Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Российская академия наук
АГРОХИМИЯ
№ 9 2024 Сентябрь
Журнал основан в январе 1964 г.
Выходит 12 раз в год 1^\ 0002-1881
Журнал издается под руководством Отделения биологических наук РАН, Всероссийского научного-исследовательского института фитопатологии
Главный редактор А.П. Глинушкин
Редакционная коллегия:
Белошапкина О.О., Гамзиков Г.П., Гудков С.В., Дорожкина Л.А., Завалин А.А. (зам. главного редактора), Захаренко В.А., Когут Б.М., Козлов В.А., Кудеяров В.Н. (зам. главного редактора), Кучин А.В., Лукин С.В., Лукин С.М., Минкина Т.М., Налиухин А.Н., Пасынков А.В., Персикова Т.Ф., Романенков В.А., Семенов В.М., Убугунов Л.Л., Фесенко С.В., Фрид А.С. (зам. главного редактора), Черников В.А., Шафран С.А., Шеуджен А.Х.
Зав. редакцией А.А. Сарычева
Е-ш.аИ: _].адгосНет@та11.га
Перепечатка журнала, отдельных статей, а также фрагментов из них без разрешения редакции запрещается
Москва
ФГБУ “Издательство “Наука”
© Российская академия наук, 2024
© Редколлегия “Агрохимия” (составитель), 2024
СОДЕРЖАНИЕ
Номер 9, 2024
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
Плодородие почв
Продуктивность растений биоценозов и процессы гумусонакопления в эродированных лугово-черноземных почвах
В. М. Назарюк, Ф. Р. Калимуллина 3
Азотный режим агросерой почвы вишневого сада и урожайность деревьев при применении удобрений
Т. А. Роева, Е. В. Леоничева, Л. И. Леонтьева 15
Удобрения
Применение различных удобрений для повышения урожайности кукурузы в Ставропольском крае
В. Н Багринцева, И. Н. Ивашененко, В. В. Дридигер, О. Д. Серова 28
Пестициды
Биологическая эффективность баковых смесей пестицидов и микроудобрений при защите озимой пшеницы и их влияние на урожайность и качество зерна
Л. М. Власова, О. В. Попова 36
Агроэкология
Влияние длительного последействия известкования дерново-подзолистой почвы доломитовой мукой на микроэлементный состав растений ячменя
С. Е. Витковская 43
Влияние ризосферных бактерий, способных к биосинтезу и/или деструкции фитогормонов, на ростовые характеристики и гормональный статус растений пшеницы в условиях дефицита воды
М. Д. Тимергалин, А. В. Феоктистова, Т. В. Рамеев, М. Д. Бакаева, С. Н. Стариков,
3. Р. Султангазин, С. П. Четвериков 51
Экологически безопасные методы и технологии биоконверсии органических отходов агропромышленного комплекса для производства новых видов органических удобрений
Т. Ю. Анисимова, С. И. Тарасов 58
Экотоксикология
Повышение устойчивости растений яровой пшеницы к токсичности меди при применении ростстимулирующих ризосферных бактерий на загрязненной металлом почве
В. П. Шабаев, В. Е. Остроумов 70
ОБЗОРЫ
Оценка баланса углерода в почвах на основе определения эмиссии СО₂
И. Н. Шарков, А. С. Чумбаев, В. А. Андроханов 78
Влияние удобрений на урожайность и качество продукции масличного льна
А. В. Ивойлов 90
Соп1еп1$
Ж 9, 2024
ЕХРЕММЕХГАЬ АКТ1СБЕ8
Зой ГегйЖу
РгойисЛНу оГВюсепозхз Р1ап18 ап<1 Нитив АсситикИоп Ргосеззез т Егойей
Меаскж-СЬегпохет 8о11з
V. М. Маятник, Р. К. КаНтиШпа 3
№1го§еп Кейгле оГ Ле А§го-Сгеу 8оИ оГ а Скеггу Огскагй апй Ле У1е1й оГТгеев АУкеп
Арр1ут§ РегННгегв
Т. А. Воеуа, Е. V. Ьеотскеха, Ь. I. ЕеопИеуа 15
ЕегШйегз
ЕГзе оГ Уапоив РегПИгегз Л Лсгеаве Ле Т1е1й оГМаге т Ле 81аугоро1 Кга!
V К Ва&гт1зеуа, I. № Туазкепепко, V. V. ВпсН^ег, О. В. 8егоуа 28
РезИсШез
Вю1о§1са1 Ейесйуепе88 оГТапк М1хЛге8 оГРезйсгйез апй МхсгопиГпепк Л Ле РгоГесйоп оГАУпйег
\Укеа1 апй Ткек ЕйесГ оп Огат У1е1й апй РиаШу
Ь. М. У1азоуа, О. V. Ророха 36
А§гоесо1о§у
Ьоп§-Тегт Ейес18 оГЫттё 8ой-РоЙ2оНс 8оИ Ьу Во1отке оп Ле М1сгое1етеп1 Сотрозкюп
оГР1ап18 НогАеит Ь.
8. Е. УИкоузкауа 43
Ейес1 оГ Кк12О8ркепс ВасЛпа СараЫе оГВю8упЛе818 апй/ог ВезкисИоп оГРкуЛкогтопез
оп Ле ОгоууЛ СкагасЛпзНсз апй Ногтопа! 81аЛв оГУУкеа! Р1ап18 т СопШИопв оГУУаЛг 8сагсйу
М. В. Ттег^аИп, А. V. ЕеокИйопа, Т. V. Ватееу, М. В. Вакаеуа, 8. М 81апкт, 7. В.. Викап^а^п,
8. Р. Ске1уег1коу 51
ЕпукоптепЛПу РпепЛу МеЛоЛ апй Тескпо1о§1е8 оГВюсопуегзюп оГ Ог^атс УУазЛз
Ггот А§го-1пйи81па1 Сотр1ех Гог РгойисНоп оГМеху Туре8 оГ Ог§атс Регйкгегв
Т. Хи. Апштоуа, 8.1. Тагазоу 58
Есо1ох1со1о§у
1псгеа8т§ оГ 8рпп§ УУкеаГ Р1ап1 ВевхвГапсе Л Соррег Тох1сйу Ьу АррИсайоп оГ ОгоууЛ-Ргошойпй
КЫгоЬасГепа оп Ме1а1-Соп1атта1ей 8оП
V. Р. 8каЬауеу, V. Е. О$1гоитоу 70
КЕУ1ЕУУ8
Езйтайоп оГ 8ой СагЬоп Ва1апсе Вавей оп СО2 Епмззюп ВеГегттайоп
I. № 8кагкох, А. 8. СкитЪаеу, V. А. Апйгоккапоу 78
ЕйесГ оГРегйИгег8 оп РгойисЛйу апй Ле ()иаП1у оГ ОПзеей Р1ах Ргойиск 90
А. V. 1уоИоу
АГРОХИМИЯ, 2024, № 9, с. 3-14
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ Плодородие почв
УДК 631.417.2:631.524.84:631.445.152
ПРОДУКТИВНОСТЬ РАСТЕНИЙ БИОЦЕНОЗОВ
И ПРОЦЕССЫ ГУМУСОНАКОПЛЕНИЯ В ЭРОДИРОВАННЫХ ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВАХ
© 2024 г. В. М. Назарюк¹, Ф. Р. Калимуллина¹’*
Институт почвоведения и агрохимии СО РАН
630090 Новосибирск, просп. Акад. Лаврентьева, 8/2, Россия
*Е-таИ: каИти1Ппа@1з8а-ДЬег1а.ги
В многолетних опытах содержание гумуса в природных и агроэкосистемах на лугово-черноземных почвах зависело от видового разнообразия растений, состояния растительного покрова, обработки пахотного горизонта и его эродированности. За 10-летний период наблюдений содержание гумуса в пахотной почве относительно исходной снизилось на 4.5%, под луговыми травами, напротив, возросло на 22%. В дальнейшем за 20-летнее учетное время процессы гумусонакопле-ния в обрабатываемой почве изменялись мало. Среди природных экосистем наиболее активно процессы аккумуляции гумуса происходили в гумусово-аккумулятивном (А) и переходном горизонтах (АВ) под осиновым лесом. В эродированных почвах резко снижались запасы гумуса и питательных элементов, вызывавших уменьшение продуктивности луговых трав. Установлено, что для существенного накопления гумуса (до 8%) в неэродированной почве 100-летнего периода функционирования экосистемы необходимо сочетать поступающий углерод в виде лесной подстилки и корней с биомассой многолетних луговых трав.
Ключевые слова: экосистема, гумусообразование, почвенный профиль, протеиногенные элементы, продуктивность растений.
ОО1: 10.31857/80002188124090015, ЕО1Ч: СОСЬЕХ
ВВЕДЕНИЕ
Гумусовое состояние эродированных почв как одного из важных критериев пригодности территории к интенсивному земледелию во многом зависит от устойчивости пахотного фонда к водной эрозии [1, 2]. Проблема сохранения гумуса в почве в интенсивном земледелии является актуальной во всех регионах России [3—6]. Особое внимание уделяется сохранению почвенного плодородия в растениеводстве при выращивании сельскохозяйственных культур на разнообразных типах черноземов [7] и серых лесных почвах [8]. Среди функционирующих экосистем в почвенном покрове наиболее изученными оказались неэродированные лугово-черноземные почвы. Обычно в таких почвах горизонт А чаще всего находится на глубине 0—30 см, а В — 50—75 см, и в них отмечено относительно высокое содержание гумуса. Обращает на себя внимание особенность гумусовых кислот, связанных с кальцием; обнаружено широкое соотношение Сгк: Сфк [9]. Среди этих почв практически не исследованными оказались эродированные лугово-черноземные почвы, хотя они наиболее подвержены процессам водной эрозии и требуют проведения перманентного мониторинга почвенного
плодородия. В таких почвах до сих пор непонятна роль лесной подстилки, многолетних трав и минерального питания в процессе гумусообразования. Эродированные почвы с недостаточным содержанием гумуса больше всего распространены в районах интенсивной и длительной распашки земель на склоновых и орошаемых участках [ 10,11].
Учитывая сложность формирования этих почв и важность их использования в земледелии, возникает необходимость в разработке системы минерального питания, обеспечивающей высокую продуктивность растений, повышение плодородия почв и сохранение окружающей среды. Установлено, что использование удобрений в экономически обоснованных дозах позволяет существенно повысить урожайность сельскохозяйственных культур, не вызывая серьезных экологических последствий [12, 13]. Однако есть работы, которые показали, что применение минеральных удобрений в агроценозах без достаточного экологического обоснования не обеспечивает требуемую устойчивость производства растительной продукции и их окупаемость [14, 15], наносит ощутимый вред окружающей среде [16, 17], что требует выяснения
3
НАЗАРЮК, КАЛИМУЛЛИНА
причин слабого отклика растений на усиленное минеральное питание и разработки путей улучшения экологической ситуации в агроэкосистемах. Пока явно недостаточно проведено исследований на эродированных почвах, показывающих специфику регулирования их плодородия, выяснение последствий многолетнего антропогенного воздействия, трансформации минеральных удобрений и возможности усвоения питательных элементов растениями в агроценозах.
Цель работы — изучение гумусового состояния эродированных лугово-черноземных почв в условиях длительной антропогенной нагрузки и выяснение возможности интенсификации продукционного процесса путем оптимизации минерального питания растений.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Многолетнее исследование проводили в течение 20 лет на территории Присалаирья (юго-восток Западно-Сибирской равнины) после вывода земельного участка из сельскохозяйственного севооборота. Объекты исследования, связанные с изучением минерального питания мелколистных деревьев в период зарастания участка, находились в пределах не более 1 га.
Микрополевые опыты с луговыми травами проводили на делянках, обернутых полиэтиленовой пленкой на глубину пахотного слоя, общей площадью 1 м² и учетной — 0.25 м². Минеральные удобрения вносили в виде Км, Рсг и Кх. Биомассу травянистых растений измеряли во время укосной спелости с помощью специальной рамки 50 х 50 см, учет проводили во всех вариантах опыта в четырехкратной повторности. Возраст деревьев 10 и 20 лет включительно определяли непосредственно в природных экосистемах
на основе визуального наблюдения при проведении агрохимических исследований. Столетний возраст березовых деревьев выясняли при помощи измерений длины окружности наблюдаемых экземпляров на высоте 1 м и расчетных, связанных между собой определенной (линейной) математической зависимостью. Все фенологические измерения в отношении березовых деревьев проводили с точностью до 1 мм. Полагаем, что в результате соответствия параметров известных лесных экосистем рассчитанным с помощью определенной математической зависимости данным можно в одних и тех же почвенно-экологических условиях с приемлемой долей точности оценить возраст березовых деревьев.
Аналитическую работу выполняли следующими методами: содержание углерода, азота почвы и растений определяли на элементном СНМ-анализаторе фирмы “РегктЕ1тег, 1пс.“, США. Зольные питательные элементы в почве определяли на основе следующих методов: легкоподвижный фосфор — по Карпинскому—Замятиной, органический фосфор — по разности между его валовым и минеральным содержанием по Хейфиц, валовой фосфор — по Гинзбург и др., легкообменный калий — в 0.005 н. СаС1₂, обменный —в 1 н. СН₃СООМН₄ (по Масловой), необменный — в 2 н. НС1 (по Пчелкину), нитратный азот — потенциометрическим методом с использованием ион-селективного электрода, запасы питательных элементов в почве определяли с учетом ее плотности сложения [18]. В лесных экосистемах доминантным видом были береза повислая и пушистая (Ве1а уеггисояа, В. риЬезсепз Ь.), осина (РориПз! 1гети1а Ь.), сосна обыкновенная (Ртия зукгеяйчя Ь.), ива ломкая (8аПх{га&Пз Ь.).
Таблица 1. Изменение содержания гумуса в эродированных лугово-черноземных почвах, сформированных в природных и агроэкосистемах, в течение 10 лет
Почва
Вариант неэродированная эродированная
1 2 1 2
Исходное содержание 7.54 166 4.01 83.4
Пашня 5.32 111 3.87 80.5
Многолетние травы 6.81 113 4.19 87.1
березовый 5.43 142 3.25 67.6
Лес осиновый 7.09 148 4.41 91.7
сосновый 4.27 88.8 3.92 81.5
Кустарник 5.52 109 4.76 99.0
ЯСР05 0.18 3 0.15 2.6
Примечание. В графе 1 — содержание гумуса, %; 2 — запасы гумуса, т/га.
АГРОХИМИЯ № 9 2024
ПРОДУКТИВНОСТЬ РАСТЕНИЙ БИОЦЕНОЗОВ
5
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Исследование, проведенное в условиях лесостепной зоны, показало, что содержание гумуса в лугово-черноземной почве зависело от растительного покрова, агротехнической обработки пахотного горизонта и эродированности почвы (табл. 1).
Значительное количество гумусовых веществ, аккумулированное в неэродированной почве за 10-лет-ний период, отмечали в пахотном слое при возделывании многолетних трав, которое достигало 6.8%. Самое высокое содержание гумуса выявлено в почве под осиновым лесом. Вероятно, это связано с тем, что листовой аппарат осинового леса в условиях лесостепной зоны Западной Сибири разворачивался позднее на 5—10 сут, почва в это время была более холодной, что сказывалось на процессах минерализации органических веществ и в конечном итоге отражалось на гумусообразовании. Самое низкое содержание гумуса в почве отмечали в экосистеме соснового леса. Сформированная органическая масса, возникшая в виде подстилки из опавшей хвои, была обеднена азотом, но обогащена углеродом, что сказывалось на значительных и асимметрично завышенных потерях углерода в процессе гумусонакопления.
Невысокое содержание гумуса отмечали также в экосистемах кустарника и березового леса. Образующаяся подстилка от опада этих деревьев минерализовалась довольно быстро и в конце вегетационного периода распадалась практически полностью. В целом снижение содержания гумуса за 10-летний период отчетливо наблюдали как в неэродированной, так и в эродированной пахотных почвах, а также в биоценозах под березовым и особенно сосновым
лесом. Отсюда видно, что для этих почв, при относительно ускоренном их зарастании лесной растительностью, добиться значительного повышения плодородия, обусловленного увеличением содержания гумуса, наиболее сложно. Исследованный период зарастания неиспользованной территории березовым лесом не дает желаемого эффекта, необходим иной источник поступления питательных веществ в почву. Разнообразие экосистем при зарастании эродированных почв травянистыми и лесными растениями отражается на запасах валового гумуса. Они были минимальными среди неэродированных почв под сосновым и березовым лесом и максимальными под осиновым и кустарником ивы ломкой.
При изучении распределения гумуса в почвенном профиле выявлено самое высокое его содержание, которое наблюдали в гумусово-аккумулятивном горизонте (рис. 1).
Затем с глубиной в почвенном профиле, начиная от горизонта А, регистрировали постепенное снижение содержания гумусовых веществ, отмечавшееся вплоть до переходного горизонта АВ. Резкое снижение содержания гумуса в почве выявлено в иллювиальном горизонте В₁₅ хотя его в небольшом количестве наблюдали даже на глубине 90—100 см (гор. В₂). В эродированной почве распределение гумуса очень сильно зависело от процессов водной эрозии, величина его содержания по сравнению с неэродированной почвой была значительно меньше по всему почвенному профилю. К тому же в пахотном горизонте А + АВ и переходном АВ (слой 0—40 см) различия были менее значительными. Заметим, что на автоморфных почвах резкое снижение содержание гумуса в условиях Приобья отмечали обычно на глубине
0-10
10-20
20-30
§ 30-40
Й 40-50
-н
'е, 50-60
60-70
70-80
80-90
90-100
Рис. 1. Влияние водной эрозии на содержание, распределение и запасы гумуса в лугово-черноземных почвах. Го ₅ м и ?! о м — запасы гумуса в слоях 0.5 и 1.0 м, т/га.
АГРОХИМИЯ № 9 2024
НАЗАРЮК, КАЛИМУЛЛИНА
30-40 см, реже - в пределах пахотного слоя [ 19]. Различия в распределении гумусовых веществ обусловлены прежде всего температурным и водным режимами, спецификой развития корневой системы по профилю почвы [20]. В изученной нами полугидроморфной эродированной почве закономерность распределения гумуса в почвенном профиле имела свои отличия. Они были обусловлены прежде всего неодинаковой плотностью сложения, созданием порового пространства и более низким содержанием органического вещества по всем почвенным горизонтам.
Различное распределение гумусовых веществ по профилю почв сказалось и на валовых запасах гумуса в полуметровом и метровом слоях почв, которые достигли >200 и 400 т/га. Снижение этих запасов в неэродированной лугово-черноземной почве происходило довольно равномерно, тогда как в эродированной значительно меньше запасалось гумуса, особенно в иллювиальном горизонте Вр В частности, запасы гумуса в эродированной почве уступали неэродированной в полуметровом слое в 1.7 раза и в метровом — примерно на такую же величину.
В результате 20-летнего зарастания пашни луговыми травами в неэродированной почве заметно повысилось содержание гумуса в слое 0—20 см до 5.48% (табл. 2).
В более глубоких слоях обнаружено уже практически одинаковое содержание гумусовых веществ, которое свидетельствовало о мало различающемся влиянии органоминеральной основы пахотного и подпахотного слоев. Процессы водной эрозии вызвали в среднеэродированной почве снижение содержания гумуса во всех изученных горизонтах, хотя более четкая дифференциация в отношении органического вещества произошла в слое 20—40 см. Самое значительное накопление гумуса в неэродированной почве выявилось в результате 100-летнего зарастания почвенного покрова березовым лесом при
совместном воздействии с луговыми травами. Содержание гумуса на этом участке составило в среднем 7.8%, в отдельных случаях оно достигало более 8%. Достаточно высокая обогащенность почвы органическим веществом отмечена в среднеэродированной почве при самом длительном (100-летнем) функционировании экосистемы березового леса. Таким образом, в целях существенного накопления гумуса в лугово-черноземных почвах при их зарастании необходимо создать условия, при которых поступление углерода с подстилкой березового леса сочеталось бы с биомассой луговой травянистой растительности.
Исследование специфики полугидроморфных почв выявило не только относительно высокое содержание гумуса, но и соответствующую обогащенность пахотного слоя протеиногенными элементами [21]. В проведенных экспериментах с лугово-черноземными почвами показано, что при распределении макроэлементов по изученным почвенным горизонтам в отсутствие водной эрозии отмечалась также заметная аккумуляция валовых количеств азота, фосфора и калия. При этом процессы водной эрозии заметно снижали интенсивность обогащения почвы макроэлементами, что отражалось на обеспеченности растений питательными элементами за счет почвенных запасов. На плодородие почвы значительное влияние оказывала ее зольность. Она снижалась в более глубоких почвенных горизонтах, что, вероятно, было связано со снижением содержания гумуса в почве. По мере уменьшения содержания летучих элементов (углерода, азота, кислорода, водорода), входящих в состав органического вещества, уменьшалась и зольность почвы. Однако при повышении температуры в случае прокаливания почвенных образцов до 900°С наблюдали некоторое увеличение величины этого показателя. Такое явление, очевидно, было связано с различным присутствием устойчивых к высокой температуре фенольных со- единений, входящих в состав гумуса.
Таблица 2. Влияние водной эрозии на элементный состав почвы, % на сухую массу
Содержание гумуса в почве Зольность при 1, °С
Глубина, см под луговыми 14 Р К
травами через березового леса 450 900
20 лет спустя 100 лет
Неэродированная
0-20 5.48 7.76 0.22 0.16 2.19 10.8 12.4
20-40 5.43 6.55 0.21 0.10 1.87 9.5 10.5
ЯСР05 0.31 0.46 0.02 0.01 -//- 0.2 0.3
Среднеэ родирован ная
0-20 2.45 6.59 0.15 0.11 Нет 7.6 8.3
данных
20-40 2.25 6.40 0.05 0.10 -п- 5.2 6.4
ЯСР05 0.12 0.09 0.03 0.02 -и- 0.3 0.4
АГРОХИМИЯ № 9 2024
ПРОДУКТИВНОСТЬ РАСТЕНИЙ БИОЦЕНОЗОВ
7
В процессах гумусообразования и выявлении на этом фоне связи минерального питания растений с органическим веществом в почвенном профиле важно знать величину запасов углерода и их соотношение с запасами макроэлементов. Показано, что накопление макроэлементов в неэродированной почве было максимальным в верхних слоях, затем оно постепенно снижалось и было минимальным на глубине 90—100 см (табл. 3).
Уменьшение содержания гумуса между верхним и нижним слоями достигало до 2.5 раза. Примерно такое же различие отмечали в эродированной почве, хотя абсолютные их величины были существенно меньше. Очень важное значение в азотном питании растений имеет соотношение между углеродом и азотом [22], что связано с процессами минерали-зации-^иммобилизации азота в почве. Выявлено, что минимальное соотношение между С : К было в верхних почвенных слоях, затем оно постепенно повышалось и достигало максимума на полуметровой глубине. После этого величина отношения между изученными макроэлементами вновь снижалась,
что наблюдали как в неэродированной, так и в эродированной почвах.
При оценке минерального питания используют также отношение между другими макроэлементами [23]. В проведенном нами исследовании отношение между углеродом и фосфором в неэродированной почве постепенно повышалось и было максимальным примерно на глубине 50 см. Минимума этот показатель достигал в результате постепенного снижения величины С: Р вплоть до 1-метровой глубины. Менее четкую закономерность в соотношении между углеродом и калием, а также между азотом и фосфором отмечали в неэродированной почве. В эродированной почве закономерность в отношениях между изученными макроэлементами во многом соответствовала ранее обсуждаемому их поведению в экосистеме. Значительные изменения в отношениях между макроэлементами обычно усиливались в иллювиальных горизонтах и постепенно менялись на максимальной почвенной глубине.
Основной источник поступления углерода в почву связан с образованием подстилки, формирование
Таблица 3. Запасы углерода (т/га) и их соотношение с содержанием макроэлементов в пахотных луговочерноземных почвах
Глубина, см Запасы С:К С:Р С:К М:Р
углерода, т/га
Неэродированная почва
0-10 37 13 18 1.7 1.4
10-20 35 13 21 1.6 1.6
20-30 38 15 24 1.9 1.6
30-40 34 23 30 1.6 1.3
40-50 34 27 27 1.3 1.1
50-60 35 50 28 1.4 0.5
60-70 25 48 16 0.8 0.3
70-80 19 32 14 0.7 0.4
80-90 15 43 10 --- 0.3
90-100 15 23 9 --- 0.2
Эродированная почва
0-10 24 13 21 Не определяли 1.3
10-20 24 14 25 -//- 1.2
20-30 25 14 24 -//- 0.9
30-40 24 36 23 -//- 0.5
40-50 11 52 9 -//- 0.4
50-60 10 31 9 -//- 0.3
60-70 10 30 7 -п- 0.3
70-80 9 23 9 -и- 0.4
80-90 8 22 8 -и- 0.3
90-100 9 20 8 -и- 0.3
ЯСР05 1
АГРОХИМИЯ № 9 2024
НАЗАРЮК, КАЛИМУЛЛИНА
которой во многом обусловлено процессами водной эрозии. Как показало проведенное исследование, максимальная величина надземной биомассы отмечена на неэродированной почве (табл. 4).
На слабо- и среднеэродированных почвах наблюдали постепенное снижение запасов подстилки, которые зависели прежде всего от интенсивности процессов водной эрозии. Что касается сильно-эродированных почв, то среди лугово-черноземных почв Новосибирского Приобья нами их не было зарегистрировано вообще.
В природных условиях довольно часто встречаются как смытые, так и намытые почвы, которые различаются значительно видовым составом произрастающих растений, формированием подстилочного материала и режимом увлажнения почвенного профиля. В проведенных опытах биомасса подстилки была максимальной на средненамытой почве, несколько меньше ее было на слабонамы-той, которая затем уменьшалась еще значительнее на сильно намытом почвенном образовании. Независимо от степени миграции почвенных гранул, отложения твердых частиц, образования недостаточно регулируемых потоков жидкой массы в пониженных формах рельефа, изменялся почвенный профиль, трансформировался пищевой режим, и на таком фоне развивался соответствующий микробоценоз. Полагаем, что в слабонамытую почву поступало недостаточно питательных элементов, а на сильнонамы-той растения страдали большей частью от дефицита кислорода, нежели минерального питания. Аналогичная закономерность просматривалась и в отношении запасов углерода и азота, образованных из подстилки и частично экзогенного питания. Обратила на себя внимание более стабильная величина отношения углерода к азоту в надземной биомассе, которая отмечена как на смытых, так и намытых почвах. Полагаем, что это обусловлено генотипической реакцией растений сохранять элементный химический состав в процессе их вегетации и, прежде всего,
обеспечивать стабильность метаболизма клеток при функцио- нирования протеинового комплекса.
Процессы гумусообразования и накопления в органическом веществе питательных элементов во многом зависят от видового состава растений, количества и качества подстилочного материала и времени его разложения (табл. 5).
Минимальное содержание нитратного азота отмечали в варианте с многолетними луговыми травами, его значительное увеличение обнаруживали в почве под лесной растительностью, особенно под подстилкой осинового леса. Это, вероятно, связано с активизацией процессов минерализации органического вещества подстилки при повышенной влажности гумусово-аккумулятивного горизонта во время задержки развития осинового леса. В дальнейшем содержание нитратного азота в подстилке многолетних растений отличалось в меньшей степени, что было связано с особенностями гидрологии лугово-черноземных почв [24]. Содержание подвижного фосфора в контрольном варианте заметно изменялось в динамике при отборе проб подстилочного материала. Подобные изменения отмечали и для других видов растительной подстилки, которые заметно варьировали также во временном интервале. Наибольшие изменения регис -трировали при изучении содержания обменного калия в почве под лесной растительностью. Это связано с тем, что калий в постилке растений мог довольно легко вымываться и затем накапливаться в почве гумусово-аккумулятивного горизонта [25].
Видовой состав растений, сформированный на неэродированной почве, оказал значительное влияние на содержание протеиногенных элементов в подстилках с различной спецификой их образования (табл. 6).
В ней меньше всего обнаружено углерода под осиновым лесом и особенно кустарником, что должно было сказаться на химическом составе гумусовых кислот. Темп накопления азота в подстилке по сравнению с углеродом изменялся в меньшей степени,
Таблица 4. Изменение физико-химического состояния подстилки, сформированной из многолетних трав на лугово-черноземных почвах
Биомасса Содержание
Вариант подстилки С С:К
г/м2
Неэродированная 70.7 36.8 12.0 3.1
Слабоэродированная 35.8 18.6 6.1 3.0
Среднеэродированная 19.0 9.9 23.2 3.1
Слабонамытая 46.7 24.3 7.9 3.1
Средненамытая 64.0 33.3 10.9 3.1
Сильнонамытая 30.3 15.6 5.2 3.0
ЯСР05 2.4 1.2 0.6
АГРОХИМИЯ № 9 2024
ПРОДУКТИВНОСТЬ РАСТЕНИЙ БИОЦЕНОЗОВ
Таблица 5. Влияние подстилки растений на динамику содержания питательных элементов в неэродированной лугово-черноземной почве, мг/100 г
Время отбора почвенных проб
Вариант 201 3 г.
12.06 16.07 20.08 28.09
Ы-ЬЮ3
Пашня (контроль) 6.4 4.5 4.5 7.1
Многолетние луговые травы 3.6 4.3 4.2 3.1
березовый 6.1 3.7 5.4 3.7
Лес осиновый 18.9 3.1 3.7 5.7
сосновый 7.2 4.0 5.6 5.9
Кустарник 7.6 5.5 5.6 5.2
НСР05 1.4 0.6 0.8 0.9
р2о5
Пашня (контроль) 16.9 17.7 18.1 13.3
Многолетние луговые травы 13.3 16.0 15.2 12.5
березовый 13.7 16.9 17.1 15.5
Лес осиновый 11.7 12.7 15.6 15.2
сосновый 19.0 20.6 16.9 18.0
Кустарник 15.4 16.5 14.5 15.2
нср05 1.3 1.2 2.3 1.79
К2О
Пашня (контроль) 22.4 24.5 24.7 20.0
Многолетние луговые травы 12.1 14.7 19.2 12.8
березовый 24.3 31.3 24.9 25.0
Лес осиновый 45.1 23.7 22.4 22.5
сосновый 22.2 29.6 22.8 28.1
Кустарник 18.7 16.5 17.0 14.0
ЯСР05 3.3 2.2 3.2 3.6
что, вероятно, было обусловлено выравниванием процессов минерализации органической массы при разложении подстилочного материала. Реализация процессов разложения углеродсодержащей биомассы происходила несколько иначе, чем азота, что сказывалось на обусловленном взаимодействии этих макроэлементов. Не меньшую интенсивность отмечали также в накоплении фосфора в биомассе подстилки, связанном с термодинамическим эффектом экосистем при минерализации подстилки травянистых и древесных растений. Минимальное количество фосфора отмечали в подстилке кустарника и многолетних трав, что создавало условия для бесперебойного снабжения растений фосфатным питанием за счет почвенных ресурсов в первую половину вегетационного периода. Значительно слабее происходили процессы аккумуляции протеиногенных элементов в слабоэродированной почве по сравнению с неэродированной. Содержание макроэлементов в подстилке, сформированной на лугово-черноземной почве, снизилось примерно в 2 раза. Среди видового
состава растений выделяется кустарник, у которого наблюдали существенное (примерно в 1.5—2.0 раза) снижение содержания углерода, фосфора и калия.
При всесторонней оценке обеспеченности растений питательными элементами не менее важно дать оценку их содержания в пахотном горизонте в течение вегетационного периода [26]. Экспериментальные данные показали, что наличие доступных элементов питания в почвах под луговыми травами изменялось с разной интенсивностью в 1-й и во 2-й год проведения исследования (табл. 7).
Содержание нитратного азота в большинстве случаев снижалось от фазы трубкования растений до укосной спелости, что было связано с активным потреблением нитратов в период максимальных приростов биомассы. Отметим, что на неэродированной почве отмечено более высокое содержание нитратного азота, и оно было существенно меньше в постоянно меняющемся почвенном профиле при процессах водной эрозии. Имеются отдельные
АГРОХИМИЯ № 9 2024