CC BY
56
Динамика плодородия подзолистых почв в агрофитоценозах Мурманской области
М.И. Вихман, к.б.н., А.А. Ингири, ФГУ Государственная станция агрохимической службы «Мурманская»; П.В. Ласкин, к.с.-х.н, Чувашская ГСХА; А.Х. Хаитбаев, к.с.-х.н., Полярно-альпийский ботанический сад-институт
Состояние почвенных ресурсов определяется основным свойством почвы — плодородием, которое в свою очередь формулируется как способность почвы обеспечивать рост и развитие растений. Это свойство почвы играет первостепенную роль в жизни человека, а её уникальная ценность не ограничивается только сферой сельскохозяйственного производства.
Интенсивное промышленное и сельскохозяйственное использование природных ресурсов вызывает существенные изменения циклов большинства химических элементов в экосистеме. В связи с этим очень важно осуществлять постоянный контроль биогеохимических циклов биогенных элементов как в естественных биоценозах, так и в агроценозах [1, 2, 3].
Агрохимический мониторинг в экологическом мониторинге занимает одно из центральных мест, цель его состоит в выявлении, предупреждении и устранении негативных изменений в состоянии почвенного покрова. Роль агрохимического мониторинга обусловлена тем, что все изменения в атмосфере, биосфере, гидросфере неизбежно отражаются на составе, свойствах и плодородии почв.
Изучение динамики плодородия почв позволяет выяснить характер и направление изменений свойств почвы, а также получаемых урожаев при существующей системе использования средств химизации в сельскохозяйственных предприятиях Мурманской области.
Д.Н. Прянишников (1963) уделял большое внимание круговороту веществ в земледелии, их балансу и отмечал, что если истощение почв в результате обмена веществ между человеком
и землёй нарушает «естественное условие плодородия почвы», то массовое применение удобрений — один из мощных факторов повышения эффективного плодородия почвы [4].
Изучение статей поступления и расходования элементов минерального питания в агрофитоценозах и состояние почвенного плодородия позволяют получать сведения для теоретического обоснования эффективных, экономически обоснованных мероприятий по повышению плодородия почв и продуктивности пашни.
Значение системы постоянного контроля и наблюдений, осуществляемой на почвах сельскохозяйственного назначения, возрастает в специфических условиях Крайнего Севера. Следует отметить, что продукционный процесс в этом регионе традиционно сопровождается существенным антропогенным воздействием на круговорот элементов минерального питания растений внесением минеральных удобрений.
Цель и методы исследования. Цель наших исследований — расчёт баланса элементов минерального питания растений в разрезе основных сельскохозяйственных предприятий и определение динамики основных элементов минерального питания в подзолистых почвах Мурманской области в целом.
Особенности биогеохимических циклов в агрофитоценозах (однолетних и многолетних) Мурманской области выявлены по результатам почвенных обследований, а также анализа системы удобрения и динамики продуктивности по отдельным хозяйствам и области за 1991-2004 гг.
Результаты исследования. Следует отметить, что содержание подвижного фосфора в подзолистых почвах сельскохозяйственных предприятий, расположенных в разных климатических зонах Мурманской области, остаётся стабильно высоким (табл. 1).
1. Динамика питательного режима подзолистых почв в сельскохозяйственных предприятиях Мурманской области
Группа «Центр» Группа «Север»
Р2О5, мг/1 кг К2О, мг/1 кг Р2О5, мг/1 кг К2О, мг/1 кг
почвы почвы почвы почвы
«Индустрия» «Мурманск»
VI (п=45) 1062* 387 VI (п=15) 540 482
1991-1994 гг. 100-6270** 40-2600 1991-1994 гг. 150-750 160-940
VII (п=45) 725 213 VII (п=11) 675 352
1995-1998 гг. 190-2450 60-840 1995-1998 гг. 416-911 157-686
VIII (п=45) 539 239 VIII (п=12) 736 240
1999-2002 гг. 170-2220 90-910 1999-2002 гг. 390-950 110-480
«Ковдорский» «Полярная звезда»
VI (п=13) 699 390 VI (п=19) 563 188
1991-1994 гг. 420-990 117-756 1991-1994 гг. 210-980 50-580
VII (п=17) 531 313 VII (п=19) 607 213
1995-1998 гг. 270-810 100-670 1995-1998 гг. 270-1130 80-600
VIII (п=17) 558 298 VIII (п=12) 621 202
1999-2002 гг. 300-840 110-550 1999-2002 гг. 310-940 40-370
«Мончегорский» «Печенга»
VI(п=22) 701 626 VI (п=8) 580 370
1991-1994 гг. 90-2230 70-1560 1991-1994 гг. 260-910 180-900
VII (п=19) 489 427 VII (п=19) 567 131
1995-1998 гг. 69-909 43-2432 1995 - 1998 гг. 350-720 93-191
VIII (п=17) 588 273 VIII (п=12) 463 86
1999-2002 гг. 120-1240 60-920 1999-2002 гг. 340-540 60-110
Примечание: * — среднее, ** — пределы колебаний
В подзолистых почвах предприятий группы «Центр» и зверосовхоза «Мурманск», который расположен южнее хозяйств группы «Север», количество калия довольно высокое и стабильное. В то же время почвы на севере Мурманской области (совхозы «Полярная звезда» и «Печенга») характеризуются более низким содержанием калия. Резкое снижение содержания обменного калия в подзолистых почвах отмечается по совхозу «Печенга»: в четырёхлетнем цикле туров с VI по VIII произошло уменьшение количества калия в 1 кг почвы с 370 до 86 мг.
Следует отметить общую для всех климатических зон Мурманской области тенденцию — в подзолистых почвах всех хозяйств происходит снижение количества обменного калия.
В подзолистых почвах совхозов «Индустрия» и «Мончегорский» содержание обменного калия на незначительных площадях остаётся очень высоким и стабильным по турам обследования. К восьмому туру в этих хозяйствах выявлены почвы с содержанием обменного калия до 920— 1280 мг/1 кг почвы.
В ходе окультуривания естественных подзолистых почв Мурманской области улучшались их основные агрономические свойства. В частности, содержание гумуса повышалось до уровня 6—8 и более процентов, тогда как в неокультуренных почвах этот показатель в основном находился в пределах 1,0—1,5%.
Для определения состояния и качества почвенных ресурсов, а также особенностей био-
геогенных циклов в агроэкосистеме требуются детальные исследования динамики питательных веществ в почве, их выноса за пределы агроэкосистемы в водорастворимом и газообразном состояниях и т.д. Также необходимо учитывать соотношение элементов минерального питания растений, состояние и качество почвенного поглощающего комплекса и т.п. При этом следует изучать и процессы гумусонакопления в почве — превращения органического вещества, поступающего с мёртвым растительным опадом и органическими удобрениями.
В своих исследованиях мы ограничились составлением баланса элементов минерального питания только по двум наиболее существенным показателям, таким как вынос с урожаем и внесение с минеральными удобрениями. Тем не менее, он позволяет довольно точно определить основные направления круговорота веществ и особенности биогеохимических циклов.
Анализ биогеохимических циклов по азоту, фосфору и калию проведён по итогам производственной деятельности сельскохозяйственных предприятий Мурманской области. При этом установлено, что в агроценозах Мурманской области до 2000 г. складывался резко положительный баланс по азоту (70—116 кг/га по однолетним травам и 101—113 кг/га по многолетним), положительный по фосфору и отрицательный по калию (табл. 2).
В последующие годы в почвах однолетних и многолетних агрофитоценозов наблюдалось
2. Баланс элементов минерального питания в агрофитоценозах Мурманской области, ±кг/га
Годы Однолетние травы Многолетние травы
N Р2О5 К2О N Р2О5 К2О
1995 +50 +15 -32 +51 +14 -23
1996 +47 +19 -4 +39 +17 -13
1997 +66 +32 0 +64 +31 +1
1998 +61 +25 -13 +58 +23 -12
1999 +116 +51 -4 +113 +49 -3
2000 +70 +50 +1 +103 +43 -2
2001 +48 +20 -43 +54 +20 -28
2002 +50 +20 -48 +57 +20 -30
2003 +46 +68 -40 +52 +68 -20
2004 +21 +96 -40 +28 +96 -34
уравновешивание баланса азота, сохранилась тенденция к резкому превышению внесения фосфора в почву с минеральными удобрениями над его выносом надземной массой.
Например, в среднем по области в 2000 г. было внесено на 1 га по 132 кг азота, 50 кг фосфора и 41 кг калия, вынесено с урожаем соответственно 30; 7 и 43 кг, общий баланс составил 102; 43 и -2 кг.
Минеральный азот почвы характеризуется высокой подвижностью, вымывается за пределы корнеобитаемого слоя и представляет существенную экологическую опасность. С этой точки зрения, баланс азота в агроэкосистемах Мурманской области является неблагополучным.
Баланс фосфора в подзолистых почвах Мурманской области остаётся стабильно положительным, содержание подвижного фосфора высокое.
В агроэкосистемах Мурманской области в 1995—2004 гг. сохранялся отрицательный баланс калия: в однолетних сообществах — до -48 кг/га, в многолетних — до 34 кг/га, что вызвало резкое снижение содержания обменного калия в подзолистых почвах.
Таким образом, в системе удобрений для подзолистых почв Мурманской области следует скорректировать дозы применения азотных и калийных удобрений.
Литература
1. Никонов В.В., Лукина Н.В. Биогеохимические функции лесов на северном пределе распространения. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 1994. 314 с.
2. Переверзев В.Н., Иваненко Н.К. Калий в подзолистых почвах Кольского полуострова. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 1998. 116 с.
3. Черников В.А., Алексахин Р.М. и др. Агроэкология. М.; К., 2000. 536 с.
4. Прянишников Д.Н. Избранные произведения. Агрохимия. М.: Колос, 1965. С. 63—96.
