Поскольку почва является важным звеном биосферы, она прежде всего подвергается сложному комплексному воздействию вносимых удобрений, которые могут оказывать на нее следующее влияние: вызывать подкисление и подщелачивание среды, улучшать или ухудшать агрохимические и физические свойства, способствовать обменному поглощению ионов или вытеснять их почвенный раствор; способствовать или препятствовать химическому поглощению катионов (биогенных и токсических элементов); способствовать минерализации или синтезу гумуса; усиливать или ослаблять действие других питательных элементов почвы или удобрений; мобилизовать питательные элементы почвы; вызывать антогонизм или синергизм питательных элементов и, следовательно, существенно влиять на их поглощение и метаболизм в растениях.
Потребность пополнения содержания на сенокосах и пастбищах различных питательных веществ с помощью удобрений обуславливается характером травостоя, способом использования, плодородием почвы, условиями увлажнения и другими факторами. Минеральные удобрения не должны изменять агрохимические показатели почвы в нежелательную сторону. Однако в результате длительного применений минеральных удобрений увеличивается гидролитическая кислотность почвы, уменьшается сумма поглощенных оснований и степень насыщенности поглощающего комплекса почвы, снижается содержание обменного кальция и магния, возрастает количество подвижного алюминия.
На сенокосах действие азотных удобрений проявляется, как правило, раньше, потому что применение более высоких доз азотных удобрений на дерново-подзолистых и пойменных лугах на третий - четвертый год повышается кислотность почвы и содержание подвижного алюминия, при этом снижается сумма поглощенных оснований и степень насыщенности почвы основаниями. Указанные изменения наиболее существенны при внесении повышенных доз удобрений более N120 кг/га.
В опытах проведенных в УОП КБГСХА в 2004-2009 гг. изучали распределение минерального азота по укосам при разном числе скашивании на фоне фосфорно-калийных удобрений Р60 К60+60, вариантами опытов:
1) Контроль (без удобрения); 2) Фон - Р60(К60+60); 3) Фон + N120(60+60) на третий год; 4) Фон + N60 (0+60) на второй год под второй укос + N120 (60+60) - на третий год; 5) Фон + N60 (60+60) на второй год + N60 (60+60) - третий год; 6) Фон + N60 (0+60) в первый год + N60 (0+60) на второй год + N120 (60+60) на третий год; 7) Фон + N60 (0+60) в первый год + N60 (0+60) на второй год + N120 (60+60) на третий год; 8) Фон + N60 (0+60) в первый год + N120 (60+60) - на второй год + N120 (60+60) на третий год; 9) Фон + N120 (60+60) в первый год + N120 (60+60) - на второй год + N120 (60+60) на третий год; 10) Фон + N120 (40+80) в первый год + N120 (40+80) - на второй год + N120 (40+80) на третий год.
Распределением минеральных удобрений по укосам и годам пользования на бобово-злаковом травостое агрохимическая характеристика почвы вариантов опыта к четвертому году использования изменилась (табл. 1). Органическое вещество к весне 2005 года сохранилось на исходном уровне в 8 варианте, где аммиачную селитру начали вносить со второй половины лета 2004 года по N60. На делянках при перераспределении в первые два года большей дозы азота к осени (10 вариант) количество органического вещества достигает 5,4%. Содержание подвижных форм калия во всех вариантах повысился.
Таблица 1. Агрохимическая характеристика почвы под бобово-злаковым травостоем четвертого года пользования
К четвертому году исследований содержание калия практически осталось на прежнем уровне при внесении фосфорно-калийных удобрений и в вариантах, где аммиачную селитру в первые два года не вносили. Количество подвижного фосфора в почве большинства вариантов после двух лет исследований почти не изменилось, к весне 2007 года эта тенденция сохранилась. По нашему мнению, систематическое внесение одних фосфорных и калийных удобрений приводит к накоплению этих элементов в почве.
Содержание фосфора и калия в почве на фоне азотных удобрений ниже, чем на фоне фосфорно-калийных удобрений, что объясняется повышенным выносом фосфора и калия урожаем трав в вариантах удобренных азотом.
В опыте с бобово-злаковыми травостоями при двух и трех укосах через четыре года содержание органического вещества снизилось в 1 варианте до 1,7%. Сумма обменных оснований в этом варианте также наименьшая 10.2-11,2 мг/экв на 100 г почвы в сравнении с другими травосмесями, где в слое 0-20 см. сохранилось обменных оснований до 21,5 мг/экв на 100 г почвы. К этому году исследований содержание подвижных форм калия во всех вариантах стало меньше. Количество подвижного фосфора в почве возросло. В большей степени это характерно для первого варианта. Изменение агрохимических показателей почвы можно объяснить ботаническим составом травостоя, где до 2006 года в первой травосмеси лучше сохранились бобовые травы. К 2007 году в этом варианте при трех скашиваниях доминировала овсяница красная до 93,3%, при двух укосах - тимофеевка луговая - до 56,6%.
Распределение минерального азота по укосам и годам пользования бобово-злакового травостоя позволила нам установить весьма тесную обратную зависимость между эффективностью азотных туков и весенним содержанием нитратов в почвах (в слое 0-40 см); коэффициент корреляции которого колеблется в пределах от 0,6 до 09. Содержание аммиачного и нитритного азота очень динамично. Определение этих форм в опыте позволило выявить ряд закономерности.
Так, в опыте с распределением минерального азота по укосам и годам пользования на бобово-злаковом травостое к весне четвертого года пользования аммиачных форм азота накапливалось меньше, чем нитратных. Причем, больше там, где азотные удобрения или совсем не вносили, или начали вносить с весны первого года пользования. Аммонийный азот в большей степени задерживался в верхних слоях почвы. В варианте с убывающими дозами азота (четвертый год пользования) он равномерно распределяется по профилю. Концентрация нитратного азота в почве почти не отличается по вариантам опыта. Нитраты перемещаются по профилю лучше, чем аммиачные формы, концентрация их по слоям почти одинаковая.
На бобово-злаковом травостое заложенные 2004 году, на четвертый год опыта весной 2009 года аммонийный азот концентрировался в слоях 0-20 см, 20-40 см (табл.2), в слое 40-60 см он был только при трех скашиваниях в трехкомпонентной травосмеси (ежа сборная + райграс пастбищный + клевер ползучий). В 2008 году здесь была отмечена высокая плотность травостоя за счет райграса пастбищного. В данном варианте было повышенное содержание этой формы минерального азота и в слоях 0-20 см. и 20-40 см. Следует отметить, что при трех скашиваниях его больше, чем при двух и в других травосмесях. В верхнем слое N-NH4 накапливался в большей степени в овсянице-мятликово-клеверо-гибридной травосмеси при двух укосах 3,75 мг/кг почвы, при трех - 4,65 мг/кг почвы.
Таблица 2. Содержание минерального азота под бобово-злаковым травостоем пятого года пользования, мг на 1 кг почвы
Таким образом применение какого-нибудь одного вида удобрений приводит к накоплению данного элемента в почве, но одновременно в других элементах питания в почвенно-поглощающем комплексе ощущается недостаток, что в свою очередь оказывает влияние на урожай и качество трав и их ботанический состав. Так ежегодное внесение азота, фосфора и калия в одинарных, двойных и тройных сочетаниях на сенокосах длительного пользования с бобово-злаковыми травостоями, показали, что распределение удобрений по укосам и по годам использования, является самым оптимальным, повышает и улучшает качественные показатели кормов, а также приводит к уменьшению техногенного воздействия на почву и увеличивает поступление растительных остатков, способствующий тем самым стабилизированию содержания гумуса в почве.