Применение фосфорных удобрений является неотъемле­мым условием повышения урожая и его стабильности. В годы интенсивной химизации произошло резкое позитивное изме­нение агрохимических свойств почв Нечерноземной зоны. Однако, начиная с 90-х гг. прошлого века, из-за дороговизны фосфорных удобрений, их применение значительно сократи­лось, и в целом по ЦФО сейчас вносится с минеральными и органическими удобрениями лишь 4,5 кг P₂Os на гектар. [1].

Результаты исследований свидетельствуют о том, что в на­стоящее время баланс фосфора складывается с превышением выноса над поступлением, вследствие чего содержание под­вижного фосфора в пахотных землях снижается. В связи с тем, что в ближайшее время ситуация с удобрениями вряд ли изменится в лучшую сторону, привлекает внимание и такой аспект, как неодинаковая способность различных сельскохо­зяйственных культур к мобилизации элементов питания из почвы.

Общеизвестны данные, характеризующие доступность труднорастворимых фосфатов культуре люпина [2]. Позднее рядом исследователей [3-5] было подтверждено, что люпин может удовлетворять свою потребность в фосфоре благодаря растворяющей способности корневой системы. При этом он способен обогащать пахотный слой почвы доступными со­единениями фосфатов. Однако исследований по установле­нию этого факта в длительных опытах и севооборотах с раз­личным долевым участием люпина в структуре - немного. Цель работы - изучить влияние севооборота, способа исполь­зования люпина и фона удобрений на фосфатный режим и продуктивность пашни.

Методика. Исследования выполнены в стационарном по­левом двухфакторном опыте (А - севооборот; Б - фон удоб­рения) на серой лесной легкосуглинистой почве. Опыт раз­вернут в трех полях, которые открывались последовательно, начиная с 1988 г. Севообороты с набором культур овес, яч­мень, озимая рожь, люпин желтый, кормовая свекла, кукуруза на силос, однолетняя люпино-овсяная смесь, отличались до­лей люпина - от 100% до 20%, способом его использования (зерно, зеленая масса (з/м) на корм и запашку) и имели сход­ную систему удобрения под отдельные культуры. Во 2-ой ротации вместо желтого люпина ввели узколистный, вместо пропашных - яровую пшеницу и вместо озимой ржи - ози­мую пшеницу. С 1995 г., после окончания первого семилетне­го цикла, несколько изменились и дозы удобрения под куль­туры. Под озимую пшеницу и ячмень вносили N₉₀P₆₀K₉₀, под яровую пшеницу – N₆₀P₆₀K ₉₀- под овес - N_6OP₆₀K ₆₀, люпин не удобряли.

Фосфатный режим почвы изучали в образцах, отобранных до закладки опыта и после окончания 14- летнего цикла, из слоя 0-20 см в севооборотах с 50 и 20% люпина - (1 поле-люпин на зерно), 28% - (2 поля - люпин на зерно и з/м на корм) и 40% - (2 поля - люпин на зерно и сидерацию). Более подробно методические условия закладки и проведения опыта изложены в работе [6]. Валовой фосфор определяли по мето­ду Гинзбург, содержание минеральных и органических фос­фатов - по Мета (вариант Гинзбург), фракционный состав фосфатов - по Гинзбург-Лебедевой, степень подвижности фосфатов - в 0.01 М СаС1₂ [7], подвижный фосфор - по Кир­санову (ГОСТ 26207-91) с последующим окрашиванием по методу Труога-Майера.

Результаты и их обсуждение. Средняя продуктивность севооборотов различалась в зависимости от доли люпина в его структуре (табл.1). В севооборотах с меньшей долей лю­пина и большим разнообразием культур (20-28%) продуктив­ность в контроле (по сравнению с бессменным посевом) уве­личилась в 1,9 раза, в 2-польном (50%) - в 1,3, на фоне NPK -в 2,0 и 1,4 раза соответственно. Оптимальным по продуктив­ности был фон РК, вследствие потерь урожая на фоне NPK от полегания ячменя и овса, и более низкой урожайности зерна люпина по последействию азота. Полученные прибавки на фоне РК - достоверны. Продуктивность севооборота с сиде-ральным паром (40%) ниже, чем в аналогичном 5- польном без пара, на 17,7-20,3%, однако это объясняется наличием поля, в котором выращивается не товарная продукция, а удобрение для запашки.

Вынос фосфора с урожаями не компенсировался поступ­лением его с удобрениями. Интенсивность баланса не была оптимальной и в лучших вариантах составила 98-103%. Наиболее высокий дефицит фосфора наблюдался на контроле: от 16 до 27 кг/га ежегодно. Результаты хозяйственного баланса фосфора и продуктивности севооборотов согласуются с ди­намикой содержания подвижного фосфора и степенью его подвижности. Применение удобрений в дозах, не обеспечи­вающих потребности растений, обусловило расход легкодос­тупных соединений фосфора почвы. Так, по сравнению с ис­ходным, содержание подвижного Р₂О₅на контроле уменьшилось по севооборотам на 4,6-7,2 мг, на фоне РК - на 3,7-6,3 мг и на фоне NPK - на 3,3-7,4 мг/100г почвы. По обеспеченности подвижным фосфором почва перешла из VI в V группу. Од­новременно снижалась и концентрация фосфора в 0,01М СаС1₂ - вытяжке. При этом достоверное уменьшение активно­сти Р₂О₅ наблюдается в почве севооборота с 50% люпина и бессменном посеве, в остальных отмечается лишь тенденция.

1. Содержание подвижных фосфатов и баланс фосфора в севооборотах с люпином на серой лесной почве

Таким образом, несмотря на отрицательный баланс фосфора и снижение уровня обеспеченности почвы подвижными фос­фатами, продуктивность севооборотов в среднем за 14 лет опы­та оставалась достаточно высокой. По-видимому, участие в питании растений биологического азота люпина, особенно на фонах без внесения азота минерального (а последействие азота биологического в наших исследованиях прослеживалось в те­чение 2-3 лет), стимулирует рост и развитие растений и способ­ствует мобилизации фосфатов самой почвы [8-10].

Содержание валового фосфора в почве севооборотов под­держивалось примерно на одном уровне и было большим, чем под бессменным люпином (табл.2). За 14 лет почвенные фос­фаты не претерпели заметного перераспределения в группо­вом составе. Однако по содержанию отдельных групп сево­обороты и фоны удобрения несколько различались.

2. Групповой состав фосфатов в севооборотах с люпином на серой лесной почве (слой 0-20 см)

До начала опыта в составе валового фосфора содержалось 57% минеральных и 37,5% органических фосфатов. Через 14 лет в бессменном посеве и контрольных вариантах севообо­ротов количество Рмин. уменьшилось на 3,9-5,7 мг, Рорг., наоборот, увеличилось — на 1,1-4,1 мг/100г почвы. На фонах NPK группа минеральных фосфатов увеличилась в тех сево­оборотах, где интенсивность баланса приближалась к 100%,

В севообороте с 50% люпина при интенсивности баланса 83%, минеральные фосфаты остались на исходном уровне. В то же время в севообороте с люпином на сидерацию (40%), произошло достоверное увеличение группы Рмин. на фоне NPK с 73,7 до 82,3 мг/100 г почвы.

Группа органических фосфатов имела тенденцию к росту во всех вариантах в абсолютных величинах (на 1,1-4,1 мг/100г), и в относительном выражении (с 37,5 до 40%). Из литературы известно, что длительное использование пашни без применения удобрений вызывает заметное уменьшение органического фосфора в пахотном слое [11], а остаточный фосфор удобрений накапливается преимущественно в форме минеральных соединений [12].

В то же время ряд авторов считает, что накопление орга­нических фосфатов в почве имеет биогенную природу [13], и может отмечаться при внесении как минеральных, так и орга­нических удобрений. По-видимому, тенденция к увеличению органического фосфора связана с ролью люпина в севооборо­тах как культуры с большой массой корневых остатков, обо­гащенных фосфором.

Содержание группы органических фосфатов в гумусе ис­пользуется как индикатор процесса окультуривания [14]. По­лученные нами данные свидетельствуют не только о высокой окультуренности почвы, но и подтверждают, что в севооборо­тах с люпином за счет биологической аккумуляции насыщен­ность гумуса фосфором стала выше, чем в начале опыта, ис­ключая бессменный посев и запашку люпина на сидерацию.

Перестройка фосфатного фонда почвы видна при опреде­лении состава минеральных фосфатов. В серой лесной почве преобладающей формой являются фосфаты кальция (табл.3).

3. Фракционный состав фосфатов, % от суммы

Их содержание в пахотном слое до начала опыта достигает 58% от суммы всех извлекаемых фосфатов. Однако фракция Са-Р₁ наиболее доступная растениям, составляет лишь 17% от суммы Са-Р. Среди фосфатов полуторных оксидов преоб­ладают фосфаты железа.

Использование растениями фосфора из почвы контрольных и удобренных делянок шло преимущественно за счет фракций, принимающих непосредственное участие в питании растений - фосфатов Са и Mg первой и второй групп. Их относительное содержание снизилось с 24,7% до 20,5-21,2% (бессменный лю­пин, севообороты с 40-50% люпина) и 22,7% - севообороты с 20-28%. Количество железо- и алюмофосфатов по вариантам опыта изменилось незначительно: при этом содержание AL-P относительно повышалось, a Fe-P - снижалось. В пахотных землях, при недостаточном внесении фосфор­ных удобрений, как правило, происходит мобилизация высо­коосновных фосфатов кальция [12]. Однако, как следует из приведенных данных, содержание Са-Р₃ в опыте заметно уве­личилось - на 1,5-5,5 мг/ЮОг почвы, или с 33 до 40%. Более высокие показатели роста отмечаются в севооборотах с большим удельным весом люпина в структуре (40-50%). Тен­денция к накоплению фосфатов Са заметна и в изменении соотношения между группами фосфатов Са-Р и Al-P+Fe-P (табл.4.).

4. Фракционный состав минеральных фосфатов серой лесной почвы в севооборотах с люпином (слой 0-20см)

Как было установлено в исследованиях [10,15], в серых лесных почвах Ополий содержание фракции Са-Рз с глубиной возрастает, что связано с обогащенностью фосфором подсти­лающей породы. Установленный факт увеличения фракции Са-Р₃ в пахотном слое севооборотов с люпином предположи­тельно является следствием мобилизации люпином фосфора из корнеобитаемого слоя почвы.

Литература

1. Шафран С.А. Прогноз содержания фосфора и калия в почвах Центрального района Нечерноземной зоны //Агрохимия. 2006. №9. С.5-12
2. Прянишников Д.Н. Избранные сочинения. Т.2 Изд-во АН СССР. 1953. С.7-19
3. Алексеев Е.К. Люпин, сераделла и минеральные удобрения в посевах на Новозыбковской опытной станции за 1917-19гг. Новозыбков. 1922. 146 с.
4. Франковский Е.С. Люпин на зеленое удобрение. М. : Огиз : Сельхозгиз. 1948. 72 с.
5. Асаров Х.К. О доступности фосфора труднорастворимых фосфатов некоторым бобовым растениям. //Изв. ТСХА, Вып. 1. 1981. С. 17-18
6. Яговенко Л.Л., Яговенко Г.Л. Гумусное состояние почвы в севооборотах с люпином //Плодородие. 2007. №5. С.17-18.
7. Агрохимические мето­ды исследования почв. М: Изд-во Наука. 1975. С. 106-190
8. Яговенко Г.Л., Яговенко Л.Л. К оценке люпина как предшественника яровых колосовых культур //Земледелие. 2008. №7. С.32-33
9. Бабарина Е.А., Аркадьева М.Ф., Мельникова Н.М. Фосфатный режим серой лесной почвы и продуктивность севооборота//Агрохимия. 1985. №11. С.18-21
10. Никитишен В.И., Дмитракова Л.К., Личко В.И. Фосфатный режим серой лесной почвы и эффективность фосфорного удобрения // Почвоведение. 2000. №10. С.1255-1265
11. Гордецкая СП. Длитель­ное воздействие растений и удобрений на фосфатный режим серой оподзоленной почвы //Агрохимия. 1976. №12. С.29-36
12. Гинзбург К.Е. Фосфор основных типов почв СССР. М.: Наука. 1981. 242с.
13. Носко Б.С. Регулирование фосфатного режима основных типов почв УССР //Агрохимия. 1981. №10. С.32-40
14. Хмелинин И.Н. Фосфор в подзолистых почвах и процессы трансформации его соединений. Л-д: Изд-во «Наука» (Ленинградское отд.) 1984. 151с.
15. Яговенко Л.Л. Оптимизация систем удобрения в севообороте и агрохимические пути повышения плодородия серых лесных почв. Дисс... доктора с-х. наук. Брянск. 1995. 277с.