CC BY
135
ПОЧВОВЕДЕНИЕ ' И РАСТЕНИЕВОДСТВО ,
УДК 631.416.2(571.51) Н.Г. Рудой
ДЕФЕКТНОСТЬ ГРАДАЦИЙ СОДЕРЖАНИЯ ФОСФАТОВ В ПОЧВАХ КРАСНОЯРСКОЙ, КАНСКОЙ, МИНУСИНСКОЙ ЛЕСОСТЕПИ И ПРИЛЕГАЮЩЕЙ ПОДТАЙГИ
В статье рассматривается градация содержания фосфатов в почвах. По мнению автора статьи, дефектная группировка почв по содержанию фосфора искажает агрохимические картограммы, оценку потребности почвы в фосфорных удобрениях, а также показатели мониторинга.
Ключевые слова: почва, пшеница, фосфорное удобрение, мониторинг.
N.G. Rudoi
GRADATION FAULTINESS OF PHOSPHATE AVAILABILITY IN SOILS OF THE KRASNOYARSK, KANSK, MINUSINSK FOREST STEPPE AND BORDERING SUBTAIGA
Phosphates availability gradation in soils is considered in the article. In the opinion of the author of the article, defective soil grouping according to the phosphorus availability distorts agrochemical cartograms, estimation of soil need in phosphoric fertilizers, and also monitoring indicators.
Key words: soil, wheat, phosphoric fertilizer, monitoring.
Агрохимическое обследование пашни в Красноярском крае начато в 1965 г. До введения в пользование Рабочей инструкции [7], утверждённой в 1967 г. Главным управлением химизации сельского хозяйства СССР, агрохимическая служба использовала Руководство по составлению почвенных и агрохимических карт 1964 г. [10]. В Рабочей инструкции оставлены без изменения градации по фосфору на почвах Ачинско-Боготольской и Чулымо-Енисейской лесостепи (табл. 1). Для Канской, Красноярской и Минусинской лесостепи с прилегающей подтайгой даны новые градации. Они основаны на диагностических опытах, которые проведены на чернозёмах в Канской лесостепи [1;7].
Общепринятая группировка почв по содержанию фосфора реализуется в России с середины прошлого столетия. Она подтверждена Методическими указаниями по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения, утверждённых министром сельского хозяйства России и президентом Российской академии сельскохозяйственных наук в 2003 г.
Таблица 1
Группировка почв по содержанию фосфатов в регионах Красноярского края, Р2О5, мг/100 г почвы [7]
Класс содержания и уровень обеспеченности Лесостепь с прилегающей подтайгой
Метод анализа по Чирикову Метод анализа по Кирсанову
Ачинско- Боготольская, Чулымо- Енисейская Канская, Красноярская, Минусинская Ачинско- Боготольская, Чулымо- Енисейская Канская, Красноярская, Минусинская
1 - очень низкий < 2,5 <10 <5 <15
2 - низкий 2,5-5 10-15 5-10 15-20
3 - средний 5-10 15-20 10-15 20-25
4 - повышенный 10-15 20-25 15-20 25-30
5 - высокий 15-20 25-30 20-25 30-35
6 - очень высокий > 20 > 30 >25 >35
В первом классе содержания фосфатов местной градации объединены классы очень низкого, низкого и среднего содержания. К четвёртому классу отнесены почвы с величиной содержания фосфатов 6-го класса общепринятой градации. Для двух классов - 5-6 - добавлены новые интервалы - 25-30 и > 30 мг Р2О5 на 100 г почвы. Эти несостоятельные манипуляции сказались на технологии расчёта доз удобрений. Например, согласно общепринятой градации, доза удобрений на почвах первого класса увеличивается на 30%. Это выполняется на почвах с содержанием < 2 мг Р2О5 на 100 г почвы. По местной же градации на 30% увеличивают дозу на почвах с содержанием до 10 мг Р2О5 на 100 г почвы. Первоочередная потребность в фосфорных удобрениях устанавливается на почвах с содержанием фосфатов, отвечающих 1-3 классам. По общепринятой градации это распространяется на почвы с содержанием < 10 мг Р2О5 на 100 г почвы. По местной градации - на почвы с содержанием до 20 мг Р2О5 на 100 г почвы. Оптимальным содержанием фосфатов в почве оценивается 4-й класс. По общепринятой градации это 10-15, а по местной - 20-25 мг Р2О5 на 100 г почвы.
Контрастно различаются структуры обеспеченности фосфором пашни при использовании рассматриваемых градаций. Обеспеченность пашни фосфором в крае оценивается необоснованно. Если на всей территории края использовать общепринятую группировку, то доля почв с очень низким, низким и средним содержанием фосфора составит 23,9% из обследованной площади 3,1 млн га. Поскольку на значительной площади используется местная группировка почв, то доля почв с очень низким, низким и средним содержанием фосфора составляет 41,2%. Для отдельных административных районов эта разница очень значительная. Например, в Абанском районе с площадью 111,5 тыс. га такая разница выражается в 6,2 раза, в Каза-чинском районе с обследованной площадью 48,2 тыс. га - в 45,2 раза. В 16 административных районах Канской и Красноярской лесостепи по общепринятой градации в фосфорных удобрениях нуждаются почвы на площади 234,5 тыс. га, а по местной градации - на площади 717,1 тыс. га. Таким образом, землепользователи, используя выдаваемые им агрохимические картограммы, будут применять фосфорные удобрения на площади 482,6 тыс. га, на которой фосфорные удобрения не повысят урожайность.
К настоящему времени накопились обширные материалы опытов с удобрениями, которые свидетельствуют о несоответствии действия суперфосфата на продуктивность пшеницы с прогнозом на основе региональной группировки почв [2; 4-6; 8-9; 11]. Нет обоснования разделению земледельческой территории края на 2 группы: Ачинско-Боготольскую, Чулымо-Енисейскую лесостепь и Красноярскую, Канскую, Минусинскую лесостепь (с прилегающей подтайгой). В этих регионах биоклиматические условия почвообразования близкие, а материнские породы идентичные - палевые лёссовидные суглинки, коричнево-бурые глины, суглинки с галькой и другие, что определило тождественный характер почвообразовательных процессов и организацию почвенного покрова. Почвы представлены аналогичными по генезису подтипами чернозёмов -обыкновенными, выщелоченными, оподзоленными и серыми лесными почвами. Субстантивные свойства почв на этих территориях аналогичные: близкий характер и пространственная особенность гранулометрического состава, гумусность, соотношение гуминовых и фульвокислот, состав обменных катионов и степень насыщенности основаниями. Общее содержание фосфора в почве, соотношение органического и минерального фосфора аналогичное.
Высокая пространственная изменчивость содержания легкорастворимых фосфатов свойственна всем регионам края. Высокое и низкое содержание обнаруживается повсеместно, в том числе в пределах одного хозяйства. Как правило, в Красноярской, Канской и Минусинской лесостепи доля почв с повышенным содержанием фосфатов выше, чем в Ачинско-Боготольской и Чулымо-Енисейской лесостепи.
Общее содержание фосфора в чернозёмах Приенисейской Сибири изменяется в широких пределах. В пахотном слое чернозёмов обыкновенных количество его составляет 0,230-0,295%, выщелоченных - 0,197-
0,297, оподзоленных - 0,254-0,322%. Установлено, что содержание минеральных фосфатов несколько снижается при повышении гумусности почвы. Групповой состав фосфатов в этих почв изучен слабо. Представление
о соотношении фракций фосфора в них можно получить по небольшому числу объектов. Количество кальций-фосфатов возрастает с повышением карбонатности, а алюмо- и железо-фосфатов при этом резко понижается. В чернозёме выщелоченном стационарного опыта Солянской СХОС методом Чанга и Джексона установлено, что преобладают фосфаты кальция. В пахотном слое на них приходится 69%, на фосфаты алюминия - 20,7, фосфаты железа - 9,7%. С глубиной количество всех форм соединений фосфора снижается. Особенно значительно это для фосфатов железа. Рыхлосвязанных фосфатов в пахотном слое на вариантах без удобрений
найдено 0,25-0,44 мг Р2О5 на 100 г почвы, что составляет всего лишь 0,4—0,6% от суммы фракций. Во втором полуметре почвенного профиля содержание их уменьшается до 0,17 мг Р2О5 на 100 г почвы.
Равновесная концентрация почвенного раствора (фактор «интенсивности» — I) выражается величинами извлекаемых фосфатов при воздействии на почву слабыми растворами при узком соотношении почва: раствор. На чернозёме стационарного опыта использован метод Скофилда (0,02н CaCІ2; 1:5). Установлено, что при содержании в почве 12,0—15,6 мг Р2О5 на 100 г почвы (по Чирикову) подвижность фосфора выражается значениями от 0,042 до 0,120. При этом различия в содержании легкорастворимых фосфатов составляют всего лишь 30%, а различия концентраций почвенного раствора — 286%. Размах варьирования фактора интенсивности (I) почти в 10 раз превышает величину варьирования фактора ёмкости ^). Показатель подвижности фосфора по методу Карпинского-Замятиной изменяется от 0,23 до 0,61 мг Р2О5 на 100 г почвы. Таким образом, по методу Карпинского-Замятиной извлекается фосфора из почвы намного больше, чем по методу Скофилда. Однако оба показателя подвижности фосфора намного чувствительнее методов Чирико-ва и Труога, которые оценивают фактор ёмкости. Корреляция показателей Р2О5 в мг на 100 г почвы по Труо-гу и Карпинскому-Замятиной выражается коэффициентами 0,88—0,93 (порог достоверности при уровне значимости 0,01 равен 0,57). Очень близкие к этим показателям величины и соотношение между ними на серых лесных почвах Тулуно-Иркутской лесостепи.
Обстоятельные многолетние опыты с фосфорными удобрениями проведены Солянской агрохимической лабораторией на чернозёмах Канской лесостепи [2]. Суперфосфат обеспечивал неплохой прирост урожайности пшеницы на почвах с содержанием Р2О5 7— 9 мг / 100 г (табл. 2). В те же самые годы на сопряжённом опыте на почвах с содержанием Р2О5 14—16 мг/ 100 г действие суперфосфата на пшеницу не проявилось совершенно на всех предшественниках по азотно-калийному фону (табл. 3).
Таблица 2
Действие суперфосфата на урожайность пшеницы при содержании в почве Р2О5 7-9 мг/100 г
(среднее за 7 лет [2]; фрагмент)
Вариант Пред шественник пшеницы, ц/га* Ячмень
Пар Кукуруза Пшеница
Контроль 23,5 17,9 16,4 16,8
NK - фон 24,8 19,7 15,6
N^60 3,6 2,3 1,1 1,9
* В табл. 2—3 на контроле и фоне — урожайность, а в остальных вариантах - прирост урожайности.
Таблица 3
Действие суперфосфата на урожайность пшеницы на чернозёме при содержании в почве Р2О5 14-16 мг/100 г (среднее за 7 лет [2]; фрагмент)
Вариант Предшественник пшеницы, ц/га
Пар Пшеница Кукуруза Пшеница
Контроль 30,7 14,0 17,1 16,3
NK - фон 32,2 18,0 22,1 23,5
Фон +Р60 0,1 - 0,4 0,6 0,8
В совхозе «Енисейский» (Минусинская лесостепь) в трёхлетних опытах на почвах с содержанием Р2О5 17—21 мг на 100 г (класс среднего содержания по местной градации) суперфосфат в дозе 60 кг д.в. на
1 га пашни обеспечил прибавку на фоне азотно-калийных удобрений 1,3 ц/га. Это всего лишь 1 кг зерна на 1 кг суперфосфата. Затраты на удобрение не окупаются. Близкая эффективность суперфосфата получена в других опытах. Согласно общепринятой группировке почв по фосфору это класс повышенного содержания и на них применение фосфорных удобрений не рекомендуется.
На выщелоченном чернозёме Солянской СХОС в 1969 г. заложен стационарный опыт с севооборотом: пар-пшеница-пшеница-кукуруза-пшеница-пшеница. Содержание Р2О5 в почвах опыта варьирует в пределах 12,0—15,6 мг на 100 г почвы, совпадая с третьим классом местной градации. За первую ротацию среднегодовая продуктивность севооборота составила по вариантам: без удобрений — 24,5, по NK — 31,4, по NPK
— 32,3 ц/га зерновых единиц. Таким образом, за счёт суперфосфата прирост продуктивности севооборота оценивается всего в 0,9 ц/га. В то же время от азотных удобрений (по фону РК) продуктивность возросла на 7,0 ц/га [8—9].
Естественно, необходимо оценить диагностические опыты Красноярского НИИСХ, на основе которых были разработаны местные градации для Канской, Красноярской и Минусинской лесостепи. Опыты поставлены на территории землепользования Солянской СХОС. В течение четырёх лет проведено 35 опытов [1; 7]. Только в 11 из них доказывается прирост урожайности пшеницы от суперфосфата в дозе Р45. В пяти из них прирост урожайности пшеницы от Р45 всего лишь на 0,1—0,2 ц/га превышает значения наименьшей существенной разности (3Е по Перегудову). Окупаемость зерном единицы действующего вещества суперфосфата низкая. Результаты 19 опытов полностью согласуются с прогнозными оценками общепринятой градации, как не нуждающиеся в фосфорных удобрениях. По местной же градации фосфорные удобрения должны были повысить урожай в 19 опытах из 24, в которых пшеница не прореагировала на внесение суперфосфата.
10 опытов использованы нами для определения корреляционно-регрессионной связи прироста урожайности с содержанием в почве Р2О5, извлекаемого 0,002 н. серной кислотой (по методу Труога). Коэффициент корреляции существенен. R = — 0,79, его ошибка Г; = 0,15, t фактическое = 5,44, t табличное = 2,31. Коэффициент регрессии выражается величиной Вух = 0,099, что означает снижение прироста урожайности пшеницы на 0,099 ц/га при увеличении содержания в почве Р2О5 на 1 мг/100 г. Полученные результаты использованы для построения теоретической линии регрессии У (прибавка урожайности) на Х (содержание Р2О5 в мг на 100 г почвы по Труогу). По уравнению У = Уср + Вух (X — Хср) определены значения У™ и Утах. Они соответственно равны 2,04 и 3,72 ц/га. В уравнение вводились фактические значения Хтт = 12 и Хтах = 29 мг Р2О5 на 100 г почвы. Средний прирост урожайности пшеницы в группе опытов со статистически доказанным приростом составляет 2,7 ц/га. (Средняя арифметическая величина наименьшей существенной разницы (3Е по Перегудову) равна 2,2 ц/га). На графике средняя прибавка урожайности 2,7 ц/га совпадает с содержанием в почве 8,0 мг Р2О5 на 100 г почвы.
Поскольку с 1968 г. для чернозёмных почв в стране принят метод определения Р2О5 по Чирикову (вытяжка 0,5 н. уксусной кислоты), перевели полученный на графике показатель посредством уравнения линейной регрессии У = Уср — ВУХ (X — Хср), где У — содержание Р2О5 в мг/100 г почвы по методу Чирикова, Х — содержание Р2О5 в мг/100 г почвы по методу Труога, В — коэффициент регрессии У по X. Для решения уравнения необходимы значения коэффициента регрессии содержания в почве Р2О5 по методу Чирикова и Труога. С этой целью нами проанализировано 30 почвенных проб, отобранных на стационарном опыте Солянской СХОС. В выборку вошли почвы с содержанием Р2О5 по Труогу от 14,4 до 26,8, по Чирикову — 11,1— 13,5 мг/100 г. Коэффициент корреляции показателей составил 0,42 ± 0,14, t фактический = 3,0, t табличный = 2,05, Вух = 0,10.
Используя данные по содержанию в почве Р2О5 и прирост урожайности пшеницы в опытах от внесения в почву суперфосфата (Р45), построили теоретическую линию регрессии, которая позволила установить, что прирост урожайности пшеницы на почвах с содержанием выше 15,4 мг Р2О5 на 100 г почвы по Чирикову не доказывается. Уместно упомянуть, что оптимальное содержание фосфатов в почвах на территории СССР по методам Чирикова и Кирсанова оценивалось неоднократно в журнале «Агрохимия» на уровне 10—15 мг Р2О5 на 100 г почвы [3].
Выводы
1. В Рабочей инструкции агрохимической службы [7] земледельческая территория Красноярского края для целей агрохимического картографирования необоснованно разделена на две группы.
2. Использование предназначенной для Красноярской, Канской и Минусинской лесостепи (с прилегающей подтайгой) градации почв по содержанию легкорастворимого фосфора при составлении агрохими-
ческих картограмм обусловливает значительное завышение доли почв с потребностью в фосфорных удобрениях, что предопределяет существенные неокупаемые затраты на применение фосфорных удобрений.
3. Градация почв по содержанию легкорастворимых фосфатов, предназначенная для Красноярской,
Канской и Минусинской лесостепи, научно не обоснована и подлежит категорическому исключению из употребления.
Литература
1. Антипина Л.П. Эффективность фосфорных удобрений в связи с содержанием подвижных фосфатов на черноземах лесостепной зоны Красноярского края: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. — М.: ВНИИУА, 1966. — 27 с.
2. Гоинберг И.И. Эффективность возрастающих доз фосфорных удобрений под зерновые культуры в зависимости от предшественника и содержания фосфора в почве // Фосфор в почвах Сибири. — Новосибирск: СО ВАСХНИЛ, 1983. — С. 131—139.
3. Касицкий Ю.И. Об оптимальном уровне обеспеченности почв СССР подвижным фосфором // Агрохимия. — 1979. — № 3. — С. 135—141.
4. Кильби ИЯ. Результаты изучения агрохимических свойств почв и эффективности минеральных удобрений в зоне деятельности Солянской зональной агрохимлаборатории // Удобрение и урожай. — Красноярск: Кн. изд-во, 1975. — С. 115—145.
5. Крыжановская Н.Н., Астафьева В.П., Кондрашов П.Г. Эффективность азотных удобрений на чернозёмах Канской лесостепи // Плодородие почв и его воспроизводство в земледелии Восточной Сибири.
— Новосибирск: ВАСХНИЛ. Сиб. отд-ние, 1988. — С. 38—46.
6. Результаты полевых опытов с удобрениями Государственной агрохимической службы. — М., 1971. —
4. 1. — С. 564—592.
7. Рабочая инструкция для зональных агрохимических лабораторий по крупномасштабному агрохимическому исследованию почв, проведению опытов с удобрениями и составлению рекомендаций по применению удобрений в колхозах и совхозах Восточной Сибири. — М., 1967. — 108 с.
8. Рудой Н.Г. О несоответствии градаций обеспеченности почв фосфором с результатами опытов в Канской, Красноярской и Минусинской лесостепях // Бюл. ВНИИ удобрений и агропочвоведения им. Д.Н. Прянишникова. — 2003. — № 117. — С. 84—86.
9. Рудой Н.Г. Некорректная группировка почв по содержанию фосфатов. Возможности использования руд местных месторождений на почвах Красноярского края // Почвы Сибири: Особенности функционирования и использования. — Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2003. — С. 129—133.
10. Руководство по составлению почвенных и агрохимических карт. — М.: Колос, 1964. — 384 с.
11. Танделов Ю.П. Плодородие почв и эффективность удобрений в Средней Сибири. — М.: Изд-во МГУ, 1998. — 302 с.
