CC BY
33Acta Horticultural 302: 169-179.
11. UMS GmbH Munich 2011. HYPROP© - Laboratory evaporation method for the determination of pF-curves and unsaturated conductivity, online: http://www.ums-muc.de/en/products/soil_laboratory.html (visited Aug. 29,2011)
12. Schindler, U., Doerner, J., Müller, L. 2015. Simplified method for
quantifying the hydraulic properties of shrinking, soils. J. Plant Nutr. Soil Sci. 2015. 178. 136-145.
13. Blanco-Canqui, H. and Lai, R. 2009. Extent of soil water repellency under long-term no-till soils. Geoderma. 149:171-180.
NEW MEASUREMENT METHODS AND DEVICES FOR CHARACTERIZING OF HYDROLOGICAL
PROPERTIES OF GROWING MEDIA U. Schindler*U;3; L. Mueller1,3, F. EulensteinUJ
1. Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research (ZALF), Eberswalder Str. 84, 15374 Miincheberg, Germany 2. Mitscherlich Academy for Soil Fertility, Prof.-Mitscherlich-Allee 1, 14641 Paulinenaue, Germany 3. Kuban State Agrarian University, 13 Kalinin Str., 350044 Krasnodar, Russia, * Email: schindler.rehfelde@gmail.com
Hydraulic properties such as water storage capacity, air capacity, shrinkage behaviour, wettability or hydraulic conductivity are important variables for a comprehensive evaluation of the performance of horticultural substrates. The commonly used methods and devices for quantifying the hydraulic properties of horticultural substrates are outdated. Here the suitability of the extended evaporation method (EEM) and the associated HYPROP system (Hydraulic PROPerty analyzer) were successfully tested for the very loosely bedded horticultural substrates. EEM and HYPROP enable the simultaneous and effective measurement of the water retention curve and the unsaturated hydraulic functions. Furthermore, the shrinkage properties and the water rewetting time were measured. A rating framework for evaluating the hydraulic quality of horticultural substrates M'as developed and successfully tested within a comparison of 36 commercial horticultural substrates.
Keywords: horticultural substrates, growing media, hydraulic quality, rating framework, water retention curve, unsaturated hydraulic conductivity, water repellency, water drop penetration time, shrinkage, extended evaporation method (EEM), HYPROP.
УДК 631.4
АГРОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПАХОТНЫХ ПОЧВ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА В ОМСКОЙ ОБЛАСТИ
В.М. Красницкий, д. с. "X Я. « А.Г. Шмидт, ЦАС «Омский»
ФГБУ «ЦАС «Омский», 644012, Омск, пр. Королева, 34. E-mail: krasnitsky&.omshiet.ru
Приведена характеристика почвенного покрова Омской области. Показано состояние плодородия почв по результатам государственного мониторинга за 1966-2017 гг. Выявлена динамика его изменения. Рассмотрена эффективность применения минеральных и органических удобрений в Омской области.
Ключевые слова: плодородие почв, государственный мониторинг, удобрения, урожайность, зерновые культуры.
ООГ 10/25680/819948603.2018.100.16
Современным мировым сообществом очень много вопросов посвящено обеспечению населения продовольствием. В Российской Федерации, согласно долгосрочному прогнозу социально-экономического развития до 2030 года, предстоит значительно увеличить объем производства зерна [1]. При этом по самому оптимистичному сценарию урожайность зерновых в среднем по РФ должна составить 27-30 ц/га, а валовой сбор зерна - 145-150 млн т. Это возможно только при хорошо развитом сельскохозяйственном производстве в субъектах Российской Федерации.
Сельскохозяйственное производство Омской области - одна из наиболее развитых в Российской Федерации.
По объемам производства продукции сельского хозяйства область входит в 15 крупнейших регионов России.
Площадь сельскохозяйственных угодий области 6177,3 тыс. га, в том числе пашни 4020,2 тыс. га. По площади пахотных земель Омская область занимает седьмое место в РФ.
Эффективность земледелия и сельскохозяйственное производство области неразрывно связаны с сохранением и воспроизводством плодородия земель, так как в силу почвообразовательных процессов и климатических условий они не отличаются высоким плодородием. Плодородие не абстрактное, а строго материальное, объективное, измеряемое производственное свойство
почвы, обладающее конкретными количественной и качественной характеристиками.
Расположенная в южной части Западно-Сибирской низменности, по среднему течению Иртыша Омская область характеризуется равнинностью территории. Протяженность с севера на юг составляет почти 600 км, с запада на восток - более 300 км, общая площадь 14118,5 тыс. га, или 141,2 тыс. км 2. На юге она граничит с Республикой Казахстан, на востоке - с Новосибирской областью, северо-востоке - с Томской, севере и западе - с Тюменской областями.
В Омской области выделено четыре природно-экономические зоны: северная тайга и подтайга занимает 36,6% территории (51,7 тыс. км2), северная лесостепная - 31, южная лесостепная - 13,4 и степная -19%. По увлажнению северные районы относятся к зоне с достаточным увлажнением, степные районы - к засушливой зоне [6].
Почвообразующими породами на всей территории области являются преимущественно четвертичные образования разных возраста, происхождения и литоло-гического состава: покровные лессовидные желто-бурые карбонатные суглинки, супеси, пески, глины, тяжелые суглинки.
Почвенный покров области характеризуется большим разнообразием типов и видов почв, имеющих свои особенности по качеству и уровню естественного плодородия. В распределении почвенного покрова на территории области ясно выражена широтная зональность, сменяющаяся с севера на юг. В северной зоне преобладают дерново-подзолистые и серые лесные почвы. В таежной подзоне дерново-подзолистые почвы занимают более 60 % пашни. Дерново-подзолистые почвы тяжелого гранулометрического состава, как правило, бесструктурные, поэтому сильно уплотняются и образуют на поверхности корку. Более благоприятные физические свойства у супесчаных разновидностей, но они имеют более кислую реакцию почвенного раствора [2].
Пашня подтаежной зоны размещена преимущественно на серых и светло-серых лесных почвах (более 70%). В северной лесостепи наиболее распространены комплексы луговых почв с солончаками и солонцами. В южной лесостепи почвенный покров пахотных земель представлен в основном черноземами обыкновенными и выщелоченными, лугово-черноземными почвами, встречаются контуры солонцов и других интразональных типов почв. Степная зона, занимающая юг области, представлена сочетанием черноземов южных, обыкновенных, лугово-черноземных почв, преимущественно маломощных малогумусовых, и комплексами солонцовых почв.
В целом по области, в структуре пахотных земель почвы черноземного типа занимают 57% (в том числе чернозем обыкновенный - 74%, южный - 16 и выщелоченный - 10%). В значительном количестве встречаются солонцы и лугово-черноземные почвы (по 12%). Дерново-подзолистые почвы занимают 6% пашни, серые лесные и черноземно-луговые - по 5 %, прочие типы почв (солоди, солончаки, аллювиальные) - 3% площади пахотных земель.
Черноземные почвы занимают большую часть территории и представлены, главным образом, черноземами обыкновенными, которые формируются под воздействием черноземного процесса. Накопление в верхних
горизонтах гумуса, зольных элементов и азота и образование комковато-зернистой структуры под действием травянистой растительности приводят к возникновению черноземов и созданию водопрочной структуры в верхнем горизонте почвы [3].
В то же время, следует отметить, что характерной особенностью практически всех типов почв Омской области, по тем или иным показателям, является низкий уровень их естественного плодородия.
Получение стабильной и высокой урожайности сельскохозяйственных культур, с одновременным сохранением высокого качества продукции и ее безопасности, возможно при комплексном учете всех агротехнических и агроэкологических факторов, влияющих на нормальный рост и развитие растений, предотвращение деградации земель сельскохозяйственного назначения. Одной из основных задач сельскохозяйственного производства является повышение эффективности применения удобрений, что в производственных условиях возможно только при соблюдении агротехнических требований к дозам, срокам и способам их внесения с учетом результатов мониторинга плодородия земель сельскохозяйственного назначения [4].
По данным государственного мониторинга, осуществляемого ЦАС «Омский» и САС «Тарская», низкое (<5 %) содержание гумуса, одного из важнейших оценочных показателей плодородия почв, отмечено на площади 2736 тыс. га (табл. 1).
Пониженное содержание (до 100 мг/кг почвы) фосфора выявлено на площади 2495 тыс. га, калия - на 832 тыс. га. Почв с повышенной кислотностью - 632 тыс. га, из них сильно- и среднекислых 196 тыс. га.
Вся история земледелия Омской области связана с целенаправленной работой по сохранению и повышению плодородия почв [5]. В результате разработки и внедрения в производство влагосберегающих почвозащитных систем земледелия стало возможным, в большой мере, приостановить деградацию почв и снижение плодородия земель от ветровой эрозии.
Проведение научных исследований во всех почвен-но-климатических зонах, на основных типах почв позволило установить эффективность органических и минеральных удобрений, их влияние на урожай сельскохозяйственных культур и повышение плодородия земель. В связи с этим, ежегодно росли объемы применения навоза и минеральных удобрений. Если в 1966-1970 гг. вносилось органических удобрений 1,2 т/га, а минеральных 2,0 кг/га (табл. 2), то в 1986-1990 гг., соответственно, до 2 т/га и 40 кг/га.
Большое внимание уделялось химической мелиорации: известкованию кислых почв, гипсованию почв солонцового комплекса.
Системная работа по повышению плодородия почв позволила резко снизить потери верхнего, наиболее плодородного, слоя пахотных земель, уменьшить потери элементов питания в результате ветровой эрозии.
Был достигнут положительный баланс по фосфору, который является одним из основных элементов питания, ограничивающих урожай сельскохозяйственных культур. Площадь почв с пониженным содержанием его уменьшилась на 1064 тыс. га - с 2718 тыс. га в 1970 г. до 1654 тыс. га к 1990 г.
1. Динамика агрохимических показателей плодородия почв пахотных земель области
Показатель Единица измерения Циклы обследования
I 1965-1972 II 1972-1982 III 1982-1990 IV 1990-2000 V 2000-2012 VI 2012-2017
Кислотность
Средневзвешенная величина рН 5.70 5.69 5.68 5.67 5.64 5.64
Всего кислых почв (рН 4,1-5,5) тыс.га 590 626 626 671 638 632
% 14 15 15 16 16 16
в том числе сильно- и среднекислых тыс.га 192 203 203 227 197 196
% 4 5 5 6 5 5
Близкая к нейтральной и нейтральная тыс.га 3710 3728 3674 3638 3579 3598
% 86 87 85 84 83 83
Содержание фосфора
Средневзвешенное мг/кг 83 88 110 102 95 95
С пониженным содержанием Р2О5 - до 100 мг/кг почвы тыс.га 2718 2377 1654 2266 2436 2495
% 63 55 38 54 56 57
С высоким и очень высоким содержанием Р2О5 тыс.га 98 219 378 390 380 359
% 2 5 9 9 9 8
Содержание калия
Средневзвешенное мг/кг 175 173 173 173 168 166
С пониженным содержанием К20 - до 120 мг/кг почвы тыс.га 587 642 690 830 850 832
% 14 15 16 18 18 18
С высоким и очень высоким содержанием к2о тыс. га 3713 3658 3626 3458 3379 3392
% 86 85 84 81 80 80
Гумусовое состояние почв
Средневзвешенное % Нет данных 5.34 5.10 5.00 4.98
С пониженным содержанием гумуса <5 % тыс.га 2399 2701 2748 2736
% 56 63 68 68
С высоким содержанием гумуса >5 % тыс.га 1901 1591 1275 1290.6
% 44 37 31 31
2. Объемы агрохимических работ в Омской области
Внесено 1966-1970 1971-1975 1976-1980 1981-1985 1986-1990 1991-1995 1996-2000 2001-2005 2006-2010 2011-2017
Минеральных удобрений, кг д.в./га 2.0 7.2 14 26 40 7.0 0.4 0.8 1.6 2.6
Органических удобрений, т/га 1.2 1.7 2.4 3.8 4.6 1.0 0.4 0.8 0.8 1.2
Известковых материалов, кг/га 60 102 227 541 749 117 - - - -
Химическая мелиорация, тыс. га 21.4 45.5 52.9 45.8 212.3 76.1 - - - -
Известкование, тыс. га 16.2 16.8 19 18.2 69.3 25.4 - - - -
Гипсование, тыс. га 5.2 28.7 33.9 27.6 143 50.7 - - - -
Принятие необходимых мер по сохранению и повышению плодородия почв сказалось и на эффективности земледелия области. Урожай зерновых, в зависимости от условий увлажнения, увеличился на 50-70 %.
Результаты работы по повышению эффективного плодородия земель позволили успешно решать финансово-хозяйственные проблемы, обеспечивать расширенное производство сельского хозяйства области.
Несмотря на неуклонный рост объемов применения минеральных и органических удобрений до 1990 г. и объемов химической мелиорации, оптимальный научно обоснованный уровень названных работ достигнут не был.
В последующие годы началось снижение объемов проведения агрохимических работ. Работы по известкованию прекратились с 1994 г., а по гипсованию - с 1996 г. Значительно сократились объемы применения минеральных и органических удобрений.
Все указанные факторы заставляют специалистов сельскохозяйственной отрасли Омской области искать способы сохранения плодородия почв при снижении затрат. Одними из которых являются использование соломы в качестве органического удобрения, локальное внесение минеральных удобрений и проведение различных подкормок.
За годы деятельности агрохимической службы (19642017) специалистами ЦАС «Омский» и САС «Тарская»
проведено около 1700 полевых краткосрочных, производственных и демонстрационных опытов.
i
H6S-197P 1971-1875 «76-1980 1И1-1И8 1936-1990 1991-1985 1996-200« 200МОЙ Я06-20И 2011-Я17
.JBieft
Vecero Р -К
Рис. Баланс элементов питания в Омской области
Научные исследования во всех почвенно-климатических зонах на основных типах почв Омской области позволили установить высокую эффективность действия минеральных и органических удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур в зависимости от способов их внесения (табл. 3).
3 Рекомендуемые способы и дозы внесения минеральных удобрений под сельскохозяйственные культуры
Основное внесение удобрений Рядковое внесение удобрений
Почва Культура Доза, Урожайность, Прибавка, Доза, кг Урожайность, Прибавка,
кг д. в/га ц/га ц/га д.в/га ц/га ц/га
Чернозем южный Пшеница по пару РбО 17.2 3.8 Рзо 16.9 2.1
Пшеница по пшенице N30P40 13.4 2.4 Рзо 13.2 1.7
Силосные N60 182 27 - - -
Чернозем обык- Пшеница по пару РбО 17.5 3.7 Рзо 16.8 3.4
новенный Пшеница по пшенице N30P40 13.6 3.0 Рзо 13.2 2.4
Чернозем вы-щело-ченый Пшеница по пару РбО 21.0 4.3 - - -
Пшеница по пшенице NMP® 14.7 4.5 - - -
Ячмень NÖOPÖO 16.2 4.8 - - -
Чернозем со- Пшеница по пару РбО 12.0 3.4 - - -
лонце-ватый Пшеница по пшенице NÖOPÖO 18.4 5.1 - - -
Солонец глубо- Пшеница по пару РбО 19.2 2.9 Р35 19.0 3.1
кий Пшеница по пшенице NöoPÖO 17.0 3.6 N30 Рзо 15.0 3.5
Лугово-черноземная Пшеница по пару PöO 19.1 4.3 Рзо 20.2 3.9
Пшеница по пшенице N30P30 14.1 2.9 Рзо 13.2 1.5
Многолетние травы N00 P00 13.7 3.4 - - -
К сожалению, несмотря на результаты исследований и рекомендации ученых и агрохимиков, в последние годы в Омской области, да и в других регионах [7], отмечается несбалансированность применения минеральных удобрений по видам. Соотношение питательных элементов в регионе составляет 1:0,49:0,03. Связано это прежде всего с относительной дешевизной физической тонны азотсодержащих удобрений по отношению к фосфорным и калийным, с преобладанием зерновых культур в структуре посевных площадей, которые характеризуются высоким выносом азота, недостатком органического вещества в почвах и т.д.
В то же время, анализ производственных данных свидетельствует о том, что в современных условиях высокие урожаи сельскохозяйственных культур получают в хозяйствах, применяющих минеральные удобрения в дозах и способах, близких к рекомендуемым, а также обеспечивающих посев сельскохозяйственных культур по лучшим предшественникам в системе севооборотов с высоким уровнем агротехники. При этом из-за высокой стоимости минеральных удобрений наибольший эффект получается, когда удобрения применяют в виде стартовых доз при локальном (рядковом) внесении. В этом случае стоимость гектарной дозы удобрений (аммофоса) составит около 1,5-2,0 тыс. руб.
Эффективность использования минеральных удобрений в производстве подтверждается и данными урожайности сельскохозяйственных культур таких предприятий Омской области как: ООО «Соляное», КФХ «Тритикум» Черлакского района, ЗАО «Иртышское» Омского района, АСП «Краснодарское», ЗАО «Нива» Павлоградского, СПК «Лесной» Исилькульского, СПК «Большевик» Полтавского района и ряда других лидеров сельскохозяйственного производства.
Сбалансированное использование минеральных и органических удобрений в хозяйствах Омской области
способствует получению на отдельных полях урожайности зерновых культур 59-61 ц/га, что уже на протяжении последних десяти лет даёт в среднем 3,3 млн т зерна. Это позволяет региону удерживать лидирующие позиции в Сибирском федеральном округе и Российской Федерации.
Выводы. Таким образом, в условиях интенсивно развивающегося сельскохозяйственного производства одним из путей сохранения почвенного плодородия почв Омской области при стабильности валовых сборов зерновых культур на уровне 3-3,5 млн т является комплексный подход к применению минеральных и органических удобрений, в том числе удобрений из птичьего помета. Использование органических удобрений при указанной технологии позволяет замкнуть круговорот веществ по схеме поле-потребитель-поле, т. е. вынесенные с урожаем элементы минерального питания возвращаются в почву в виде органических удобрений, способствуя сохранению почв.
Литература
1. Сычев В.Г., Шафран С.А., Духанина Т.М. Прогноз потребности сельского хозяйства России в минеральных удобрениях до 2030 года // Плодородие,- 2016 -№ 2.-С. 5-7.
2. Проблемы почвенного плодородия Омской области / ФГБУ «ЦАС» Омский». - Омск, 2012. - 288 с.
3. Мищенко Л.Н.. Прудникова В.М. Почвы Омской области и их сельскохозяйственное использование. - Омск, 1986. - 150 с.
4. Красницкий В.М., Орлова Л.Н.. Пунда НА. Рекомендации по использованию птичьего помета в Омской области. - Омск, 1989. - 38 с.
5. Красницкий В.М.. Шмидт А.Г. Динамика плодородия пахотных почв Омской области и эффективность использования средств его повышения в современных условиях//Достижения науки и техники АПК. - Т. 30. - 2016-№ 7. - С. 34-37.
6. Красницкий В.М.. Шмидт А.Г. Агрохимическая характеристика пахотных почв Омской области // Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 125-летию со дня рождения К.П. Горшенина и 100-летию со дня рождения Н.Д. Градобоева 24-25 сентября - Омск, 2013- С.78-82.
7. Абрамов А.П.. Крымова Е.А. Состояние плодородия пахотных почв в Нижегородской области// littpsy/agroliim-mini/articles/47-sostovaiTei-plodorodiva-paUTOfavMT-zemel-v-nMTegorodskoi-oblasti.htail
AGROCHEMICAL CHARACTERISTICS OF AGRICULTURAL SOILS AND EFFECTIVENESS OF AGRICULTURAL
PRODUCTION IN OMSK REGION V.M. Krasnitskiy, AG. Shmidt
Omskiy Center of Agricultural Service, Koroleva pr. 34, Omsk, 644012, Russia, E-mail: krasnitsky(S)omsknet.ru
In current study we based on the characteristics of Omsk region soils. The study demonstrates the status of soil fertility based on results of 1966-2017 state monitoring. During the study we discovered the dynamics of aforementioned status. Effectiveness of mineral and organic fertilizers application in Omsk region also was investigated. Key words: soil fertility, state monitoring, fertilizers, yield, grain crops
