,35 -0,41
00 Б -0,24 -0,28
00 М -0,24 -0,31
22 В -0,32 -0,42
22 Б -0,27 -0,45
22 М -0,31 -0,45
Аналогичная закономерность отмечена для подпахотного слоя 30.50 см (табл. 3). В ЗТП севообороте содержание гумуса в почве в варианте без внесения удобрений в зависимости от способа обработки почвы составляло 4,69.4,89 %, что было выше, чем в ЗП (4,22.4,31 %) и ЗПП (4,18.4,24 %) севооборотах, что объясняется наличием полей с многолетними травами.
При внесении двойных доз органических и минеральных удобрений отмечено увеличение содержания гумуса, которое в подпахотном слое стало сопоставимо с величиной этого показателя в слое 0.30 см в варианте без их применения. Так, в ЗТП севообороте в зависимости от способа обработки почвы содержание гумуса в подпахотном слое составляло 5,35.5,45 %, в ЗП севообороте - 4,94. 5,22 %, в ЗПП севообороте - 4,88.4,97 %.
В ЗП севообороте, по сравнению с ЗТП севооборотом, в варианте без внесения удобрений снижение содержания гумуса по способам обработки почвы составляло 0,38. 0,67 %, что больше, чем между ЗПП севооборотом и ЗТП севооборотом, где оно уменьшилось на 0,45.0,71 % (табл. 4). В варианте с внесением двойных доз удобрений эти
Таблица 3. Содержание гумуса в подпахотном (30.. .50 см) слое почвы в зависимости от севооборота, приема обработки почвы, органических и минеральных удобрений после уборки озимой пшеницы в четвертой ротации (среднее за 2007-2011 гг.), %*
Навоз, т/га ЫРК, доза ЗТП ЗП ЗПП Среднее по фактору
В Б М В Б М В Б М органические удобрения минеральные удобрения
16
4,89 5,01 5,13 4,97 5,03 5,20 5,25 5,37 5,44
Среднее по фактору: севооборот 5,09
способ обработки 4,80
4,85 4,83 5,00 4,90 5,02 5,16 5,08 5,23 5,35
4,82
4,69 4,84 4,87 5,03 5,13 5,20 5,18 5,35 5,45
4,22 4,30 4,48 4,60 4,68 4,78 4,75 4,86 4,94
4,28 4,35 4,48 4,70 4,85 4,92 4,83 4,98 5,04
4,72
4,31 4,38 4,54 4,82 4,93 5,09 5,00 5,19 5,22
4,18 4,25 4,38 4,56 4,62 4,70 5,32 4,75 4,88
4.23 4,28 4,39 4,61 4,75 4,85
5.24 4,89 4,95
4,68
4,24
4.31
4.32 4,75 4,86 5,03 4,95 5,00 4,97
4,52 4,88 5,09
4,76 4,81 4,92
*НСР : севооборот - 0,27; обработка почвы - 0,12; органические удобрения - 0,11; минеральные удобрения - 0,07.
0
8
различия сокращались до 0,23.. .0,50 % и 0,40.. .0,56 % соответственно. То есть внесение двойных доз минеральных и органических удобрений приводит к сокращению различий в содержании гумуса в этом слое почвы между изучаемыми севооборотами и способами обработки почвы.
Распределение гумуса по профилю почвы полностью отвечает всем теоретическим положения почвоведения: в типичном чернозёме в пахотном слое его содержание выше, чем в подпахотном, вне зависимости от способа обработки почвы и обеспеченности растений удобрениями. В варианте со вспашкой без удобрений и при внесении двойной дозы удобрений различий между содержанием гумуса в пахотном и подпахотном слоях в ЗТП севообороте меньше, чем в двух других севооборотах. Это можно объяснить как наличием многолетних трав, так и механическим перемещением почвы из верхнего слоя в нижний с последующим вымыванием органического вещества в подпахотный слой. Различия в содержании гумуса в пахотном и подпахотном слоях в ЗП и ЗПП севооборотах в варианте без удобрений были несущественны. Внесение двойной дозы удобрений, в первую очередь органических, сократило разницу в содержании гумуса между слоями с 0,78.0,89 % (без удобрений) до 0,45.0,57 % (с удобрениями) в ЗП севообороте и соответственно с 0,76.0,86 % до 0,47.0,56 % в ЗПП севообороте, не устранив различия между способами обработки почвы.
Таблица 4. Различия в содержании гумуса в слое почвы 30.50 см между ЗП и ЗПП по сравнению с ЗТП севооборотом в зависимости от приема обработки, органических и минеральных удобрений, %
Удобрения Обработка Севооборот
почвы ЗП ЗПП
00 В -0,67 -0,71
00 Б -0,57 -0,62
00 М -0,38 -0,45
22 В -0,50 -0,56
22 Б -0,41 -0,40
22 М -0,23 -0,48
Минимальная обработка почвы не влияла на различия в содержании гумуса между слоями независимо от севооборота. В варианте без удобрений во всех севооборотах в пахотном слое почвы оно было больше, чем в подпахотном, на 0,72.0,86 %, при внесении двойной дозы удобрений -на 0,45.0,56 % (табл. 5).
При безотвальной обработке почвы без удобрений в севообороте с травами содержание гумуса в пахотном слое почвы было больше, чем в подпахотном, на 0,52 %, а при доле пропашных культур 40.60 % - на 0,86. 0,89 %. Внесение удобрений в севооборотах с большой
долей пропашных культур обеспечивало повышение содержания гумуса в обоих слоях и уменьшение различий между ними до уровня 0,48.0,57 %.
При вспашке в вариантах без удобрений различия между слоями почвы по севооборотам измеялись от 0,46 % до 0,78 %, а при двойной дозе удобрений - от 0,33 % до 0,51 %. Применение удобрений обеспечивало уменьшение различий в содержании гумуса между верхним и нижним слоями в ЗТП севообороте на 0,13 %, в ЗП - на 0,27 % и в ЗПП севообороте - на 0,29 %.
Таблица 5. Различия в содержании гумуса между слоями почвы 0.30 и 30.50 см в зависимости от севооборота, приема обработки почвы, органиче-
ских и минеральных удобрений, %
Удобрения Обработка почвы Севооборот
ЗТП 1 ЗП I ЗПП
00 В 0,46 0,78 0,76
00 Б 0,52 0,89 0,86
00 М 0,72 0,86 0,86
22 В 0,33 0,51 0,47
22 Б 0,53 0,57 0,48
22 М 0,53 0,45 0,56
Во всех севооборотах в пахотном слое содержание гумуса при минимальной обработке почвы было выше, чем при безотвальной и отвальной обработке, а при безотвальной больше, чем в варианте с отвальной. Необходимо отметить, что обработка почвы не повышала содержание гумуса в почве. В ЗП и ЗПП севооборотах в пахотном
Таблица 6. Изменение содержания гумуса по отношению к исходному в слое 0.30 см в четвертой ротации в зависимости от севооборота, приема
обработки почвы, органических и минеральных удобрений, %
Удобрения В Б М Разность (М - В)
ЗТП
00 0,12 0,15 0,23 0,11
11 0,34 0,36 0,42 0,08
22 0,54 0,66 0,80 0,26
Разность (22 - 00) 0,42 0,51 0,57
ЗП
00 -0,23 -0,09 -0,04 0,19
11 0,17 0,25 0,28 0,11
22 0,22 0,39 0,46 0,24
Разность (22 - 00) 0,45 0,48 0,50
ЗПП
00 -0,27 -0,14 -0,22 -0,05
11 0,12 0,19 0,16 0,04
22 0,14 0,20 0,21 0,07
Разность (22 - 00) 0,41 0,34 0,43
Таблица 7. Изменение содержания гумуса по сравнению с исходным в слое 0.30 см в севооборотах в зависимости от способа обработки почвы
и применения органических удобрений, %
Удобрения В Б М Разность (М - В)
ЗТП
00 0,12 0,15 0,23 0,11
10 0,24 0,29 0,37 0,13
20 0,37 0,47 0,62 0,25
Разность (20 - 00) 0,25 0,32 0,39
ЗП
00 -0,23 -0,09 -0,04 0,19
10 0,10 0,22 0,25 0,15
20 0,15 0,26 0,33 0,18
Разность (20 - 00) 0,38 0,35 0,37
ЗПП
00 -0,27 -0,14 -0,22 0,05
10 0,03 0,02 0,07 0,04
20 0,25 0,17 0,14 -0,11
Разность (20 - 00) 0,52 0,31 0,36
слое происходило снижение величины этого показателя. При наличии в структуре посевных площадей двух полей многолетних трав без применения удобрений при всех изучаемых в опыте приемах обработки почвы содержание гумуса возрастало, по сравнению с исходным (табл. 6).
Последовательное внесение удобрений в единичной, а затем в двойной, дозе обеспечивало увеличение содержание гумуса в почве во всех севооборотах и при всех способах обработки, что обусловлено как внесением большего количества органического вещества с навозом, так и развитием корневой массы растений и оставлением в поле большей вегетативной массы, не отчуждаемой с поля с урожаем.
Внесение органических удобрений приводило к увеличению содержание гумуса в пахотном слое почвы (табл. 7). Минеральные удобрения достоверно повышали величину этого показателя только в севообороте с многолетними
травами. В других севооборотах без применения органических удобрений происходило его снижение. Внесение минеральных удобрений на фоне органических увеличивало содержание гумуса в почве.
Выводы. В типичном чернозёме в пахотном слое содержание гумуса выше, чем в подпахотном, вне зависимости от способа обработки и удобрений. При вспашке без удобрений и внесении двойной их дозы различия между содержанием гумуса в пахотном и подпахотном слоях в ЗТП севообороте меньше, чем в ЗП и ЗПП севооборотах, что объясняется как наличием многолетних трав, так и механическим перемещением почвы и вымыванием органического вещества в подпахотный слой. Различия в содержании гумуса по слоям в ЗП и ЗПП севооборотах без применения удобрений несущественны. Внесение двойной дозы органических удобрений сократило разницу в содержании гумуса между слоями с 0,78.0,89 % (без удобрений) до 0,45.0,57 % (с удобрениями) в ЗП севообороте и соответственно с 0,76.0,86 % до 0,47.0,56 % в ЗПП севообороте, не устранив различия между способами обработки почвы.
Минимальная обработка не влияла на разницу в содержании гумуса между слоями почвы независимо от севооборота. Без удобрений во всех севооборотах в пахотном слое почвы гумуса было больше, чем в подпахотном, на 0,72.0,86 %, а на фоне двойной дозы удобрений - на 0,45.0,56 %.
Во всех севооборотах в пахотном слое содержание гумуса было выше в варианте с минимальной обработкой, в сравнении с отвальной и безотвальной, как и в варианте с безотвальной обработкой, в сравнении с отвальной.
Применение органических удобрений повышало содержание гумуса в пахотном слое, по сравнению с исходным, во всех севооборотах при всех обработках почвы, тогда как положительное влияние минеральных удобрений отмечено только в севообороте с многолетними травами.
Литература.
1. Соловиченко В. Д., Тютюнов С. И. Почвенный покров Белгородской области и его рациональное использование. Белгород: Отчий край, 2013. 372 с.
2. Соловиченко В. Д., Тютюнов С. И. Мониторинг почвенного покрова Белгородской области. Белгород: Отчий край, 2014. 113 с.
3. Соловиченко В. Д., Тютюнов С. И. Эродированные почвы Белгородской области и защита их отэрозии: научно-производственное пособие. Белгород: Принт, 2019.28 с.
4. Кирюшин В. И. Экологические функции ландшафта //Почвоведение. 2018. № 1. С. 17-25.
5. Кирюшин В. И. Управление плодородием почв и продуктивностью агроценозов в адаптивно-ландшафтных системах земледелия //Почвоведение. 2019. № 9. С. 1130-1139.
6. Когут Б. М. Оценка содержания гумуса в пахотных почвах России//Почвоведение. 2012. № 9. С. 944-952.
7. Агроэкологическое состояние почв ЦЧО/Под ред. А. П. Щербакова и И. И. Васенева. Курск: ВНИИЗиЗПЭ, 1996. 326 с.
8. Федотов Г. Н., Шоба С. А. О природе гумусовых веществ //Почвоведение. 2015. № 12. С. 1424-1432.
9. Федотов Г. Н., Шоба С. А. Существующие представления о возможных путях формирования гумусовых веществ в почвах//Почвоведение. 2013. № 12. С. 1523-1529.
10. Компонентный состав органического вещества воздушно-сухих и водоустойчивых макроагрегатов типичного чернозёма в условиях контрастного землепользования / Б. М. Когут, З. С. Артемьева, Н. П. Кириллова и др.// Почвоведение. 2019. № 2. С. 161-170.
11. Масютенко Н. П. Проблемы оптимизации содержания и состава органического вещества чернозёмных почв//Агроэкологические проблемы почвоведения и земледелия: сб. тр. конференции. Курск: ВНИИЗиЗПЭ, 2019. С. 3-7.
12. Семёнов В. М., Когут Б. М. Почвенное органическое вещество. М.: ГЕОС, 2015.232с.
13. О возможной природе биологической активности гуминовых веществ / Г. Н. Федотов, С. А. Шоба, М. Ф. Федотова и др. // Почвоведение. 2018. № 9. С. 1099-1107.
14. Урусевская И. С., Алябина И. О., Шоба С. А. Почвенно-географическое районирование как научное направление и основа рационального землепользования// Почвоведение. 2015. № 9. С. 1020-1035.
15. Биологически активное вещество в почвах Европейской части России / В. М. Семенов, Б. М. Когут, Н. Б. Зинякова и др. // Почвоведение. 2018. № 4. С. 457-472.
16. Новиков М. Н. Белый люпин как фактор оптимизации биологизации земледелия в Центральном районе Нечернозёмной зоны// Белый люпин. 2014. № 1. С. 12-14.
17. Смешанные посевы с люпином в земледелии Нечернозёмной зоны / М. Н. Новиков, И. П. Такунов, Т. Н. Слесарева и др. М.: Столичная типография, 2008. 160 с.
18. Шевченко В. А., Соловьев А. М., Фирсов И. П. Возделывание совмещённых посевов зерновых и зернобобовых культур на зернофураж с целью повышения белковой полноценности корма. М.: ВНИИГИМ, 2016. 104 с.
19. Сычев В. Г., Цыгуткин А. С. Продовольственная безопасность страны и мониторинг плодородия земель сельскохозяйственного назначения // Плодородие. 2003. № 5. С. 6-9.
20. Лыков А. М., Еськов А. И., Новиков М. Н. Органическое вещество пахотных почв Нечерноземья. М.: ВНИПТИОУ, 2004. 630 с.
21. Уборка бинарных посевов зерновых культур/Н. В. Алдошин, А. А Золотов, А. С. Цыгуткин и др.//Вестник ФГОУВПО Московский государственный агроинженерный университет имени В. П. Горячкина. 2016. № 3. С. 11-17.
22. Уборка смешанных посевов зерновых культур методом очёса/Н. В. Алдошин, А. А. Золотов, А. С. Цыгуткин идр.//Вестник ФГОУ ВПО Московский государственный агроинженерый университет имени В. П. Горячкина. 2016. № 1. С. 7-13.
23. Структура микробного сообщества агрегатов чернозёма типичного в условиях контрастных вариантов сельскохозяйственного использования / Е. А. Иванова, О. В. Кутовая, А. К. Тхакахова и др. // Почвоведение. 2015. № 11. С. 1367-1382.
24. Влияние новьх изолятов клубеньковых бактерий на рост и развитие белого люпина сортаДетер 1/З. Чандраабал, О. В. Селицкая, А. С. Цыгуткин и др. //Достижения науки и техники АПК. 2015. № 11. С. 78-80.
25. Микробиологические показатели агрегатов типичных чернозёмов в многолетних полевых опытах/А. Д.Железова, А. К. Тхакахова, Н. В. Ярославцева и др. // Почвоведение. 2017. № 6. С. 711-717.
26. Соловиченко В. Д., Тютюнов С. И., Уваров Г. И. Воспроизводство плодородия почв и рост продуктивности сельскохозяйственных культур Центрально-Чернозёмного региона. Белгород: Отчий край, 2012. 256 с.
27. Когут Б. М., Сысуев С. А., Холодов В. А. Водопрочность и лабильные гумусовые вещества типичного чернозёма при разном землепользовании // Почвоведение. 2012. № 5. С. 555-561.
28. Строение, свойства и режимы миграционно-мицелярных агрочернозёмов с разным грунтовым увлажнением (Белгородская область)/И. И. Лебедева, Г. С. Базыкина, А. М. Гребенников идр. //Почвоведение. 2016. № 12. С. 1433-1444.
29. Агрохимический словарь. Термины и определения / Под общ. ред. Н. З. Милащенко. М.:Агроконсалт, 1999.48 с.
30. Цыгуткин А. С. Информативность опыта и её оценка //Химия в сельском хозяйстве. 1996. № 6. С. 45-46.
31. Цыгуткин А. С. Методология статистической обработки многолетних данных опыта. М.: Россельхозакадемия, 2002. 27с.
References
1. Solovichenko VD, Tyutyunov SI. Pochvennyi pokrov Belgorodskoi oblasti i ego ratsional'noe ispol'zovanie [Soil cover of the Belgorod region and its rational use]. Belgorod (Russia): Otchii krai; 2013. 372p. Russian.
2. Solovichenko VD, Tyutyunov SI. Monitoring pochvennogo pokrova Belgorodskoi oblasti [Monitoring of the soil cover of the Belgorod region]. Belgorod (Russia): Otchii krai; 2014. 113 p. Russian.
3. Solovichenko VD, Tyutyunov SI. Erodirovannye pochvy Belgorodskoi oblasti i zashchita ikh ot erozii: nauchno-proizvodstvennoe posobie [Eroded soils of the Belgorod region and their protection against erosion: a scientific and production guide]. Belgorod (Russia): Print; 2019. 28 p. Russian.
4. Kiryushin VI. [Ecological functions of the landscape]. Pochvovedenie. 2018;(1):17-25. Russian.
5. Kiryushin VI. [Management of soil fertility and productivity of agrocenoses in adaptive landscape farming systems]. Pochvovedenie. 2019;(9):1130-9. Russian.
6. Kogut BM. [Estimation of the humus content in arable soils of Russia]. Pochvovedenie. 2012;(9):944-52. Russian.
7. Shcherbakov AP, VasenevII, editors. Agroekologicheskoe sostoyanie pochvTsChO [Agroecological state of soils of the Central Chernozem region]. Kursk (Russia): VNIIZiZPE; 1996. 326p. Russian.
8. Fedotov GN, Shoba SA. [About the nature of humic substances]. Pochvovedenie. 2015;(12):1424-32. Russian.
9. Fedotov GN, Shoba SA. [Existing ideas about the possible ways of forming humic substances in soils]. Pochvovedenie. 2013;(12):1523-9. Russian.
10. Kogut BM, Artemieva ZS, Kirillova NP, et al. [Component composition of organic matter of air-dry and waterproof macroaggregates of typical chernozem under contrasting land use]. Pochvovedenie. 2019;(2):161-70. Russian.
11. Masyutenko NP. [Problems of optimizing the content and composition of organic matter ofchernozem soils]. In: Agroekologicheskie problemy pochvovedeniya i zemledeliya [Agroecological problems of soil science and agriculture]. Kursk (Russia): VNIIZiZPE; 2019. P. 3-7. Russian.
12. SemenovVM, Kogut BM. Pochvennoe organicheskoe veshchestvo [Soil organic matter]. Moscow: GEOS; 2015. 232p. Russian.
13. Fedotov GN, Shoba SA, Fedotova MF, et al. [On the possible nature of the biological activity of humic substances]. Pochvovedenie. 2018;(9):1099-107. Russian.
14. Urusevskaya IS, Alyabina IO, Shoba SA. [Soil-geographicalzoning as a scientific direction and the basis of rational land use]. Pochvovedenie. 2015;(9):1020-35. Russian.
15. Semenov VM, Kogut BM, Zinyakova NB, et al. [Biologically active substance in the soils of the European part of Russia]. Pochvovedenie. 2018;(4):457-72. Russian.
16. Novikov MN. [White lupine as a factor in optimizing the biologization of agriculture in the Central region of the Non-Chernozem zone]. Belyi lyupin. 2014;(1):12-4. Russian.
17. Novikov MN, Takunov IP, Slesareva TN, et al. Smeshannye posevy s lyupinom vzemledelii Nechernozemnoi zony [Mixed crops with lupine in the Non-chernozem zone]. Moscow: Stolichnaya tipografiya; 2008. 160 p. Russian.
18. Shevchenko VA, SolovievAM, FirsovIP. Vozdelyvaniesovmeshchennykhposevov zernovykh i zernobobovykh kul'turnazernofurazh s tsel'yu povysheniya belkovoi polnotsennosti korma [The cultivation of combined crops of grain and leguminous crops for grain fodder in order to increase the protein value of feed]. Moscow: VNIIGIM; 2016. 104 p. Russian.
19. Sychev VG, Tsygutkin AS. [Food security of the country and monitoring the fertility of agricultural land]. Plodorodie. 2003;(5):6-9. Russian.
20. LykovAM, Es'kovAI, Novikov MN. Organicheskoe veshchestvo pakhotnykh pochv Nechernozem'ya [Organic matter of arable soils in the Non-chernozem region]. Moscow: VNIPTIOU; 2004. 630p. Russian.
21. Aldoshin NV, Zolotov AA Tsygutkin AS, et al. [Harvesting binary crops of cereals]. Vestnik FGOU VPO Moskovskii gosudarstvennyi agroinzhenernyi universitet imeni V. P. Goryachkina. 2016;(3):11-7. Russian.
22. Aldoshin NV, Zolotov AA, Tsygutkin AS, et al. [Harvesting mixed crops by combing]. Vestnik FGOU VPO Moskovskii gosudarstvennyi agroinzheneryi universitet imeni V. P. Goryachkina. 2016;(1):7-13. Russian.
23. Ivanova EA, Kutovaya OV, Tkhakakhova AK, et al. [The structure of the microbial community of aggregates of typical chernozem in the context of contrasting options for agricultural use]. Pochvovedenie. 2015;(11):1367-82. Russian.
24. Chandraabal Z, Selitskaya OV, Tsygutkin As, et al. [The influence of newisolates of nodule bacteria on the growth and development of white lupine variety Deter 1]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2015;(11):78-80. Russian.
25. Zhelezova aD, Tkhakakhova AKYaroslavtseva NV, et al. [Microbiological indicators of aggregates of typical chernozems in long-term field experiments]. Pochvovedenie. 2017;(6):711-7. Russian.
26. Solovichenko VD, Tyutyunov SI, Uvarov GI. Vosproizvodstvo plodorodiya pochv i rost produktivnosti sel'skokhozyaistvennykh kul'tur Tsentral'no-Chernozemnogo regiona [Reproduction of soil fertility and increased productivity of agricultural crops of the Central Chernozem region]. Belgorod (Russia): Otchii krai; 2012. 256p. Russian.
27. Kogut BM, Sysuev SA, Kholodov VA. [Water resistance and labile humic substances of typical chernozem with different land use]. Pochvovedenie. 2012;(5):555-61. Russian.
28. Lebedeva II, Bazykina GS, Grebennikov AM, et al. [Structure, properties and modes of migratory-micellar agrochernozems with different soil moisture (Belgorod region)]. Pochvovedenie. 2016;(12):1433-44. Russian.
29. Milashchenko NZ, editor. Agrokhimicheskii slovar'. Terminy i opredeleniya [Agrochemical dictionary. Terms and definitions]. Moscow: Agrokonsalt; 1999.48 p. Russian.
30. Tsygutkin AS. [The information content of the experiment and its assessment]. Khimiya v sel'skom khozyaistve. 1996;(6):45-6. Russian.
31. Tsygutkin AS. Metodologiya statisticheskoi obrabotki mnogoletnikh dannykh opyta [Methodology of statistical processing of long-term experiment data]. Moscow: Rossel'khozakademiya; 2002. 27p. Russian.
