Удобрения и нетрадиционное агрохимическое сырьё как факторы повышения продуктивности а г роценозов европейского северо-востока
На правах рукописи
ЧЕБОТАРЁВ
Николай Тихонович
УДОБРЕНИЯ И НЕТРАДИЦИОННОЕ АГРОХИМИЧЕСКОЕ
СЫРЬЁ КАК ФАКТОРЫ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ
АГРОЦЕНОЗОВ ЕВРОПЕЙСКОГО СЕВЕРО-ВОСТОКА
Специальность 06.01.04 – «Агрохимия»
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
доктора сельскохозяйственных наук
Москва 2007
Работа выполнена: в ГНУ «Научно-исследовательский и проектно-технологический институт АПК Республики Коми Россельхозакадемии», институте биологии Коми НЦ УРО РАН и Коми филиале ФГОУ ВПО «Вятская государственная сельскохозяйственная академия».
Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук
Лобода Борис Павлович
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,
профессор, член-корреспондент РАСХН
Завалин Алексей Анатольевич
доктор сельскохозяйственных наук
Конончук Вадим Витальевич
доктор сельскохозяйственных наук
Курганова Елена Васильевна
Ведущая организация: Всероссийский научно-исследователь-
ский институт агрохимии им. Д.Н. Пря-
нишникова
Защита диссертации состоится « ___ » ___________ 2007 г. в ___ часов на заседании диссертационного совета Д 006.049.01 при Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Центральных районов Нечернозёмной зоны.
Отзывы направлять в 2-х экземплярах по адресу: 143026, Московская область, Одинцовский район, п. Немчиновка-1, ул. Калинина, дом 1.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИСХ ЦРНЗ.
Автореферат разослан « ____ » _____________ 2007 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета, А.С. Мерзликин
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Повышение продуктивности агроценозов Европейского Северо-Востока требует неотложного решения вопросов сохранения и повышения плодородия почв, сокращения материальных и энергетических затрат на производство сельскохозяйственной продукции. Для этого региона характерны прохладное и короткое лето, поздние весенние и ранние осенние заморозки, что ослабляет рост растений и снижает потребление питательных веществ. Преобладающие здесь подзолистые и дерново-подзолистые почвы характеризуются очень низким естественным плодородием и при резком сокращении объемов применения удобрений и мелиорантов подвергаются деградационным процессам, которые сопровождаются снижением содержания гумуса, питательных веществ и ухудшением физико-химических свойств. Для широкого воспроизводства продуктивности агроценозов требуется разработка и освоение эффективных систем удобрений сельскохозяйственных культур, обеспечивающих рациональное использование материальных ресурсов и возмещение в почву элементов питания и органического вещества. Наряду с использованием дорогостоящих удобрений и мелиорантов, важным резервом воспроизводства плодородия почв и источником элементов питания для растений является сравнительно дешевое местное агрохимическое сырьё — доломиты, фосфориты и цеолиты, запасы которых в этом регионе России весьма значительны, а изученность их эффективности применения в земледелии крайне недостаточная.
Вышеизложенное обусловливает актуальность исследований данной проблемы в условиях сильно выраженного дефицита баланса питательных веществ и недостаточной изученностью этого вопроса на Северо-Востоке Европейской части России.
Цель и задачи исследований. Цель работы состоит в изучении взаимодействия агрогенных и природных факторов, оценке значимости основных агрохимических параметров плодородия для развития более продуктивного и устойчивого земледелия с использованием удобрений, извести и местных агроруд.
В задачи исследований входило:
— оценить изменение агрохимических параметров плодородия почв по результатам агрохимического обследования за период 1966-2004 гг. в условиях различного уровня применения агрохимических средств;
— определить баланс элементов питания в пахотных почвах и выявить потребность в удобрениях и мелиорантах для восполнения дефицита питательных веществ в почвах;
— установить степень загрязнения почв тяжелыми металлами и радионуклидами ;
— изучить влияние длительного применения удобрений, извести и агроруд на воспроизводство плодородия и продуктивности дерново-подзолистых почв;
— установить оптимальные агрохимические параметры плодородия дерново-подзолистых почв и обосновать дозы удобрений, обеспечивающие формирование урожаев на уровне биоклиматического потенциала региона;
— разработать приемы оптимизации гумусового состояния дерново-подзолистых почв в условиях экологизации земледелия и воспроизводства плодородия почв;
— дать энергетическую, экономическую и экологическую оценку применения агрохимических средств в агроценозах.
Научная новизна работы. Впервые по материалам агрохимического обследования почв Республики Коми за 38-летний период дана комплексная оценка значимости основных показателей их плодородия для развития более продуктивного и устойчивого земледелия в регионе. Определены степень загрязнения почвенного покрова тяжелыми металлами и накопление их сельскохозяйственными культурами в зависимости от кислотности почв, содержания гумуса и обеспеченности элементами минерального питания. Впервые на дерново-подзолистых почвах, относящихся к очень холодному подтипу сезоннопромерзающего типа Европейского Северо-Востока, в условиях короткого периода активных температур выявлены свойства дерново-подзолистых почв и режимы минерального питания растений в реальных условиях северного земледелия. Установлено влияние длительного применения удобрений, извести и местных агроруд на воспроизводство плодородия и продуктивность дерново-подзолистых почв. Рассчитан баланс гумуса в кормовом севообороте и длительном внесении минеральных удобрений по различным фонам извести и возделывании многолетних трав. Дана энергетическая, экономическая и экологическая оценка применения удобрений, извести и агроруд в агроценозах.
Установлены оптимальные параметры основных показателей агрохимических и агрофизических свойств почвы и определены экономически целесообразные способы их регулирования. Изучено влияние разных систем удобрений на продуктивность агроценозов, их качество и экологическую безопасность продукции. Впервые установлено, что анальцимсодержащая порода (АП, цеолит) является не только источником зольных элементов питания растений, но и активным сорбентом биофильных элементов, особенно аммиачного азота и калия. Положительный эффект от внесения цеолита получен на легких почвах с низкой емкостью поглощения. Выявлена высокая эффективность доломитов и фосфоритов при удобрении однолетних трав. Органические и минеральные удобрения и местные агроруды снижали реакцию почвенной среды, увеличивали содержание гумуса и элементов минерального питания, улучшали физические свойства и продуктивность пахотных почв.
Защищаемые положения:
— комплексное применение органических и минеральных удобрений, известковых материалов и агроруд является непременным условием развития более продуктивного и устойчивого земледелия на бедных дерново-подзолистых почвах Севера;
— обоснование прогнозирования бездефицитного баланса гумуса в агроценозах и приёмов повышения эффективности удобрений и мелиорантов в регионе;
— длительное применение органических и минеральных удобрений, извести и местного минерального сырья на слабо- и среднеокультуренных почвах в кормовом севообороте является наиболее эффективным приёмом повышения продуктивности дерново-подзолистых почв.
Практическая значимость и реализация результатов исследований. На основании многолетних комплексных исследований на дерново-подзолистых и подзолистых почвах рекомендованы перспективные кормовые севообороты, оптимальные дозы удобрений, извести и местных агроруд — доломитов, цеолитов, фосфоритов для использования в сельскохозяйственном производстве, особенно на легких почвах с низкой емкостью поглощения. Разработаны агроэкологические подходы к оптимизации воспроизводства плодородия и продуктивности дерново-подзолистых почв в регионе. Впервые предложены эффективные дозы и сроки применения торфонавозного компоста и извести с применением минеральных удобрений в дозах по выносу элементов питания планируемым урожаем. Такие системы применения удобрений позволяют создать бездефицитный баланс органического вещества в пахотных дерново-подзолистых почвах, повысить эффективность и экологическую безопасность применения агрохимических средств.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на Международных, Российских и Республиканских конференциях и совещаниях: «Проблемы антропогенного почвообразования» (Москва, 1997, 1998); «Растительные ресурсы и биотехнология в агропромышленном комплексе» (Владикавказ, 1998, 1999); «Развитие агропромышленного комплекса в зонах рискованного земледелия» (Новокузнецк, 1998, 1999); «Эколого-популяционный анализ кормовых растений естественной флоры, интродукция и использование» (Сыктывкар, 1999); «Совершенствование методологии исследований фосфатного режима почв» (Москва, 1999); III съезде Докучаевского общества почвоведов (Москва, 2000); Всероссийском совещании Географической сети опытов с удобрениями (Москва, 2001); «Актуальные проблемы земледелия на современном этапе развития сельского хозяйства» (Пенза, 2004); «Агроэкологические функции органического вещества почв и использование органических удобрений и биоресурсов в ландшафтном земледелии» (Владимир, 2004).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 42 работы, в том числе 1 учебное пособие (в соавторстве) и 14 научных статей в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству, изложена на страницах машинописного текста, содержит 100 таблиц, 6 рисунков и 14 приложений. Список литературы включает 478 источников, в том числе 43 на иностранных языках.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ
ИССЛЕДОВАНИЙ
Почвенно-климатические ресурсы. Район исследований расположен в северо-восточной части Русской платформы в Онего-Двинской провинции среднетаежных дерново-подзолистых и подзолистых почв. Почвообразующие породы — покровные и моренные суглинки. Климат территории — умеренно-континентальный, умеренно-холодный. По данным метеостанции Сыктывкар в крайне холодные или теплые годы среднегодовая температура воздуха может отклонятся от среднемноголетней величины (+0,4°С), колеблясь от -2°С до +2,5°С.
Дерново-подзолистые почвы средней тайги по температурному режиму относятся к очень холодному подтипу сезонно промерзающего типа и характеризуются коротким периодом активных температур, небольшими тепловыми ресурсами. Благоприятные для начала вегетации растений температурные условия в слое 0-20 см наступают во второй половине июня, иногда в начале июля и сохраняются в течение 3-4 месяцев. Сумма температур выше 10°С составляет 1454°, мощность зоны активных температур в редкие годы достигает 70-80 см, чаще всего варьирует в интервале 40-55 см. Поэтому максимум микронаселения и биологической активности приходится на верхние почвенные горизонты. Пониженные температуры препятствуют также и глубокому проникновению в почву корней растений.
Валовой химический состав освоенных дерново-подзолистых почв указывает на наличие подзолообразовательного процесса. Обезъиливание верхней части профиля объясняется в основном процессами разрушения и выноса ила. Облегченная толща относительно обогащена SiO2 и обеднена R2O3, CaO, MgO. В то же время в кислых и ненасыщенных основаниями горизонтах отмечается слабое биогенное накопление железа, кальция, магния, калия, фосфора, азота. Состав гумуса — фульватный, фракции, связанные с кальцием, отсутствуют, гумус отличается высокой подвижностью. С подзолообразованием связаны такие свойства, как низкая емкость поглощения, ненасыщенность поглощающего комплекса основаниями, обусловленность обменной кислотности алюминием.
Методика проведения полевых и лабораторных исследований
Исследования проводили на следующих стационарных опытах в ОПХ «Северное» ГНУ «НИПТИ АПК Республики Коми Россельхозакадемии»:
Опыт по заданию 06.02.01. «Провести исследования по комплексному применению удобрений в кормовом севообороте и воспроизводству плодородия среднеподзолистых почв северной части Евро-Северо-Востока России». Опыт в 2002 году внесен в «Реестр аттестатов длительных опытов с удобрениями и др. агрохимическими средствами РФ». Исследования проводятся с 1978 года в шестипольном, кормовом севообороте со следующим чередованием культур: картофель; однолетние с подсевом многолетних злаковых трав; многолетние злаковые травы 1 г.п.; многолетние злаковые травы 2 г.п.; однолетние травы; картофель.
Исследования проводились в стационарном опыте в 1978-2004 г.г. на дерново-подзолистой легкосуглинистой среднеокультуренной почве.
Перед закладкой опыта агрохимические показатели пахотного слоя почвы (0-20 см) были следующими: содержание гумуса — 2,1-2,5%, Нr — 3,1-4,2, S — 10,3-15,5 мг-экв./100 г почвы, рHKCl — 4,8-5,5, V — 75-80%, содержание подвижного фосфора (Р2О5) по Кирсанову — 184-227 и обменного калия (К2О) — 146-190 мг/кг почвы. Схема опыта: без удобрений (контроль); NPK; ТНК 40 т/га; ТНК 40 т/га + NPK; ТНК 80 т/га; ТНК 80 т/га + NPK. Сорта возделываемых культур в кормовом севообороте: картофель «Приекульский ранний», «Невский»; горох «Казанский», «Уладовский»; овес – «Горизонт», «Нарым»; тимофеевка луговая – «Северодвинская 18», овсяница луговая – «Цилемская». Органические удобрения вносили в форме торфонавозного компоста (ТНК), агрохимические показатели которого были следующими: рНKCl — 7,3-7,5; сухое вещество — 28-30%, зольность — 20-22%, содержание общего азота — 0,52-0,60 %; общего фосфора — 0,50-0,56; общего калия — 0,42-0,48%. Для восполнения выноса элементов питания растений ежегодные дозы минеральных удобрений составили (кг/га д.в.): под картофель — N60P30K180; горохоовсяную смесь — N40P32K116; и многолетние злаковые травы — N40P32K108. Для расчета доз минеральных удобрений по культурам севооборота применяли общепринятые коэффициенты использования питательных веществ из удобрений (в %): азот — 50, фосфор — 20, калий — 60; из почвы: азот — 20, фосфор — 5, калий — 20%.
Планируемая урожайность зеленой массы горохоовсяной смеси — 200, многолетних трав — 150, картофеля — 150 ц/га. Площадь опытной делянки 200 м2, повторность опыта 4-кратная. Учет урожая — сплошной, поделяночный.
Опыт по заданию 09.01.01. «Провести исследования по изучению влияния извести и минеральных удобрений на почвенно-растительную систему». Этот длительный опыт проводится с 1983 года на дерново-подзолистой среднесуглинистой слабоокультуренной почве, в 2006 году он внесен в «Реестр аттестатов длительных опытов с удобрениями и др. агрохимическими средствами РФ». Перед закладкой опыта агрохимические показатели почвы были следующими: гумус — 1,1-1,8%; рHKCl — 3,9-4,4; Нr — 5,0-7,1 мг-экв./100 г почвы; Р2О5 — 40-82 и К2О — 66-100 мг/кг почвы.
Схема опыта: без удобрений (контроль); известь 1,0 г.к.; известь 2,0 г.к.; NPK; известь 1,0 г.к. + NPK; известь 2,0 г.к. + NPK.
В опыте возделывалась бобово-злаковая травосмесь (клевер луговой «Трио», тимофеевка луговая «Северодвинская», ежа сборная «Хлыновская»). Учет урожая — сплошной, поделяночный. Площадь делянки — 50 м2, повторность опыта — 4-кратная. Известь в опыте вносили в 1983 году, в последующие годы изучали ее последействие. Минеральные удобрения применяли ежегодно в дозах по выносу NPK на планируемый урожай зеленой массы (150 ц/га). Доза удобрений составляла N60P75K75.
В качестве объектов изучения были местные агроруды Тиманского месторождения: анальцимсодержащая порода (АП, цеолит), доломиты и фосфориты. Агроруды не обогащались. Перед внесением в почву их измельчали путем размола на механической мельнице (доломиты, фосфориты) и гидратационным способом (АП). В результате получали доломитовую и фосфоритную муку, отвечающую требованиями ГОСТ. Глыбистую анальцимсодержащую породу измельчали в крошку, представленную на 80% агрономически ценными фракциями. Содержание анальцима в измельченной породе достигало 30%. Химический состав валового элементного состава изучаемых агроруд показал, что доломитовая мука содержит 52% Ca и Mg или 99% в форме карбонатов кальция и магния, что существенно превышает нижнюю границу их содержания по ГОСТ (85%, сорт 2). Агроруды по содержанию тяжёлых металлов и радионуклидов безопасны. Фосфоритная мука из местного сырья содержит более 26% P2O5, что также превышает нижнюю границу содержания подвижного фосфора по ГОСТ. При этом часть фосфора, растворимая в 0,2Н НСl достигает 31% от валового количества (табл. 1).
Для выявления эффективности местных агроруд на полевые культуры в 1994-2000 г.г. в совхозе «Пригородный» Сыктывдинского района Республики Коми проведено 5 полевых опытов:
1. «Изучить эффективность доломитовой муки на плодородие и продуктивность дерново-подзолистой среднесуглинистой новоосвоенной почвы». Перед закладкой опыта агрохимические показатели были следующими: гумус — 2,06%, рHKCl — 4,0, Р2О5 — 30,0, К2О — 79,0 мг/кг почвы, СаО — 4,1, MgО — 2,4 мг-экв./100 г почвы. Схема опыта: без удобрений (контроль); ДМ 2,5 т/га; ДМ 5 т/га; N60P60K60; ДМ 2,5 т/га + N60P60K60; ДМ 5 т/га + N60P60K60.
2. «Определить влияние анальцимсодержащей породы (АП - цеолит) на свойства дерново-подзолистой суглинистой новоосвоенной почвы и её продуктивность». Агрохимические показатели почвы были следующими: гумус — 2,12%, рHKCl — 4,3, Р2О5 — 28,2, К2О — 110,2 мг/кг почвы, СаО — 4,1 и MgО — 1,47 мг-экв./100 г почвы. Схема опыта: без удобрений (контроль); АП 5 т/га; АП 10 т/га; N60; АП 5 т/га + N60; АП 10 т/га + N60.
В этих опытах агроруды и минеральные удобрения вносили в 1994 году, а с 1995 года изучали их последействие — без удобрений и с ежегодным внесением NPK: в опыте с доломитовой мукой — N60P60K60; с АП (цеолитом) — N60.
3. Полевой модельный опыт «Провести исследования по изучению влияния фосфоритной муки на почвенно-растительную систему». Опыт проводился на дерново-подзолистой среднесуглинистой слабоокультуренной почве, которая характеризовалась следующими агрохимическими показателями: гумус — 2,04%, рHKCl — 4,9, Р2О5 — 35,6, К2О — 82,2 мг/кг почвы, СаО — 2,8 и MgО — 1,4 мг-экв./100 г почвы. Схема опыта: без удобрений (контроль); фосмука 266 кг/га д. в. Площадь опытной делянки 10 м2, повторность опыта — 4-кратная.
4. Полевой модельный опыт «Определить эффективность анальцимсодержащей породы (АП, цеолит) на плодородие и продуктивность подзолистой песчаной новоосвоенной почвы». Перед закладкой опыта агрохимические показатели были следующими: гумус — 1,25%, рHKCl — 5,36, Р2О5 — 36,2, К2О — 49,2 мг/кг почвы, СаО — 2,3 и MgО — 3,2 мг-экв./100 г почвы. Схема опыта: без удобрений (контроль); АП 20 т/га; N60P60K60; АП 20 т/га + N60P60K60. Площадь опытной делянки 10 м2, повторность опыта — 4-кратная.
5. Полевые модельные опыты по изучению перемещения питательных веществ в почве из очага удобрений размещали на делянках длиной 10 м и шириной 1 м. Очаг из агроруд в виде сплошной ленты шириной 1 см, помещали на глубину пахотного горизонта. На различном удалении от очага удобрений изучали изменение агрохимических свойств почвы, нитрогенозную активность, дыхание почвы. Опыты проводили на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве в различных условиях микрорельефа, окультуренности и гидроморфизма.
Дерново-подзолистая среднесуглинистая слабоокультуренная почва полевого модельного опыта:
а) микроповышение: гумус — 2,02%, рHKCl — 4,8, Р2О5 — 140,0, К2О — 152,0 мг/кг почвы, СаО — 4,9, MgО — 3,2 мг-экв./100 г почвы;
б) микроповышение: гумус — 1,28%, рHKCl — 4,18, Р2О5 — 92,0, К2О — 22,0 мг/кг почвы, СаО — 2,6, MgО — 1,5 мг-экв./100 г почвы;
в) временно переувлажнённая почва: гумус — 1,21%, рHKCl — 4,3, Р2О5 — 15, К2О — 52,0 мг/кг почвы, СаО — 0,8, MgО — 0,4 мг-экв./100 г почвы.
Таблица 1
Валовое содержание основных элементов питания и токсичных
веществ в удобрениях из местных агроруд Республики Коми
| Элементы | Доломитовая мука (ДМ) | Фосфоритная мука (Рф) | Анальцимсодержащая порода (АП, цеолит) | ПДК в почве |
| Макроэлементы, % на абсолютно сухую массу | ||||
| SiO2 | — | 28,9 | 62,9 | — |
| Al2O3 | — | 5,3 | 19,7 | — |
| Fe2O3 | 0,2 | 3,1 | 8,9 | — |
| CaO | 30,4 | 27,8 | 0,7 | — |
| MgO | 21,7 | 1,0 | 1,2 | — |
| K2O | 0,8 | 1,6 | 2,4 | — |
| Na2O | 0,1 | 4,2 | 3,9 | — |
| P2O5 | 0,0 | 26,6 | 0,2 | — |
| Микроэлементы и тяжелые металлы, мг/кг вещества | ||||
| Pb | 1,2 | 6,3 | 58,0 | 32,0 |
| Cd | 0,2 | 0,1 | 0,1 | 3,0 |
| Zn | 13,1 | 53,4 | 82,0 | 100,0 |
| Mn | 53,5 | 1450,0 | 1174,0 | 1500,0 |
| Co | 2,7 | 4,3 | 3,2 | 15,0 |
| Ni | 4,8 | 31,8 | 18,6 | 85,0 |
| Cu | 4,3 | 2,1 | 2,2 | 55,0 |
| Cr | 3,6 | 3,6 | 4,2 | 6,0 |
| Радионуклиды, бк/кг | ||||
| Cs 137 | 28,4 | < 12,0 | < 4,5 | 451* |
| K 40 | 102,6 | < 1,4 | < 519,6 | 751* |
| Th 232 | 21,8 | < 9,6 | 28,4 | 54* |
| Ra 226 | 74,3 | 150,0 | 9,3 | 148* |
* Кларк в земной коре
Во всех опытах с местными агрорудами возделывали горохоовсяную смесь (горох «Уладовский», овёс «Горизонт»). Скашивали зеленую массу в фазе молочно-восковой спелости овса. Учёт урожая — сплошной, поделяночный. Минеральные удобрения в опытах вносили в форме аммиачной селитры, двойного суперфосфата и хлористого калия.
В работе использовали следующие методы анализов:
в почве: гумус — ГОСТ 26213-91, общий азот — ГОСТ 26107-84, гидролитическая кислотность — ГОСТ 26212-91, сумма поглощенных оснований — ГОСТ 27821-88, РН в солевой вытяжке — ГОСТ 26483-85, подвижный фосфор и обменный калий — ГОСТ 26207-91, валовой анализ биофильных элементов в почве и удобрениях — абсорбционным и ренгенофлюоресцентным (VRA-33) методами, содержание тяжелых металлов в почве и с.-х. продукции — атомно-абсорционным методом, кальций и магний — комплекснометрически, лабильные формы гумуса — по схеме Пономаревой-Плотниковой (1982), гранулометрический состав почвы — по Качинскому (1986), объемная и удельная масса почвы — по методике кафедры земледелия ТСХА (С.А. Воробьев и др., 1971), наименьшая влагоемкость — методом заливки площадок, влажность устойчивого завядания (ВЗ) методом проростков по Долгову (1978), разложение клетчатки в почве — по методике И.С. Вострова и А.Н. Петровой (1969), индуцированное «дыхание» почвы — респирометрическим методом (Панников, Мирчинк, 1985), потенциальная активность азотфиксации почв по методике З.И. Егорова (1984); актуальная в почвах и симбиотическая у растений гороха в сосудах фиксированной емкости;
в растениях: азот общий — фотоколометрическим методом, сырая клетчатка — по Геннебергу и Штоману (1969), сырая зола — сухим озолением в муфельной печи, фосфор — по Курмису (1974) ванадомолибдатным методом, калий — на пламенном фотометре после сухого озоления, кальций — трилонометрически, кормовые единицы, БЭВ, сырой протеин — расчетным методом, нитратный азот — ионоселективным методом, азот и углерод — методом газовой хроматографии. Урожайные данные, результаты анализов почв и растений обработаны методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1985). Учет объемов пожнивно-корневых остатков растений и расчет их количества проводили по методике А.М. Лыкова (1982). Наблюдения и исследования в опытах проводили по следующим методикам: Агрохимические методы исследования почв., М., Наука, 1985; Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М., 1965; Методика опытов на сенокосах и пастбищах ВНИИК, М. — 1971.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
ДИНАМИКА АГРОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПАХОТНЫХ
ПОЧВ В РАЗЛИЧНЫЕ ПЕРИОДЫ ХИМИЗАЦИИ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
РЕСПУБЛИКИ КОМИ
По результатам почвенного обследования пашни на 1.01.2004 года (67,6 тыс. га), площади дерново-подзолистых почв составляют 61,3 тыс. га или 90,7% от всей площади пашни Республики Коми, остальные 6,3 тыс. га (9,3%) пашни – почвы гидроморфные (аллювиальные дерновые кислые – 5%, болотные низинные торфяные – 0,94% и др.) (Классификация … почв, 1977).
По результатам почвенного обследования почв пашни (67,6 тыс. га), площади дерново-подзолистых почв составляют 60,8 тыс. га или 91% от всей площади пашни Республики Коми.
По уровню химизации за 38 лет в регионе выделяется четыре периода: начало химизации (1966-1970 гг.), интенсивная химизация (1971-1993 гг.), спад химизации (1994-1997 гг.), низкий уровень химизации (1998-2004 гг.). В начальный период химизации в республике ежегодно известковалось около 9 тысяч га (табл. 2).
В дальнейшем была достигнута определенная цикличность, от половинных доз известковых материалов перешли к внесению полных доз, и к 1990 году ежегодные объемы известкования достигли 20 тысяч га. В начале 70-х годов стали проводиться работы по фосфоритованию почв. За период с 1971-1993 гг. в регионе было профосфоритовано около 100 тыс. га, в последние годы объемы фосфоритования упали до 2,5 тыс. га.
В начале периода химизации объемы внесения минеральных удобрений составляли 78 кг/га д.в., в период интенсивной химизации они возросли до 153 кг/га д.в., начиная с начала 90-х годов объемы использования минеральных удобрений снижались и в 1994-1997 гг. их количество составило 46 кг/га д.в., а в настоящее время — лишь 21 кг/га д.в. Одновременно уменьшались объемы использования органических удобрений, что привело к падению продуктивности пашни и урожайности сельскохозяйственных культур. Так, если среднегодовая урожайность картофеля в 1971-1993 гг. составляла 144 ц/га, то к началу 2000-х годов она снизилась до 126 ц/га. Продуктивность пашни за тот же период снизилась с 14,4 до 8,3 ц/га з. е.
Содержание гумуса в почвах. Гумусовое состояние почв пашни оценивали по результатам агрохимического обследования земель республики. Установлено, что преобладающая часть пахотных почв имеет низкое содержание органического вещества, что в условиях Севера определяет низкое содержание минерального азота в почвах.
Таблица 2
Изменение показателей плодородия почв, применения удобрений
и агромелиорантов и продуктивности пашни Республики Коми
в различные периоды химизации земледелия за 38 лет
| Показатель | Начало химизации (1966-1970 гг.) | Интенсивная химизация (1971-1993 гг.) | Спад химизации (1994-1997 гг.) | Низкий уровень химизации (1998-2004 гг.) |
| Кислотность почвы | ||||
| Средневзвешенная величина PHKCl | 4,8 | 5,3 | 5,0 | 4,8 |
| Всего кислых почв, % | 86,0 | 76,6 | 71,5 | 75,5 |
| в т.ч. сильно- и среднекислых, % | 51,6 | 32,9 | 25,9 | 29,0 |
| Нейтральных и близких к нейтральным | 14,0 | 23,4 | 28,5 | 24,5 |
| Подвижный фосфор | ||||
| Средневзвешенная величина P2O5, мг/кг почвы | 135 | 188 | 166 | 161 |
| Площади с пониженным содержанием P2O5 мг/кг почвы (до 50 мг/кг), % | 24,9 | 13,8 | 13,4 | 12,6 |
| С средним и высоким содержанием P2O5 мг/кг почвы (>50 мг/кг), % | 75,1 | 86,2 | 86,6 | 87,4 |
| Обменный калий | ||||
| Средневзвешенная величина K2O, мг/кг почвы | 158 | 169 | 156 | 143 |
| Площади с пониженным содержанием K2O (до 80 мг/кг), % | 23,9 | 23,7 | 36,7 | 40,7 |
| С средним и высоким содержанием K2O (> 80 мг/кг), % | 76,1 | 76,3 | 63,3 | 59,3 |
| Гумус | ||||
| Средневзвешенное содержание гумуса, % | — | — | 2,10 | 1,87 |
| Среднегодовое применение средств химизации | ||||
| Известкование почв, тыс. га | 9,1 | 18,9 | 3,6 | 2,8 |
| Фосфоритование, тыс. га | — | 11,7 | 3,3 | 2,5 |
| Внесение минеральных удобрений (NPK), кг/га д.в. | 78 | 153 | 46 | 21 |
| Внесение органических удобрений, т/га | 11 | 16 | 8 | 6 |
| Среднегодовая продуктивность пашни | ||||
| Урожайность картофеля, ц/га | 134 | 144 | 130 | 126 |
| Продуктивность пашни, ц/га зерновых единиц | 10,1 | 14,4 | 9,9 | 8,3 |
Рис. 1. Изменение содержание гумуса в пахотных почвах Республики Коми, % от обследованной площади.
В 1994 году содержание гумуса в почвах пашни было низким, и доля таких почв составляла 89%. Площадь же с высоким содержанием гумуса составила менее одного процента (рис. 1). Агрохимическое обследование почв пашни показало, что на 1.01.2004 года площади почв с низким содержанием гумуса в пахотных почвах увеличились (на 7%), вследствие снижения объемов внесения органических удобрений и поступления растительных остатков в почву.
Реакция почвенной среды. Данные агрохимического обследования пахотных земель в период начала химизации (1966-1970 гг.) свидетельствуют о том, что количество почв с кислой реакцией среды составляло 86%, близких к нейтральным и нейтральных — 14%, средневзвешенная величина рНKCl равнялась 4,8.
В период интенсивной химизации (1971-1993 гг.) средневзвешенный показатель рН составил 5,3; площади кислых почв снизились до 76,6%, доля нейтральных и близких к нейтральным почвам возросли до 23,4%. Снижение кислотности почв произошло в связи с повышением объемов известкования (до 18,9 тыс. га ежегодно), фосфоритования (11,7 тыс. га) и внесения повышенных доз органических удобрений (16 т/га). В последующие годы объемы применения средств химизации резко снижались и к 2004 году количество кислых почв сохранилось на прежнем уровне.
Такой режим почвенной кислотности можно было бы признать удовлетворительным, рассчитывая на приемлемый уровень плодородия и в дальнейшем полагаясь на последействие высоких доз извести, внесенных в течение 10 и более лет. Вместе с тем малые масштабы известкования в последние годы не дают основания для такого оптимизма и реальная необходимость требует резкого повышения объемов известкования, фосфоритования и внесения органических удобрений.
Фосфатный режим почв. За период с 1966 по 2004 г.г. средневзвешенное содержание подвижных форм фосфатов в почвах возросло от 135 до 161 мг/кг, а доля пахотных земель с повышенной и высокой обеспеченностью этим элементом питания (более 50 мг/кг) увеличилась с 75 до 87%. В период начала химизации (1966-1970 г.г.) низкообеспеченных фосфором почв (< 50 мг/кг) было 25% а высокообеспеченных — 75%. В период интенсивной химизации средневзвешенная величина подвижных фосфатов увеличилась от 132 до 188 мг/кг. Доля низкообеспеченных почв снизились до 14%, а почв с высоким содержанием фосфора стало больше на 11% (86,2%). В последующие периоды (1993-2004 г.г.) содержание подвижных фосфатов в почве стабилизировалось, средневзвешенная величина P2O5 была в пределах 160-166 мг/кг. Доля почв с низким содержанием фосфора — 13-14% и с высоким содержанием — 86-87%, что объясняется длительным последействием ранее внесённых фосфорных удобрений.
Калийный режим почв. За период с 1966 по 2004 г.г. средневзвешенный показатель обменного калия заметно снизился со 158 до 143 мг/кг. За период с 1966 по 1993 гг. почв с пониженным содержанием калия было около 24%, а с высоким его содержанием — 76%. В последующие годы (1994-2004) в связи с резким снижением объемов внесения калийных удобрений (8-15 кг/га д.в.) доля почв с пониженным содержанием калия увеличивалась и к 2004 году их площади составили 40,7%, что практически в два раза больше, чем за период 1966-1993 гг. Это указывает на сильное снижение содержания калия в почвах за последние 10 лет.
Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах. Обеспеченность почв микроэлементами в значительной мере зависит от степени их окультуренности, в частности, от содержания гумуса и реакции почвенной среды. Так, с увеличением содержания органического вещества возрастает содержание бора и меди. На кислых почвах содержание доступного для растений бора и меди возрастает, а на известкованных и нейтральных — снижается.
По данным агрохимического обследования по состоянию на 1.01. 2004 года следует, что почвы пашни достаточно высоко обеспечены медью (89%), среднеобеспечены бором (43%), марганцем (43,8%), слабообеспечены серой (86,4%) и цинком (36,1%). В целом для повышения урожайности сельскохозяйственных культур на почвах республики необходимо вносить борные, медь и цинксодержащих удобрения. Тяжёлыми металлами и радионуклидами почвы республики не загрязнены.
В последние годы в почвах пашни наблюдается отрицательный баланс основных элементов питания: азота – 1,7 кг/га, фосфора – 4,7 и калия – 29,2 кг/га. Расчеты показали, что для восполнения выноса питательных веществ и повышения содержания органического вещества почв пашни ежегодно необходимо вносить в почву 15 тыс. т д.в. минеральных удобрений, в т.ч.: – 6, Р2О5 – 4 и К2О – 5 тыс. т. Повысить объемы применения органических удобрений до 10 – 15 т/га пашни.
ВОСПРОИЗВОДСТВО ПЛОДОРОДИЯ И ПРОДУКТИВНОСТИ
ПАХОТНЫХ ПОЧВ В АГРОЦЕНОЗАХ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ УДОБРЕНИЙ
Изменение физико-химических свойств почв при применении удобрений
и мелиорантов
Важнейшее значение в воспроизводстве почвенного плодородия принадлежит органическим удобрениям, которые в сочетании с минеральными и другими агрохимическими средствами, оказывают многостороннее положительное действие на все важнейшие агрономические показатели и функции почв.
Длительное применение (27 лет) органических и минеральных удобрений в кормовом севообороте (табл. 3) оказало достоверное влияние на изменение основных агрохимических свойств дерново-подзолистой почвы. Наиболее значительным было увеличение содержания гумуса при использовании одних органических удобрений (на 0,1-0,6%) и совместного внесения органических и минеральных удобрений (на 0,7-0,8%) в сравнении с исходным его содержанием. При внесении одних минеральных удобрений содержание гумуса в почве за период исследований не изменилось и его количество осталось на прежнем уровне (2,5%). Это указывает, что источником накопления углерода в почве при внесении NPK являются только корневые и пожнивные остатки возделываемых культур, которых явно недостаточно для расширенного воспроизводства органического вещества почвы.
Однако, важным результатом наших исследований является то, что в варианте без применения удобрений в течение практически 30 лет удалось сохранить исходное содержание гумуса (2,1%) и достаточно высокую продуктивность (2,6 т/га сухого вещества) кормовых культур за счет поступления в почву растительных остатков (15 т/га сухого вещества), в первую очередь многолетних трав, их минерализации и гумификации под действием микроорганизмов.
Удобрения оказывали значительное влияние на обменную кислотность почв. В вариантах с минеральными удобрениями и без них отмечено подкисление почвы (на 0,6-0,7 рНKCl) вследствие использования физиологически кислых удобрений, выноса и вымывания кальция и магния из почвы и замещение их ионами водорода.
Таблица 3
Влияние длительного применения удобрений в кормовом севообороте
на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы (0-20 см)
| Вариант | Гумус, % | рНKCl | Hr | S | P2O5 | K2O | ||||||
| мг-экв. на 100 г. почвы | мг/кг почвы | |||||||||||
| 1978 г. | 2004 г. | 1978 г. | 2004 г. | 1978 г. | 2004 г. | 1978 г. | 2004 г. | 1978 г. | 2004 г. | 1978 г. | 2004 г. | |
| Без удобрений (контроль) | 2,1 | 2,1 | 5,5 | 4,8 | 3,1 | 3,9 | 10,3 | 11,1 | 223 | 205 | 146 | 87 |
| NPK | 2,5 | 2,5 | 5,4 | 4,8 | 3,4 | 4,0 | 14,8 | 10,0 | 201 | 589 | 156 | 215 |
| ТНК 40 т/га | 2,5 | 2,6 | 5,2 | 5,1 | 3,7 | 4,0 | 15,3 | 11,0 | 211 | 486 | 148 | 163 |
| ТНК 40 т/га + NPK | 2,1 | 2,9 | 4,8 | 5,3 | 4,2 | 4,3 | 13,3 | 10,0 | 184 | 541 | 181 | 216 |
| ТНК 80 т/га | 2,4 | 3,0 | 5,3 | 5,5 | 3,8 | 3,6 | 15,5 | 10,4 | 201 | 418 | 170 | 190 |
| ТНК 80 т/га + NPK | 2,3 | 3,0 | 5,3 | 5,7 | 3,6 | 3,5 | 13,2 | 10,1 | 227 | 385 | 190 | 232 |
Таблица 4
Изменение свойств дерново-подзолистой почвы под влиянием минеральных удобрений и извести (0-20 см)
| Вариант | Гумус, % | рНKCl | Hr | S | P2O5 | K2O | ||||||
| мг-экв. на 100 г. почвы | мг/кг почвы | |||||||||||
| 1983 г. | 2004 г. | 1983 г. | 2004 г. | 1983 г. | 2004 г. | 1983 г. | 2004 г. | 1983 г. | 2004 г. | 1983 г. | 2004 г. | |
| Без удобрений (контроль) | 1,8 | 1,7 | 3,9 | 4,3 | 5,0 | 3,6 | 6,3 | 6,0 | 63 | 57 | 78 | 65 |
| Известь 1 г.к. | 1,6 | 1,8 | 4,0 | 5,0 | 6,6 | 2,7 | 7,1 | 7,5 | 48 | 75 | 66 | 51 |
| Известь 2 г.к. | 1,5 | 1,9 | 4,1 | 5,6 | 6,2 | 1,7 | 6,4 | 8,1 | 52 | 116 | 85 | 68 |
| NPK | 1,8 | 1,6 | 4,2 | 4,0 | 5,9 | 4,6 | 6,8 | 8,0 | 77 | 415 | 75 | 111 |
| Известь 1 г.к. + NPK | 1,4 | 1,8 | 4,4 | 4,6 | 7,1 | 3,5 | 6,5 | 7,9 | 81 | 486 | 90 | 148 |
| Известь 2 г.к. + NPK | 1,3 | 2,0 | 4,3 | 5,0 | 5,9 | 1,8 | 7,0 | 8,2 | 59 | 489 | 100 | 179 |
Применение органических удобрений и их совместное использование с минеральными способствовало снижению обменной кислотности (на 0,1 – 0,5 ед. рН) за счет внесения значительного количества катионов кальция и магния с торфонавозным компостом и их действием на ППК. Установлено значительное повышение содержания подвижных форм фосфора и калия от вносимых удобрений. Наиболее высокое содержание этих элементов обнаружены в почве, на которой ежегодно вносились минеральные удобрения (повышение на 388 и 59 мг/кг почвы). В вариантах с органическими удобрениями количество фосфора и калия увеличилось на 220 – 270 и 15 – 20 мг/кг почвы соответственно. Существенное повышение содержание биофильных элементов отмечено при совместном использовании ТНК и NРК (Р2О5 на 160 – 360 и К2О на 35 – 40 мг/кг) за счет минерализации ТНК и растительных остатков сельскохозяйственных культур. Минерализация органического вещества проходила более интенсивно, так как минеральный азот является питательной средой для различных групп микроорганизмов, что позволило ускорить переход элементов питания в доступную для растений форму.
Длительное использование (22 года) минеральных удобрений, рассчитанных по выносу элементов минерального питания урожаем многолетних трав, по двум фонам извести (1,0 и 2,0 г.к.) оказало эффективное воздействие на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы (табл. 4).
Известь, внесенная в почву, способствовала переводу трудноусвоямых форм элементов питания растений в легкодоступные, снижала кислотность почвы за счет поступления в ППК катионов кальция и магния, замене ими ионов водорода и алюминия, тем самым создавала оптимальные условия для питания растений. Повышение урожайности культур способствовала росту объемов растительных остатков, их гумификации и минерализации, повышению содержания органического вещества и элементов питания растений в почве.
Наиболее существенным было увеличение содержания гумуса в вариантах с известью (на 0,2-0,4%) и с минеральными удобрениями, внесенными по фону извести (на 0,4-0,7%). В вариантах с одними минеральными удобрениями и без удобрений отмечено некоторое снижение содержания гумуса (0,1-0,2%), что объясняется подкислением почвы этих вариантов (0,4-0,8 ед. рН) за счет внесения физиологически кислых минеральных удобрений и видимо некоторому замедлению процессов гумификации растительных остатков.
Без применения удобрений (контроль) в почвах отмечалось значительное снижение содержания элементов питания. Наиболее существенное повышение содержания подвижных фосфатов и обменного калия было в вариантах с минеральными удобрениями (P2O5 — 338, K2O — 36 мг/кг) и применения их на фоне извести (P2O5 — 405-430, K2O — 58-79 мг/кг).
Исследования в кормовом севообороте показали, что удобрения активизируют микробиологические процессы в почве. Так, за два месяца разложение целлюлозы под однолетними травами в вариантах совместного внесения NPK и ТНК составило 30-42%, под многолетними травами — 24-28%, картофелем 32-45%, тогда как в контроле эти показатели составляли 23, 18 и 21% соответственно. Применение NPK по фону извести усиливало микробиологические процессы в почве и повышало интенсивность разрушения целлюлозы на 45-58% при 25% на контроле. ТНК и его совместное внесение с NРК снижали объемную массу на 0,1 – 0,4 и удельную массу на 0,2 – 0,5 г/см3 соответственно. В вариантах с NРК и без удобрений физические свойства почвы практически не изменялись. Подобные явления, в меньшей степени, наблюдались в опыте с известкованием.
Содержание, групповой и фракционный состав
и баланс органического вещества
в дерново-подзолистых почвах
Содержание гумуса в пахотном слое дерново-подзолистых почв составляет от 30 до 60 т/га. В исследованиях в кормовом севообороте установлено, что количество растительных остатков при совместном внесении удобрений составило в среднем за одну ротацию севооборота (6 лет) 18,3-19,5 т/га, в варианте с минеральными удобрениями — 17,4 т/га, без удобрений — 15 т/га сухого вещества. Химический состав растительных остатков однолетних трав был следующим: N — 0,45-0,55%; P2O5 — 0,30-0,40%; K2O — 1,10-1,44%; C — 18,45-23,0%; многолетних трав: N — 0,6-1,4%; P2O5 — 0,35-0,83%; K2O — 2,28-2,80%; C — 11,64-26,0%; картофеля: N — 1,80-2,30%; P2O5 — 0,80-0,85%; K2O — 1,12-1,88%; C — 20,9-25,74%. Отношение углерода к азоту (C : N) в растительных остатках было: в однолетних травах – 40 : 1; в многолетних травах — 17 : 1 и картофелю — 10 : 1.
В опыте с применением минеральных удобрений по двум фонам извести на слабоокультуренной дерново-подзолистой почве увеличение содержания гумуса и элементов питания в почве происходило за счет растительных остатков многолетних трав. Их поступление в среднем за год составило: в контроле — 2,1 т/га, в известкованных почвах— 2,9-3,5 т/га, при применении минеральных удобрений по фону извести — 4,4-4,6 т/га за год. Химический состав растительных остатков был следующим: N — 1,46-1,61%; P2O5 — 0,56-0,75%; K2O — 1,53-2,15%; C — 32,8-35,9%. Отношение углерода к азоту (C : N) — 22 : 1.
Многолетнее применение органических и минеральных удобрений различно сказалось на групповом и фракционном составе гумуса. Применение ТНК и совместное внесение ТНК и NРК способствовало повышению содержания в составе гумуса фракций гуминовых кислот и снижению фракций фульвокислот. Существенно повысилась наиболее ценная фракция гуминовых кислот – ГК-2 (с 2,8 до 9,3%), связанная с кальцием и магнием в пахотном горизонте. Незначительно увеличилась фракция ГК-1, связанная с несиликатными формами полуторных окислов, не способная удерживать кальций и имеющая по мнению Пономаревой и Плотниковой (1980), кислую среду и ограниченное биостимулирующее влияние на рост растений. Практически без изменений осталась фракция ГК-3, которая связана с изменением механического состава почв. Значительно снизилась (с 3,6 до 1,2%) наиболее агрессивная фракция ФК-1а, соотношение углерода гуминовых и фульвокислот расширилось до 1,1 - 1,4, тогда как в контроле и минеральном фоне оно было 0,9 – 1,0. Произошел сдвиг в гуматную сторону, что указывает на повышение качества гумуса. В соответствии с классификацией Д.С. Орлова (1985) гумус из гуматно-фульватного (до 1,0) перешел в фульватно-гуматный тип (1 – 2).
Использование NРК по фону извести показало незначительное изменение фракционного состава гумуса. Отмечено небольшое повышение фракций ГК-2 и ГК-3 и снижение наиболее агрессивной фракции ФК-1а. Применение извести и совместное применение мелиоранта совместно с NРК способствовало переходу гумуса из фульватного (соотношение Сгк:Сфк – до 0,5) в гуматно-фульватный тип (0,5-1,0). В вариантах без удобрений и минеральном фоне тип гумуса остался прежним - фульватным.
По качеству гумус при внесении органических удобрений и совместном внесении ТНК и NРК был значительно выше, чем в опыте с известкованием, что определялось недостаточными объемами внесения в почву органического вещества (навоз, торф, помет и др.) и его трансформации.
В результате длительных исследований установлено, что перед закладкой опыта (кормовой севооборот, 1978 г.) в дерново-подзолистой легкосуглинистой почве содержание гумуса составило 2,1-2,5%, запасы гумуса — 54,6-65,0 т/га (табл. 5). Через 27 лет (2004 г.) содержание органического вещества повысилось до 2,5-3,0% (65,0-78 т/га). При ежегодной минерализации гумуса (0,95 т/га), его накопление из растительных остатков и ТНК в вариантах с ТНК (40 и 80 т/га) составило 1,05-1,55 т/га, в вариантах совместного применения NPK и органических удобрений оно возросло прежде всего за счет увеличения объемов и гумификации растительных остатков до 1,65-1,75 т/га. Наибольший положительный баланс гумуса получен при внесении NPK по фону ТНК (+0,70-0,80 т/га), органическому фону — 0,12-0,60 т/га. На контроле и минеральном фоне накопление в почве органического вещества не происходило (табл. 5).
Таблица 5
Баланс гумуса в дерново-подзолистой почве при длительном
применении удобрений в кормовом севообороте, в среднем за год, т/га
| Вариант | 1978 г. | 2004 г. | Ежегодная минерализация гумуса | Накопление гумуса из растительных остатков и ТНК | Ежегодный баланс гумуса | ||
| % | т/га | % | т/га | ||||
| Без удобрений (контроль) | 2,1 | 54,6 | 2,1 | 54,6 | 0,95 | 0,95 | 0,0 |
| NPK | 2,5 | 65,0 | 2,5 | 65,0 | 0,95 | 0,95 | 0,0 |
| ТНК 40 т/га | 2,5 | 65,0 | 2,6 | 67,6 | 0,95 | 1,05 | +0,12 |
| ТНК 40 т/га + NPK | 2,1 | 54,6 | 2,9 | 75,4 | 0,95 | 1,75 | +0,80 |
| ТНК 80 т/га | 2,4 | 62,4 | 3,0 | 78,0 | 0,95 | 1,55 | +0,60 |
| ТНК 80 т/га + NPK | 2,3 | 59,8 | 3,0 | 78,0 | 0,95 | 1,65 | +0,70 |
Применение NPK на известкованной почве при возделывании многолетних травосмесей повысило содержание гумуса в дерново-подзолистой суглинистой почве с 1,3-1,8 (1978 г.) до 1,7-2,0% (2004 г.), что составляет 33,8-46,8 и 44,2-52,0 т/га соответственно. Ежегодная минерализация гумуса составляла 0,65 т/га, а накопление гумуса из растительных остатков — 0,53-1,48 т/га (табл. 6).
Наибольшее увеличение содержания гумуса отмечалось в вариантах применения NPK по фону извести — 0,89-1,48 т/га и при известковании — 0,24-0,47 т/га. Ежегодный положительный баланс гумуса получен в вариантах совместного использования NPK и извести (+0,24-0,83 т/га) и внесения мелиоранта (+0,24-0,47). В вариантах с NPK и без удобрений баланс гумуса был отрицательным (-0,12-0,24 т/га), что говорит о недостаточных объемах поступления органического вещества в почву. При этом минерализация гумуса превышала его накопление из растительных остатков многолетних трав.
Таблица 6
Баланс гумуса в дерново-подзолистой почве при известковании и длительном применении минеральных удобрений, в среднем за год, т/га
| Вариант | 1983 г. | 2004 г. | Ежегодная минерализация гумуса | Накопление гумуса из растительных остатков | Ежегодный баланс гумуса | ||
| % | т/га | % | т/га | ||||
| Без удобрений (контроль) | 1,8 | 46,8 | 1,7 | 44,2 | 0,65 | 0,53 | -0,12 |
| Известь 1 г.к. | 1,6 | 41,6 | 1,8 | 46,8 | 0,65 | 0,89 | +0,24 |
| Известь 2 г.к. | 1,5 | 39,0 | 1,9 | 49,4 | 0,65 | 1,12 | +0,47 |
| NPK | 1,8 | 46,8 | 1,6 | 41,6 | 0,65 | 0,41 | -0,24 |
| Известь 1 г.к. + NPK | 1,4 | 36,4 | 1,8 | 46,8 | 0,65 | 0,89 | +0,24 |
| Известь 2 г.к. + NPK | 1,3 | 33,8 | 2,0 | 52,0 | 0,65 | 1,48 | +0,83 |
Результаты исследований позволяют утверждать, что повышение содержания гумуса в почвах кормового севооборота происходит, прежде всего, за счет увеличения количества растительных остатков. Наиболее оптимальной системой удобрений было совместное применение органических и минеральных удобрений. При этом повышается содержание гумуса в почве и улучшается его качественный состав.
Эффективность длительного применения удобрений и баланс элементов минерального питания в почве
Длительные исследования, проведенные на среднеокультуренной и слабоокультуренной дерново-подзолистых почвах в кормовом севообороте и многолетних травах показали высокую эффективность средств химизации (табл. 7). В длительном опыте в кормовом севообороте, установлено, что наибольшие прибавки урожая сухого вещества получены при совместном применении органических и минеральных удобрений и составили 1,8-2,0 т/га. Наибольший энергетический коэффициент (Кээ) получен в варианте с минеральным фоном и составил 4,0 ед., тогда как по другим вариантам опыта он был равен 1,6-2,6. Оплата удобрений урожаем наиболее значительная была в варианте ТНК 40 т/га (9,0 кг продукции на 1 кг д.в. удобрений), по остальным вариантам — около 7,0 кг.
Таблица 7
Эффективность применения средств химизации и баланс элементов питания
| Вариант | Прибавка сухого вещества, т/га к.е. | Оплата 1 кг д.в. в кг к.е | Энергетический коэффициент | Баланс (в среднем за 1 год, кг/га) | |||||||||||
| N | P2O5 | K2O | |||||||||||||
| поступление | расход | баланс, ± | интенсивность, % | поступление | расход | баланс, ± | интенсивность, % | поступление | расход | баланс, ± | интенсивность, % | ||||
| В кормовом севообороте | |||||||||||||||
| Без удобрений (контроль) | –– | –– | 3,6 | 30,0 | 40,7 | -10,7 | 74 | 10,0 | 16,9 | -6,9 | 59 | 32,0 | 67,0 | -35,0 | 48 |
| NPK | 1,4 | 6,9 | 4,0 | 94,8 | 71,8 | 23,0 | 132 | 50,0 | 27,9 | 22,1 | 179 | 166,0 | 118,0 | 48,0 | 141 |
| ТНК 40 т/га | 0,5 | 9,0 | 2,2 | 71,6 | 52,5 | 19,1 | 136 | 38,5 | 21,3 | 17,2 | 181 | 108,8 | 88,7 | 20,1 | 123 |
| ТНК 40 т/га + NPK | 1,8 | 7,3 | 2,6 | 121,4 | 80,2 | 41,2 | 151 | 74,0 | 31,0 | 43,0 | 239 | 186,0 | 131,8 | 54,2 | 141 |
| ТНК 80 т/га | 0,8 | 7,3 | 1,6 | 98,3 | 60,2 | 38,1 | 163 | 61,0 | 24,7 | 36,3 | 247 | 193,9 | 103,9 | 90,0 | 187 |
| ТНК 80 т/га + NPK | 2,0 | 6,5 | 1,9 | 160,2 | 85,2 | 75,0 | 188 | 97,4 | 33,1 | 64,3 | 294 | 209,4 | 144,1 | 65,3 | 145 |
| В опыте с известкованием | |||||||||||||||
| Без удобрений (контроль) | –– | –– | 3,2 | 26,7 | 37,2 | -10,5 | 72 | 14,5 | 17,0 | -2,5 | 69 | 35,2 | 43,4 | -8,2 | 81 |
| NPK | 2,2 | 6,5 | 3,8 | 89,2 | 71,0 | 18,2 | 126 | 101,5 | 32,3 | 69,2 | 314 | 13,2 | 102,2 | 11,0 | 111 |
| Известь 1 г. к. | 0,6 | –– | 4,8 | 29,0 | 51,3 | -22,3 | 56 | 29,0 | 21,7 | 7,3 | 134 | 38,2 | 54,5 | -16,3 | 73 |
| Известь 2 г.к. | 0,7 | –– | 4,4 | 31,3 | 53,0 | -21,7 | 59 | 31,3 | 22,1 | 9,2 | 142 | 41,3 | 56,6 | -15,3 | 73 |
| Известь 1 г.к. + NPK | 1,9 | 10,5 | 3,9 | 89,0 | 86,3 | 2,7 | 103 | 106,5 | 38,4 | 68,1 | 277 | 151,5 | 115,3 | 36,2 | 131 |
| Известь 2 г.к. + NPK | 3,5 | 11,0 | 3,7 | 99,0 | 94,0 | 5,0 | 105 | 105,2 | 54,2 | 51,0 | 194 | 148,4 | 120,7 | 27,7 | 123 |
Результаты показывают, что без применения удобрений в почве создается отрицательный баланс азота, фосфора и калия (-11, -7, -35 кг/га). По всем остальным вариантам опыта отмечен положительный баланс элементов питания растений. По азоту он составлял 19-75, по фосфору — 17-64 и калию — 20-90 кг/га, что повышало плодородие почвы и продуктивность сельскохозяйственных культур. Интенсивность баланса была высокой и составляла по азоту 132-188%, фосфору — 181-294 и калию 123-187%.
Исследования, проведенные на фоне известкования позволили получить высокие прибавки урожая многолетних трав (1,9-3,5 т/га), а при применении одних минеральных удобрений 2,2 т/га. От известкования прибавки урожая составляли 0,6-0,7 т/га. Самые высокие энергетические коэффициенты отмечены на фонах известкования — 4,4-4,8 и при внесении NPK по фону извести — 3,7-3,9. Наибольшая оплата удобрений урожаем трав получена при внесении NPK по известкованным почвам — 10,5-11,0 кг (табл. 7).
Результаты исследований показали, что в варианте без применения удобрений в почвах региона установлен отрицательный баланс элементов питания растений (азота -10; фосфора -2,5 и калия -8 кг/га). Отрицательный баланс азота и калия определялся также при известковании без внесения минеральных удобрений (азота - 22 и калия - 15-16 кг/га). По фосфору баланс был положительный.
Высокая интенсивность баланса отмечалась в вариантах совместного использования NPK на фоне извести: по азоту — 103-105%, фосфору — 194-277% и калию — 123-131%.
Влияние известкования и удобрений на продуктивность и качество сельскохозяйственных культур
Внесение органических и минеральных удобрений в кормовом севообороте способствовали значительному увеличению урожайности сельскохозяйственных культур (табл. 8). Так, сбор сухой массы клубней картофеля, в среднем за одну ротацию севооборота, составил 4,8-5,8 т/га и превышал контроль на 0,7 – 1,7 т/га или 17-42%. Наибольшая продуктивность по сухому веществу получена при совместном внесении органических и минеральных удобрений (5,4-5,8 т/га) (r = 0,99, Р < 0,01), что превышало вариант без удобрений на 1,3 – 1,7 т/га или 32-42% и вариант с NPK на 17%. Органические удобрения в дозах 40 и 80 т/га повышали урожай картофеля менее значительно, чем их совместное внесение с минеральными удобрениями. Продуктивность клубней составляла 4,6-4,9 т/га сухого вещества, что превышало контроль на 0,5 – 0,8 т/га или 12-20% и тесно коррелировала с дозами удобрений (r = 0,85, Р < 0,01).
Урожайность однолетних трав возрастала при повышении доз ТНК с 40 до 80 т/га и составила 6,9-7,6 т/га, т.е. на 19-31% выше контроля (r = 0,85, Р < 0,01). Весьма эффективным было совместное использование ТНК и полного минерального удобрения. При этом получена наибольшая урожайность однолетних трав (8,5-8,7 т/га) (r = 0,63, Р < 0,01), что превышало контроль на 2,7 – 2,9 т/га (47-50%).
Применение органических удобрений под многолетние злаковые травосмеси позволило повысить урожайность до 7,4-8,3 т/га (r = 0,99, Р<0,01), что выше контроля на 1,5 – 2,4 т/га или 25-41%. Совместное использование ТНК и NPK повышало сбор сухого вещества до 12,5-13,3 т/га (r = 0,99, Р < 0,01), что на 112-125% выше контроля и на 9-16% больше варианта с NPK.
С повышением количества вносимых удобрений, содержание сухого вещества в клубнях картофеля снижалось на 1-2%. Содержание азота, протеина и фосфора в клубнях картофеля по вариантам опыта изменялись незначительно. Отмечена тенденция к повышению содержания калия и кальция с увеличением доз удобрений (табл. 8). Содержание крахмала составило 12-13% и приближалось к его оптимальному содержанию. Содержание нитратов низкое 40-80 мг/кг при ПДК 250 мг/кг.
Содержание сухого вещества в однолетних травах составляло 18-20, фосфора — 0,62-0,75, кальция — 0,52-0,58% и практически не отличалось от количества этих элементов в травах, выращенных без применения удобрений. С повышением доз удобрений содержание азота, протеина и калия в однолетних травах увеличивалось и наиболее значительно при совместном использовании ТНК и NPK (табл. 8). Так, содержание азота было 2,3, протеина 14,4 и калия 3,2-3,4%, тогда как эти показатели в травах контроля равнялись 1,9; 11,9 и 2,4% соответственно. Количество нитратов в однолетних травах составляло 40-100 мг/кг, что значительно ниже ПДК.
В многолетних злаковых травах содержание сухого вещества, фосфора и кальция по вариантам опыта изменялось незначительно и было в пределах ошибки аналитических определений. Количество азота, протеина и калия в травах повышалось с увеличением доз удобрений. Содержание элементов значительно увеличилось при совместном внесении удобрений: азота на 0,3-0,4; протеина — на 2,0-2,5; калия — на 0,2-0,4%. Количество нитратов было в пределах ПДК.
Применение минеральных удобрений на известкованных почвах (1 и 2 г.к.) повышало урожайность многолетних травосмесей на 2,8-2,9 т/га (табл. 9).
Таблица 8
Влияние удобрений на продуктивность кормового севооборота
и химический состав сельскохозяйственных культур,
% на сухое вещество (в среднем за одну ротацию)
| Вариант | Урожайность сухого вещества на контроле, прибавки по вариантам | Сухое вещество, % | Азот | Протеин | Фосфор | Калий | Кальций | Крахмал | Нитраты, мг/кг сырой массы |
| Картофель | |||||||||
| Без удобрений (контроль) | 4,1 | 19,4 | 1,4 | 8,8 | 0,75 | 3,1 | 0,08 | 13,1 | 39 |
| NPK | 0,7 | 18,1 | 1,4 | 8,8 | 0,73 | 3,4 | 0,12 | 12,8 | 75 |
| ТНК 40 т/га | 0,5 | 18,2 | 1,4 | 8,8 | 0,75 | 3,5 | 0,11 | 13,0 | 50 |
| ТНК 40 т/га + NPK | 1,3 | 17,3 | 1,5 | 9,4 | 0,75 | 3,7 | 0,11 | 12,5 | 78 |
| ТНК 80 т/га | 0,8 | 17,5 | 1,4 | 8,8 | 0,78 | 3,6 | 0,10 | 12,6 | 65 |
| ТНК 80 т/га + NPK | 1,7 | 17,1 | 1,5 | 9,4 | 0,80 | 3,7 | 0,1 | 12,3 | 80 |
| HCР05, т/га | 0,48 | ||||||||
| Однолетние травы | |||||||||
| Без удобрений (контроль) | 5,8 | 20,6 | 1,9 | 11,9 | 0,62 | 2,4 | 0,52 | –– | 42 |
| NPK | 2,0 | 19,0 | 2,3 | 14,4 | 0,73 | 3,3 | 0,59 | –– | 78 |
| ТНК 40 т/га | 1,1 | 19,4 | 2,1 | 13,1 | 0,69 | 2,9 | 0,52 | –– | 45 |
| ТНК 40 т/га + NPK | 2,9 | 18,2 | 2,3 | 14,4 | 0,73 | 3,2 | 0,58 | –– | 82 |
| ТНК 80 т/га | 1,8 | 20,2 | 2,1 | 13,1 | 0,75 | 3,2 | 0,57 | –– | 49 |
| ТНК 80 т/га + NPK | 2,7 | 18,4 | 2,3 | 14,4 | 0,71 | 3,4 | 0,58 | –– | 98 |
| HCР05, т/га | 0,72 | –– | |||||||
| Многолетние травы | |||||||||
| Без удобрений (контроль) | 5,9 | 26,5 | 1,3 | 8,1 | 0,59 | 2,3 | 0,62 | –– | 79 |
| NPK | 5,6 | 26,2 | 1,6 | 10,0 | 0,66 | 2,5 | 0,67 | –– | 97 |
| ТНК 40 т/га | 1,5 | 26,4 | 1,4 | 8,8 | 0,62 | 2,3 | 0,68 | –– | 88 |
| ТНК 40 т/га + NPK | 6,6 | 25,9 | 1,6 | 10,0 | 0,66 | 2,5 | 0,67 | –– | 108 |
| ТНК 80 т/га | 2,4 | 27,1 | 1,6 | 10,0 | 0,64 | 2,4 | 0,70 | –– | 96 |
| ТНК 80 т/га + NPK | 7,4 | 26,0 | 1,7 | 10,6 | 0,69 | 2,7 | 0,69 | –– | 127 |
| HCР05 т/га | 0,88 | –– | |||||||
Таблица 9
Влияние минеральных удобрений и извести на
урожайность и химический состав многолетних трав,
% на сухое вещество (в среднем за один год)
| Вариант | Урожайность сухого вещества на контроле, прибавки по вариантам | Сухое вещество, % | Азот | Протеин | Фосфор | Калий | Кальций | Нитраты, мг/кг сырой массы |
| Без удобрений (контроль) | 2,6 | 23,5 | 1,76 | 11,01 | 0,78 | 2,06 | 0,66 | 86 |
| Известь 1 г.к. | 0,8 | 22,4 | 1,82 | 11,41 | 0,74 | 2,09 | 0,70 | 88 |
| Известь 2 г.к. | 1,0 | 21,1 | 1,78 | 11,0 | 0,78 | 1,96 | 0,72 | 94 |
| NPK | 1,7 | 20,7 | 1,96 | 12,25 | 0,90 | 2,75 | 0,69 | 145 |
| Известь 1 г.к. + NPK | 2,8 | 22,4 | 2,21 | 13,66 | 0,91 | 2,94 | 0,71 | 118 |
| Известь 2 г.к. + NPK | 2,9 | 22,0 | 1,98 | 12,18 | 0,93 | 2,80 | 0,72 | 134 |
| HCР05 т/га | 0,43 |
Установлено, что известь в течение длительного периода (22 года) продолжала эффективно влиять на почву и урожайность многолетних трав. В вариантах с двумя дозами извести получена урожайность 3,4-3,6 т/га (r = 0,95, Р < 0,01), что превышало контроль на 0,8 – 1,0 т/га или 31-38%. На минеральном фоне продуктивность многолетних трав составила 4,3 т/га, что на 65% выше контроля. Максимальная урожайность получена в вариантах с минеральными удобрениями, внесенными по фону извести — 5,4-5,5 т/га (r = 0,91, Р < 0,01), что на 107-111% превышало контроль и на 28% вариант с минеральными удобрениями.
Химический анализ многолетних трав показал, что внесение NPK снижало содержание сухого вещества в продукции на 1,5-2,0%. Количество фосфора и калия повышалось, особенно в вариантах применения удобрений по фону извести и равнялось 0,91-0,93 и 2,80-2,94% соответственно, что на 16-18 и 8-10% превышало показатели контроля. По другим элементам питания существенных различий не отмечено. Содержание нитратов в сырой массе многолетних трав было значительно ниже ПДК (86-145 мг/кг, при ПДК 1000 мг/кг).
РОЛЬ МЕСТНЫХ АГРОРУД В ПОВЫШЕНИИ ПЛОДОРОДИЯ
ПОЧВ И ПРОДУКТИВНОСТИ АГРОЦЕНОЗОВ
Влияние местных доломитов на плодородие почвы и продуктивность кормовых культур
Результаты полевых опытов свидетельствуют, что ДМ улучшала агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы. За период исследований снизились все формы кислотности, увеличилось содержание гумуса и элементов питания в почве, что говорит о положительном влиянии ДМ на почвенный поглощающий комплекс, насыщении его кальцием и магнием, мобилизации труднодоступных форм биофильных элементов в легкоусвояемые для растений, что благоприятно сказалось на их продуктивности и активизации полезных микроорганизмов, а также улучшении физических свойств почвы (табл. 10).
Таблица 10
Действие доломитовой муки на агрохимические свойства
дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы (ср. 1994-2000 гг.)
| Вариант | Гумус, % | рНсол | P2O5 | K2O | CaO | MgO | |
| мг/кг почвы | мг-экв./100 г. почвы | ||||||
| Исходная почва | 2,06 | 4,00 | 30,0 | 79,0 | 4,1 | 1,04 | |
| Без удобрений (контроль) | 2,10 | 4,09 | 29,3 | 80,0 | 4,82 | 1,13 | |
| ДМ 2,5 т/га | 2,76 | 4,30 | 36,6 | 100,9 | 5,37 | 1,30 | |
| ДМ 5,0 т/га | 2,87 | 4,32 | 37,2 | 118,6 | 5,43 | 1,34 | |
| N60P60K60 | 2,80 | 4,42 | 32,9 | 139,2 | 6,10 | 1,08 | |
| ДМ 2,5 т/га + N60P60K60 | 2,75 | 4,41 | 32,0 | 137,8 | 7,92 | 1,47 | |
| ДМ 5,0 т/га + N60P60K60 | 2,84 | 4,49 | 33,2 | 125,2 | 7,67 | 1,65 | |
Исследованиями установлено, что ДМ усиливает дыхание пахотного слоя почвы в 1,6-1,9 раза в год внесения и в 1,4 раза — в годы последействия, по сравнению с контролем. При внесении ДМ в почве отмечено усиление азотфиксации дерново-подзолистой почвы в 2-2,5 раза в сравнении с контролем. Установлено, что чем богаче агрофон и аэрация, тем выше азотфиксация почвы.
Исследования показали, что ДМ существенно повышала урожайность горохоовсяной смеси и обладала длительным последействием. Однако наибольшие прибавки урожая получены от использования минеральных удобрений по фону ДМ при дополнительном внесении фоном N60P60K60 (табл. 11).
Таблица 11
Влияние доломитовой муки и удобрений на урожайность
однолетних трав на дерново-подзолистой почве (ср.1994-2000 гг.)
| Вариант | Урожайность (ц/га) зеленной массы | ||||
| без фона NPK | прибавка, % | на фоне N60P60K60 | прибавка, % | прибавка от фона % | |
| Без удобрений (контроль) | 72,7 | –– | 109,3 | –– | 50,3 |
| ДМ 2,5 т/га | 84,4 | 16,1 | 129,4 | 18,4 | 53,3 |
| ДМ 5,0 т/га | 93,9 | 29,1 | 142,5 | 30,3 | 51,7 |
| N60P60K60 | 106,5 | 46,5 | 141,7 | 29,6 | 33,0 |
| ДМ 2,5 т/га + N60P60K60 | 121,0 | 66,4 | 157,1 | 43,8 | 29,8 |
| ДМ 5,0 т/га + N60P60K60 | 130,7 | 79,8 | 173,9 | 59,1 | 33,0 |
| HCР05 ц/га | 10,4 | –– | 15,0 | –– | –– |
Доломитовая мука и особенно удобрения оказывали положительное действие на урожайность трав. В сочетании с NPK урожайность трав повышалась почти в 1,5 раза. ДМ в сочетании с полным минеральным удобрением повышает продуктивность однолетних трав на 70%. В последействии положительный эффект ДМ отмечен лишь в вариантах, где её вносили совместно с NPK. От повышения дозы ДМ до 5 т/га урожайность горохо-овсяной смеси повышалась незначительно.
Внесение в 1995-2000 г.г. дополнительного фона N60P60K60 значительно повысило урожайность фитомассы, особенно в варианте «ДМ 5,0 т/га + NPK». Прибавка урожая в среднем за 7 лет составила 174 ц/га (r = 0,94, Р<0,01) зеленой массы или 59% к контролю (табл. 11).
Применение фоном N60P60K60 показало, что даже на сильнокислых и бедных почвах урожайность горохо-овсяной смеси от внесения средних доз полного минерального удобрения повышалась наполовину (на 50%). Удвоенная доза удобрений (4, 5, 6 варианты) существенно не влияла на увеличение урожайности зеленой массы однолетних трав, в том числе и на известкованных доломитовой мукой почвах.
Отмечалось, что ДМ и минеральные удобрения улучшали питательную ценность горохо-овсяной смеси. Содержание азота в вариантах с минеральными удобрениями и внесением ДМ было 1,87-2,1%, в вариантах с ДМ — 1,76-1,96%, при содержании в контроле — 1,72%. Количество сухого вещества снижалось при внесении минеральных удобрений на 1,5-2,0%. Содержание нитратов было в пределах ПДК (600-900 мг/кг), кормовых единиц — 0,61-0,68 кг.
При использовании ДМ наибольший энергетический коэффициент получен на минеральном фоне (1,8), в других вариантах он был 1,4-1,6. Самая высокая окупаемость агромелиоранта достигнута при внесении ДМ с NPK (34-36 ц/га на 1 т мелиоранта), по другим вариантам — 20-25 ц/га на 1 т.
Применение фосфоритной муки (Рф) для удобрения однолетних трав
В результате исследований установлено, что Рф, изготовленная из местных фосфоритов, содержала 26,6% Р2О5 и положительно влияла на свойства дерново-подзолистой почвы. Повышалось содержание гумуса на 0,3%, снижались все виды кислотности: рНKCl — на 0,5 единицы, Нr — 1,4 мг-экв./100 г почвы, повышалось содержание кальция и магния — на 2,6 и 0,8 мг-экв./100 г почвы. Количество подвижных форм фосфора и калия увеличивалось на 53,3 и 12,1 мг/кг почвы соответственно.
Увеличение дыхания дерново-подзолистой почвы от применения Рф в определенной мере объясняется химическим составом фосмуки. В её состав входят соединения Ca3(PO4)2 и CaСO3. При внесении её в почву происходит увеличение содержания в почве растворимого кальция в 1,7 раза в сравнении с контролем и снижение кислотности с 5,2 до 5,7 ед. рН, что как правило, вызывает усиление дыхания почвы и благоприятно влияет на функционирование почвенных микроорганизмов.
Установлено, что внесение 266 кг/га д.в. фосфоритной муки оказывает положительное действие на активность азотфиксаторов. Актуальная азотфиксация увеличивалась с 0,3 до 65 г N/га в сутки, потенциальная азотфиксация почвы на 19-53% в сравнении с контролем. В пересчете на один гектар это составило 0,13-0,23кг в сутки.
Действие и последействие фосмуки положительно сказалось на урожайности однолетних трав. Продуктивность зеленой массы, в среднем за один год составляла 81 ц/га (r = 0,84, Р < 0,01), что превышало контроль на 18%. В год внесения Рф оказывала незначительное влияние на урожайность горохоовсяной смеси. Наибольшая эффективность отмечалась в последующие годы после внесения. На третий год наблюдалось небольшое снижение эффективности агроруды, на четвертый и последующие годы эффективность Рф снова возрастала (табл. 12).
В наших исследованиях установлено положительное влияние фосмуки на химический состав растений. Содержание азота, фосфора, калия, кальция и магния повышалось при внесении Рф, количество сухого вещества изменялось незначительно. Содержание кормовых единиц достигало 0,67, тогда как в контрольном варианте — 0,57 кг к.е. в одном килограмме трав (на 17,5% выше контроля). Применение Рф повышало энергетический коэффициент до 1,4 ед., окупаемость урожаем трав — 13 ц/га на 1 т мелиоранта.
Таблица 12
Влияние фосфоритной муки на агрохимические показатели почв, урожайность и качество однолетних трав (ср. 1994-2000 гг.)
| Показатели | Варианты | Прибавка к контролю, % | |
| без удобрений (контроль) | Рф 266 | ||
| Почва: Гумус, % | 2,0 | 2,3 | 11,5 |
| рНKCl | 5,2 | 5,7 | 10,0 |
| Нr | 4,3 | 2,9 | -48,2 |
| P2O5, мг/кг | 35,6 | 88,9 | 149,7 |
| К2О, мг/кг | 82,2 | 94,3 | 14,7 |
| СаО, мг/экв./100 г | 2,8 | 5,4 | 92,8 |
| MgO, мг/экв./100 г | 1,4 | 2,2 | 57,1 |
| Урожайность зелёной массы однолетних трав, ц/га | 68,0 | 81,0 | 18,0 |
| Химический состав однолетних трав, % на сухое вещество: Азот | 1,8 | 1,9 | 5,6 |
| Фосфор | 0,78 | 0,82 | 5,1 |
| Калий | 2,7 | 2,9 | 7,4 |
| Кальций | 0,56 | 0,63 | 12,5 |
| Нитраты, мг/кг сырой массы | 44 | 92 | 109,1 |
Эффективность местных агроруд сорбционного типа (АП, цеолит)
Серией опытов было установлено весьма существенное влияние АП на свойства почвы.
Применение двух доз цеолита 5 и 10 т/га повышало содержание гумуса на 0,56-0,76% на дерново-подзолистой почве и уменьшало все формы кислотности. Наиболее существенное повышение содержания элементов питания отмечено при использовании минеральных азотных удобрений и цеолита. Так, количество гумуса увеличивалось на 0,64-0,75% за счет повышения количества растительных остатков, снижались все формы кислотности, повышалось содержание подвижных форм фосфора — на 4,3 мг/кг, калия — на 4-9 мг/кг, кальция — на 2-2,5, магния — на 0,4-0,8 мг-экв./100 г почвы (табл. 13).
Таблица 13
Влияние Тиманского цеолита (АП) на агрохимические свойства дерново-
подзолистой среднесуглинистой почвы (1994-2000 гг.)
| Вариант | Гумус, % | рНвод | рНKCl | P2O5 | K2O | CaO | MgO |
| мг/кг почвы | мг-экв./100 г. почвы | ||||||
| Без удобрений (контроль) | 2,12 | 5,47 | 4,31 | 28,2 | 110,2 | 4,10 | 1,47 |
| АП 5 т/га | 2,68 | 5,53 | 4,36 | 26,1 | 88,2 | 5,02 | 1,40 |
| АП 10 т/га | 2,88 | 5,58 | 4,38 | 37,2 | 114,8 | 5,23 | 1,30 |
| N60 | 2,65 | 5,47 | 4,18 | 29,3 | 119,5 | 5,46 | 1,73 |
| АП 5 т/га + N60 | 2,76 | 5,55 | 4,32 | 30,0 | 109,4 | 6,11 | 1,66 |
| АП 10 т/га + N60 | 2,87 | 5,81 | 4,63 | 32,5 | 96,7 | 5,88 | 2,25 |
От применения цеолита на подзолистой песчаной почве отмечено повышение содержания гумуса на 0,7-1,0%, снижение актуальной и гидролитической кислотности и особенно очень важно, резкое повышение содержания в почве щелочноземельных элементов (кальция на 3,09-4,13 и магния на 2,26-2,61 мг-экв./100 г почвы), что говорит о перестройке ППК в направлении замены поглощенного водорода и гидролитически кислых ионогенных групп в ППК на основные, которые стабилизируют ППК и увеличивают катионный обмен в почве (табл. 14).
При использовании АП дыхание дерново-подзолистой почвы усиливалось в 1,2-1,7 раза. На подзолистой, слабоокультуренной почве наблюдалось повышение почти в 1,5 раза интенсивности дыхания при внесении 20 т/га АП, что значительно усиливало функционирование микроорганизмов почвы.
Таблица 14
Действие анальцимсодержащих пород на агрохимические свойства
подзолистой песчаной почвы (1994-2000 гг.)
| Вариант | Гумус, % | рНвод | рНKCl | P2O5 | K2O | CaO | MgO |
| мг/кг почвы | мг-экв./100 г почвы | ||||||
| Без удобрений (контроль) | 1,25 | 5,98 | 5,36 | 36,2 | 49,2 | 2,28 | 3,16 |
| АП 20 т/га | 1,87 | 6,70 | 5,88 | 75,4 | 87,8 | 5,37 | 5,77 |
| N60P60K60 | 1,90 | 6,45 | 5,65 | 112,8 | 87,5 | 6,83 | 6,06 |
| АП 20 т/га + N60P60K60 | 2,10 | 6,71 | 5,86 | 128,0 | 85,3 | 6,41 | 5,42 |
АП оказывает положительное действие на азотфиксацию почвы и симбиотическую азотфиксацию растений гороха, хотя и в меньшей степени, чем доломитовая мука. Цеолиты в дозах 5 и 10 т/га оказали положительное воздействие на почвенные азотфиксаторы, увеличив их потенциальную азотфиксацию в 1,4-2,3 раза соответственно. Совместное применение NPK с цеолитом снизило способность бактерий к азотфиксации в 0,5-2,0 раза. На подзолистой, слабоокультуренной почве АП и совместное ее внесение с NPK заметно повышало азотфиксацию на 7-32% выше контроля.
Применение цеолита в дозах 5 и 10 т/га совместно с азотными удобрениями показало, что на дерново-подзолистой почве в год внесения АП частично сорбирует элементы питания растений, особенно аммиачный азот. Внесение АП 5 т/га, дополненное азотом, повысило урожайность зеленой массы трав на 68,0 ц/га (r = 0,99, Р < 0,01) (табл. 15). В последующие годы АП десорбировала элементы питания растений, повышая при этом урожайность однолетних трав в среднем за 7 лет до 110-120 ц/га, что составляет 20-27% к контролю. Наибольшая масса трав получена при использовании 5 т/га цеолита и N60 (164 ц/га, что на 76% выше контроля).
Дополнительное фоновое внесение N60 под культивацию показало, что даже на сильнокислых низкоплодородных почвах азотные удобрения повышали урожайность горохо-овсяной смеси на 78-90%.
Применение только АП на подзолистой супесчаной почве способствовало повышению урожайности трав на 17-27%). Наиболее существенные прибавки урожая трав получены в варианте АП 20 т/га + N60P60K60. В среднем за период исследований они составили 147 ц/га (r = 0,95, Р < 0,01), что на 56% выше контроля.
Таблица 15
Влияние цеолита на продуктивность горохо-овсяной смеси на дерново-
подзолистой почве, ц/га зеленой массы (в среднем за 1994-2000 гг.)
| Вариант | Без фона N60 | Прибавка, % | На фоне N60 | Прибавка, % | Прибавка от фона N60, % |
| Без удобрений (контроль) | 92,8 | — | 165,7 | — | 78,5 |
| АП 5 т/га | 108,9 | 17,3 | 180,0 | 8,6 | 65,2 |
| АП 10 т/га | 118,4 | 27,6 | 204,6 | 23,5 | 72,8 |
| N60 | 127,6 | 37,5 | 242,3 | 46,2 | 89,9 |
| АП 5 т/га + N60 | 163,7 | 76,4 | 260,0 | 56,9 | 58,8 |
| АП 10 т/га + N60 | 147,5 | 59,0 | 253,1 | 52,7 | 71,6 |
| НСР05 ц/га | 16,4 | — | 18,8 | — | — |
Результаты исследований на дерново-подзолистой почве показали, что применение цеолитсодержащих пород значительно увеличивало содержание азота, фосфора, калия и кальция в растениях. Дополнительное внесение азота фоном (N60) повышало содержание зольных элементов и азота в кормах. Содержание кормовых единиц в 1 кг корма без внесения азотных удобрений составляло 0,54-0,62 кг, а на фоне N60 — 0,58-0,72 кг.
Эффективность применения цеолита и окупаемость урожаем трав следующие: коэффициент энергетической эффективности 1,6-2,5 ед., окупаемость цеолита урожаем однолетних трав составила до 14,6 ц/га трав на 1 т цеолита. Наибольшая окупаемость (21,4 ц на 1 т цеолита) получена при внесении 5 т/га анальцимсодержащей породы и азотных удобрений в дозе N60 и составила 21,4 ц/га.
ВЫВОДЫ
1. Пахотные почвы республики Коми характеризуются преимущественно низким естественным плодородием, дефицитом органического вещества и доступных растениям элементов питания. Ресурсы органических удобрений не позволяют обеспечить воспроизводство оптимального гумусового состояния почв, что требует освоения адаптивных систем земледелия, в которых воспроизводство гумуса происходило бы вследствие расширения посевов многолетних трав и кормовых культур.
2. Значительные площади (53%) преобладающих в пашне дерново-подзолистых почв (91%) имеют средне и сильнокислую реакцию почвенной среды (рНсол. < 5,0) и нуждаются в первоочередном проведении известкования. Кроме этого 22% пахотных почв имеют слабокислую реакцию почвенной среды и нуждаются в периодическом проведении поддерживающего известкования.
3. Более 12% пахотных почв характеризуется низким и очень низким содержанием в почве подвижных фосфатов. Они нуждаются в периодическом внесении фосфоритной муки по 1,5-2,0 т/га через каждые 5-6 лет. Четверть пахотных земель имеют среднее содержание фосфатов и нуждаются во внесении фосфорных удобрений или периодическом проведении фосфоритования дозой 1,0 т/га фосфоритной муки.
4. Около половины (40 %) пахотных почв имеют низкое и очень низкое содержание обменного калия и нуждаются в обязательном применении калийных удобрений. Кроме этого, 28% пахотных почв характеризуется средним его содержанием и также нуждаются во внесении соответствующих доз калийных удобрений для поддержания положительного баланса доступного калия в агроценозах.
Дефицитными элементами в почвах региона являются сера, цинк и бор, что указывает на необходимость применения микроудобрений. Пахотные земли и растительная продукция в регионе не загрязнены тяжелыми металлами и радионуклидами.
5. Длительное применение удобрений (27 лет) в кормовом севообороте улучшало плодородие дерново-подзолистых почв. Наиболее существенное повышение содержания гумуса (на 0,6-0,7%), снижение кислотности (на 0,4-0,6 ед. рН), увеличение доступных соединений фосфора и калия отмечалось при совместном использовании органических удобрений и полного минерального удобрения в дозах по выносу на запланированный урожай. Применение минеральных удобрений за 22 года на фоне двух доз извести тоже оказало положительное влияние на агрохимические показатели слабоокультуренной дерново-подзолистой почвы. Наиболее значимым было повышение содержания гумуса (на 0,4-0,7%), снижение кислотности (на 0,2-0,7 ед. рН) и значительное увеличение содержания подвижных форм фосфора и калия.
6. При систематическом применении удобрений в кормовом севообороте уровень ежегодного накопления гумуса в почве составил при внесении ТНК + NPK — 1,65-1,75 т/га, а на органическом фоне только 1,05-1,55 т/га. Совместное применение полного минерального удобрения и извести под многолетние травы позволило создать положительный баланс гумуса в почве (+0,24-0,83 т/га), на известкованных почвах — 0,24-0,47 т/га. Без применения органических удобрений баланс гумуса был отрицательным (-0,12 и -0,24 т/га), что говорит о недостаточных объемах поступления в почву органического вещества в виде растительных остатков. Изучение группового и фракционного состава органического вещества показало, что в гумусе пахотного горизонта в результате применения торфо-навозного компоста и извести происходило снижение доли фульвокислот и повышалось содержание гуминовых кислот, что свидетельствует об улучшении качества органического вещества дерново-подзолистых почв при окультуривании.
7. Многолетнее применение удобрений в кормовом севообороте позволило получить наибольшие прибавки урожая при совместном внесении органических и минеральных удобрений (1,8-2,0 т/га к.е.). Оплата удобрений урожаем составила 7-9 кг к.е. на 1 кг удобрений. Применение минеральных удобрений на известкованных почвах обеспечивало их высокую эффективность. Прибавка урожая сухого вещества составила 1,9-3,5 т/га, оплата удобрений урожаем — 11,0 кг к.е. на 1 кг питательных веществ, энергетический коэффициент достигал 4,0-4,5. При этом в почве создавался положительный баланс основных питательных веществ.
8. Оптимальные параметры воспроизводства плодородия дерново-подзолистых почв, обеспечивающие формирование максимальных урожаев культур на уровне биоклиматического потенциала региона: содержание гумуса 2,8-3,0 %, рНKCl — 5,5-5,7, Нr — 3,6-3,8, S — 10-12 мг-экв. /100 г. почвы, подвижных форм Р2О5 — 250-400 и К2О — 200-250 мг/кг почвы.
9. Доломитовая мука при внесении в дозах 2,5 и 5,0 т/га способствовала накоплению в почвах органического вещества, подвижных форм калия, улучшала дыхание почвы и содержание поглощенных оснований Са и Mg. Это способствовало увеличению доли гуминовых кислот в составе органического вещества, повышению микробиологической активности пахотных почв и улучшению их водно-физических свойств.
10. Применение фосфоритной муки из местных фосфоритов в дозе 266 кг/га д.в. на 10-20% снижало реакцию почвенной среды, почти в 2 раза повышало содержание в почве подвижного фосфора и на 10-15% — обменного калия. При этом содержание поглощенных оснований Са и Mg в почве увеличивалось соответственно на 93 и 57%. Потенциальная азотфиксация почвы повысилась на 19-53%. Урожайность вико-овсяной смеси в среднем за 7 лет увеличивалась на 18%. Питательная ценность корма возрастала на 10-15 %.
11. Местные анальцимсодержащие породы цеолита Тиманского месторождения обладают сорбционными и катионообменными свойствами. В первый год действия они активно сорбировали биофильные элементы, что приводило к некоторому снижению урожайности трав. В последующие 6 лет происходила десорбция элементов питания в почву, что способствовало повышению урожайности на 17-27%. Дополнительное внесение азота (N60) увеличивало продуктивность однолетних трав на 53-57%. Это косвенно указывает, что в качестве азотного удобрения пролонгирующего действия можно применять цеолиты, используемые при очистке аммонийсодержащих промышленных и животноводческих стоков.
12. Установлено положительное влияние местных агроруд на химический состав растений, энергетическую ценность и окупаемость их урожаем трав. Содержание кормовых единиц в 1 кг кормов повышалось от применения доломитовой, фосфоритной муки и цеолитовой крошки на 15-17%. Коэффициенты энергетической эффективности при использовании указанных агроруд под кормовые культуры составляли — 1,3-1,8 ед., что указывает на целесообразность их применения в качестве почвоулучшителей и источников питательных веществ. Они снижают потери азота и калия из почвы, улучшают физико-химические свойства и обогащают почву многими биофильными элементами.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
1. Для повышения плодородия пахотных почв и получения более высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур на слабо- и средне окультуренных дерново-подзолистых почвах Европейского Северо-Востока рекомендуется применять в кормовых севооборотах короткой ротации периодическое внесение органических удобрений под картофель или овощи (2 раза за ротацию по 40 т/га) с ежегодным использованием минеральных удобрений в дозах, рассчитанных по выносу элементов минерального питания на запланированный урожай.
2. На дерново-подзолистых средне- и сильнокислых слабоокультуренных почвах необходимо проводить известкование известняковой или доломитовой мукой местных месторождений 1 раз в 8-10 лет дозой по 1,0 г.к. и применять полное минеральное удобрение. На слабокислых почвах для поддержания оптимальной реакции почвенной среды целесообразно периодически проводить поддерживающее известкование. Для обеспечения этих работ необходимо организовать на местных месторождениях добычу и переработку около 150 тыс. т доломитовых пород.
3. Для оптимизации фосфатного режима пахотных почв в республике на базе местных месторождений целесообразно организовать добычу, переработку и внесение фосфоритной муки с ежегодными объемами применения 25-30 тыс. т под кормовые культуры.
4. В районах добычи дешевого местного цеолитсодержащего минерального сырья (Тиманская провинция) эти породы после соответствующей переработки целесообразно применять под кормовые культуры в первую очередь на почвах легкого гранулометрического состава в качестве почвоулучшителя в дозе 5 т/га.
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ,
ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Учебное пособие
1. Наумкин В.Н., Лопачев И.А., Саранин Е.К., Мельник А.Ф., Наумкина Л.А., Чеботарев Н.Т. и др. // Биологические основы земледелия Изд. Орел ГАУ, 2001. - 225 с.
Статьи в научной печати
2. Минеев В.Г., Обухов А.И., Чеботарев Н.Т. и др. // Временные рекомендации по использованию пахотных земель, загрязненных тяжелыми металлами. (ВАСХНИЛ, МГУ) М., 1990. - 62 с.
3. Макаренко С.В., Чеботарев Н.Т., Хохлова Л.А., Корнеев Ю.И. Влияние органических удобрений на урожай и качество продукции // Химизация сельского хозяйства. М., 1991. № 4. - С.39-42.
4. Макаренко С.В., Чеботарев Н.Т., Корнеев Ю.И. Влияние различных видов органических удобрений на почву // Химизация сельского хозяйства. М., 1991. № 6. - С. 12-15.
5. Хмелинин И.Н., Чеботарев Н.Т., Романов Г.Г. Перспективы использования местных агроруд и вторичных ресурсов для увеличения плодородия почв. // Вопросы прикладной экологии (Сб. научных трудов ВНИИОЗ). Киров, 1997. - С. 49-50.
6. Романов Г.Г., Хмелинин И.Н., Чеботарев Н.Т. Влияние цеолита из Тиманской цеолитоносной провинции на азотфиксирующую активность подзолистых почв подзоны средней тайги // Экология таежных почв Севера. (Труды Коми НЦ УРО РАН, №155). Сыктывкар, 1997. - С. 137-150.
7. Швецова В.М., Хмелинин И.Н., Чеботарев Н.Т., Романов Г.Г., Спицына Т.Е. Влияние анальцимсодержащей породы на продуктивность растений в условиях слаборазвитого поглощающего комплекса почвы // Экология таежных почв Севера. (Труды Коми НЦ УРО РАН, №155). Сыктывкар, 1997. - С. 151-163.
8. Чеботарев Н.Т., Хмелинин И.Н., Швецова В.М., Романов Г.Г., Спицына Т.Е. Использование цеолита Тиманской цеолитовой провинции на удобрение // Химизация сельского хозяйства. — М., 1997. № 6. - С. 15-16.
9. Хмелинин И.Н., Чеботарев Н.Т., Швецова В.М., Романов Г.Г. Проблемы диагностики нарушений почвообразования // Пермский аграрный вестник. Вып. 2. Пермь, 1998. - С. 46-47.
10. Романов Г.Г., Хмелинин И.Н., Чеботарев Н.Т. Влияние доломитизированного известняка на азотфиксирующую активность дерново-подзолистой суглинистой почвы // Пермский аграрный вестник. Вып. 2., Пермь, 1998. - С. 10-12.
11. Чеботарев Н.Т., Хмелинин И.Н., Швецова В.М. Опыт использования местных агроруд на удобрение // Пермский аграрный вестник. Вып. 2. Пермь, 1998. - С. 21-30.
12. Чеботарев Н.Т., Хмелинин И.Н., Романов Г.Г. Влияние местных доломитов на плодородие дерново-подзолистой почвы // Развитие агропромышленного комплекса в зонах рискованного земледелия. Новокузнецк, 1998. - С. 29-30.
13. Хмелинин И.Н., Чеботарев Н.Т., Романов Г.Г. Перспективы использования местных агроруд и вторичных ресурсов для увеличения плодородия почв // Растительные ресурсы и биотехнология в агропромышленном комплексе. Владикавказ, 1998, - С. 191-192.
14. Чеботарев Н.Т., Хмелинин И.Н., Швецова В.М., Романов Г.Г. Влияние местных доломитов на качество дерново-подзолистой почвы и ее продуктивность // Антропогенная деградация почвенного покрова и меры ее предупреждения. (Сб. научных трудов Почвенного института им. В.В. Докучаева. вып. 44). М., 1998. - С. 321-323.
15. Хмелинин И.Н., Чеботарев Н.Т., Швецова В.М., Романов Г.Г. Научные принципы организации земледелия на Севере // Рыночные отношения в агропромышленном комплексе Республики Коми: современное состояние и перспективы. Сыктывкар, 1998. - С. 142-144.
16. Чеботарев Н.Т., Хмелинин И.Н., Романов Г.Г. Использование местных доломитов // Агрохимический вестник. М., 1998. - С. 32-33.
17. Чеботарев Н.Т., Хмелинин И.Н., Швецова В.М., Романов Г.Г. Роль цеолита в повышении эффективности минеральных удобрений // Развитие агропромышленного комплекса в зонах рискованного земледелия. Новокузнецк, 1999. - С. 12-15.
18. Чеботарев Н.Т. Хмелинин И.Н., Швецова В.М. Повышение продуктивности подзолистой почвы под влиянием удобрений // Биологические основы изучения и охраны животного и растительного мира почвенного покрова. Петрозаводск, 1999. - С. 14-15.
19. Хмелинин И.Н., Швецова В.М., Чеботарев Н.Т., Романов Г.Г., Спицина Т.Е. Использование агроруд Тиманского месторождения на удобрения // Агрохимия. М., 1999. №3. - С. 34-39.
20. Швецова В.М., Хмелинин И.Н., Чеботарев Н.Т., Мартыненко В.А. Влияние торфонавозного компоста на состав и состояние агроценозов // Эколого-популяционный анализ кормовых растений естественной флоры, интродукция и использование. Сыктывкар, 1999. - С.254-256.
21. Хмелинин И.Н., Чеботарев Н.Т., Романов Г.Г. Использование фосфоритов Тимана на удобрения // Совершенствование методологии исследований фосфатного режима почв, оптимизации фосфатного питания растений и баланс фосфора в агроэкосистемах. (Сб. научных трудов ВНИПТИХИМ). М., 1999. - С. 142-146.
22. Хмелинин И.Н., Романов Г.Г., Чеботарев Н.Т., Швецова В.М., Спицина Т.Е. Влияние удобрений из местных агроруд на повышение эффективности минеральных удобрений // Совершенствование методологии исследований фосфатного режима… (Сб. научных трудов ВНИПТИХИМ). М., 1999. - С. 147-155.
23. Хмелинин И.Н., Чеботарев Н.Т. Использование местных агроруд на удобрение // Агробиологические ресурсы Республики Коми и их рациональное использование Сыктывкар,1999. - С.41 - 44
24. Хмелинин И.Н., Чеботарев Н.Т., Швецова В.М., Романов Г.Г. Динамика агроценозов Севера под влиянием удобрений // Материалы докладов III съезда Докучаевского общества почвоведов (11-15 июля 2000 г., г. Суздаль). М., 2000. - С. 199-200.
25. Чеботарев Н.Т., Хмелинин И.Н., Швецова В.М. Повышение эффективности минеральных удобрений под влиянием доломитовой муки // Аграрная наука. М., 2000. №3. - С. 14-15.
26. Чеботарев Н.Т., Хмелинин И.Н., Швецова В.М. Повышение эффективности минеральных удобрений под действием цеолитов // Аграрная наука. М., 2000. №8. - С. 11-12.
27. Чеботарев Н.Т., Хмелинин И.Н., Швецова В.М. Использование торфонавозного компоста для удобрения дерново-подзолистой почвы при выращивании многолетних трав // Агрохимия. М., 2001. №3. - С. 14-18.
28. Хмелинин И.Н., Швецова В.М., Чеботарев Н.Т., Спицина Т.Е., Романов Г.Г. Использование местных агроруд на удобрения // Структурно-функциональная организация почв и почвенного покрова Европейского Северо-Востока СПб: Наука, 2001. - С. 196-206.
29. Чеботарев Н.Т., Хмелинин И.Н., Швецова В.М. Агроэкологическая оценка местных агроруд в качестве удобрений в условиях Республики Коми // Материалы совещ. по географической сети опытов с удобрениями. (Сб. трудов ВИУА). М., 2001. - С. 23-25.
30. Чеботарев Н.Т., Ермолина В.И., Лаптева Е.М.. Влияние удобрений на содержание лабильных форм гумуса в пахотных подзолистых почвах Европейского Северо-Востока // Сборник материалов научно-практической конференции. Сыктывкар, 2002. - С.183-188.
31. Чеботарев Н.Т. Опыт использования местных доломитов на Севере // Сборник материалов Географической сети опытов с удобрениями, бюллетень ВИУА № 117. М., 2002. - С. 341-345.
32. Чеботарев Н.Т.Применение местных агроруд в земледелии Республики Коми // Земледелие. М., 2003. № 6. - С. 7-8.
33. Чеботарев Н.Т. Использование местных доломитов в земледелии Республики Коми // Достижения науки и техники АПК. М., 2004, № 2. - С. 41-42.
34. Чеботарев Н.Т., Ермолина В.И., Кормановская В.М. Влияние удобрений на воспроизводство плодородия подзолистой почвы и повышение продуктивности агроценозов Республики Коми // Сборник материалов Международной научно-практической конференции, посвященной 50-летию кафедры общего земледелия 17-18 февраля 2004 г. Пенза, 2004. - С. 49-50.
35. Чеботарев Н.Т., Ермолина В.И., Кормановская В.М. Оптимизация гумусового состояния подзолистых почв Республики Коми // Сборник докладов Международной научно-практической конференции 1-5 июля 2004 г. Владимир, 2004 г. - С. 160-163.
36. Чеботарев Н.Т., Ермолина В.И., Кормановская В.М. Удобрение и накопление органического вещества в подзолистой почве // Земледелие. М., 2005. № 1. - С. 10-11.
37. Чеботарев Н.Т., Ермолина В.И., Кормановская В.М. Влияние длительного внесения удобрений на плодородие подзолистой почвы и продуктивность культур в кормовом севообороте // Агрохимия. М., 2005. № 4. - С. 5-9.
38. Ермолина В.И., Чеботарев Н.Т. Питательный режим подзолистой почвы под влиянием длительного применения удобрений // Земледелие. М., 2005. № 2. - С. 15-16.
39. Чеботарев Н.Т. Влияние удобрений на содержание органического вещества подзолистой почвы Европейского Северо-Востока России // Международный сельскохозяйственный журнал. М., 2005. № 2. - С. 59-61.
40. Чеботарев Н.Т. Роль севооборота и удобрений в воспроизводстве плодородия подзолистых почв Республики Коми // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. Киров, 2005, №7. – С. 35-38.
41. Макаровский П.А., Чеботарев Н.Т. Мониторинг загрязнения почвы Республики Коми // Агрохимический вестник. М., 2006. № 5. - С. 12-13.
42. Чеботарев Н.Т. Изменения плодородия и продуктивности дерново-подзолистой почвы под влиянием длительного внесения удобрений в кормовом севообороте // В сб. «Состояние и перспективы развития научного обеспечения сельскохозяйственного производства на Севере». Сыктывкар, 2007. – С. 286-291.
