CC BY
109
УДК 631.422
ДИНАМИКА АГРОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ ПАХОТНЫХ УГОДИЙ И ОБЪЕМОВ ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ ВО ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ
В.И. КОМАРОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, директор (e-mail: [email protected]), З.Т. КАЛИНИНА, зам. директора А.В. ГРИШИНА, кандидат сельскохозяйственных наук, начальник отдела
Центр агрохимической службы «Владимирский», ул. Соколова-Соколёнка, 26а, Владимир, 600027, Российская Федерация.
Резюме. Исследования проводили с целью анализа состояния плодородия пахотных почв Владимирской области по основным агрохимическим показателям: кислотность - по ГОСТ 26483-85; содержание органического вещества (гумуса) - по ГОСТ 26213-91, подвижных соединений фосфора и калия (по Кирсанову) - по ГОСТ 26207-91. В работе использовали материалы сплошного агрохимического обследования пахотных почв, проводимого центром агрохимической службы «Владимирский» в 1965-2015 гг., данные органов государственной статистики и оперативной отраслевой отчетности. По результатам первого тура обследования (1965-1970 гг.) агрохимические показатели плодородия почвы по степени кислотности (4,7 ед. рН) соответствовали среднекислому значению, по содержанию гумуса (1,74 %) - низкому, фосфора (56 мг/кг) - ближе к низкому, чем к среднему, калия (91 мг/кг почвы) - среднему уровню. Увеличение объемов внесения химмелиорантов, органических и минеральных удобрений привело к положительным изменениям в структуре пахотных почв. К 1996 г. площади кислых почв сократилась с 90 до 26,6 %, почв с очень низким и низким содержанием гумуса - с 73,1 до 50,1 %, фосфора - с 60,7до 12 %, калия -с 47,7 до 18 %. Уменьшение применения удобрений, начавшееся с середины 90-х гг., вызвало развитие обратных процессов. В первую очередь это проявилось в подкислении почв (с 5,6 до 5,54 ед.рН), росте площадей кислых почв (с 26,6 до 44%), а также на снижении обеспеченности подвижным калием (со 131 мгдо 102 мг/кг почвы). Вместе с тем падения содержания органического вещества и подвижного фосфора в почвах пока не произошло. По-видимому, это обусловлено последействием внесенных ранее значительных объемов органических удобрений и фосфоритной муки, а также, возможно, исключением из оборота малоплодородных почв. Ключевые слова: плодородие, кислотность, гумус, подвижные соединения фосфора и калия, Владимирская область, почва.
Для цитирования: Комаров В.И., Калинина З.Т., Гришина А.В. Динамика агрохимических показателей плодородия почв пахотных угодий и объемов применения средств химизации во Владимирской области //Достижения науки и техники АПК. 2016. Т.30. №11. С. 17-23.
Плодородие почв, его сохранение, воспроизводство и рациональное использование - одно из основных условий устойчивого ведения сельскохозяйственного производства
Цель наших исследований - оценка динамики состояния плодородия пахотных почв Владимирской области по основным агрохимическим показателям за 1965-2015 гг.
Условия, материалы и методы. Владимирская область расположена в центральной части Русской равнины, в Волжско-Окском междуречье, представляющем расчлененную довольно густой речной сетью слабовсхолмленную равнину со средней высотой над уровнем моря 130 м, с отметками 200-270 м на край-
нем северо-западе в пределах Клинско-Дмитровской гряды и самой низкой точкой, имеющей абсолютную высоту 68 м, на крайнем востоке области - в месте слияния рек Клязьма и Ока. Далее к востоку от окончания Клинско-Дмитровской гряды простирается высокая изреженная оврагами слабоволнистая равнина, восточная часть которой носит название Владимирского Ополья, представляющее собой уникальное природное образование - островок темноцветных почв, сходных по своим признакам с зональными серыми лесными почвами. Юго-западная часть области занимает северо-восточный угол обширной Мещерской низменности, в восточной части области с севера на юг протянулся один из отрогов Окско-Цнинского вала.
Площадь области составляет 29 тыс. км2, протяженность с запада на восток 260 км, с севера на юг - 140 км. В состав субъекта Федерации входит 16 административных районов.
Площадь сельскохозяйственных угодий Владимирской области во всех категориях хозяйств, по данным на 01.01.2016 г. составляет 856,88 тыс. га, в том числе 560,58 тыс. га пашни. Почвенный покров, сформировавшийся на территории области под влиянием разнообразных форм рельефа, почвообра-зующих пород, растительности, густоты и развитости гидрографической сети, а также других факторов, довольно разнообразен, но преобладают в нем характерные для Нечерноземья дерново-подзолистые почвы. В целом по области в структуре пахотных земель 65% приходится на разной степени оподзоленности дерново-подзолистые почвы, 33% - на серые лесные и 2% - на пойменные и болотные. По механическому составу тяжелые суглинки занимают 5,1% площади пашни, средние - 30,2%, легкие суглинки, супеси, пески - 64,7%. В соответствии с преобладанием в почвенном покрове тех или иных типов и разновидностей почв область и разделяется на три зоны: первая - серых лесных суглинистых (Суздальский, Юрьев-Польский, Собинский, Кольчугинский и Александровский районы); вторая - дерново-подзолистых суглинистых (Вязниковский, Гороховецкий, Камеш-ковский, Ковровский и Муромский районы); третья - дерново-подзолистых супесчаных и песчаных (Гусь-Хрустальный, Киржачский, Меленковский, Селивановский и Судогодский районы). Вместе с тем, необходимо отметить, что подобное деление до некоторой степени условно, так как в отдельных районах имеются хозяйства, относящиеся по почвенным характеристикам к разным зонам.
Климат Владимирской области характерен для Центрального района Нечерноземной зоны. Он оценивается как умеренно-континентальный, умеренно влажный. Среднегодовое количество осадков 525-650 мм, в том числе 240-260 мм за период активной вегетации, что в среднем соответствует достаточному увлажнению, за исключением периодически повторяющейся майско-июньской засухи. Сумма активных суточных темпе-
Таблица 1. Динамика изменения структуры пахотных земель по почвенным зонам области и турам обследования за 1965-2015 гг., % от обследованной площади пашни
Наличие в структуре пашни на год окончания тура обследования: Почвенная зона Тур агрохимического обследования и год его завершения
1 1970 г. 2 1977 г. 3 1983 г. 4 1988 г. 5 1992 г. 6 1996 г. 7 2000 г. 8 2004 г. 9 2010 г. 10 2015 г.
Сильно- и среднекислых 1 66,0 51,3 30,2 20,8 7,9 5,2 5,4 4,2 4,3 6,8
почв с рН < 5,0 II 75,0 54,7 28,0 19,9 9,8 8,0 8,7 4,8 3,9 7,4
III 81,5 63,7 42,9 27,2 15,3 12,5 13,9 12,1 14,8 20,1
с низким содержанием I 39,9 26,2 12,7 10,5 5,8 3,3 2,6 2,2 2,4 2,2
фосфора (Р2О5 < 50мг/кг 76,2 53,9 34,3 27,2 15,7 12,3 7,0 6,1 4,7 7,9
почвы) III 80,7 55,2 40,5 29,3 19,3 14,8 16,4 14,6 14,5 16,6
с низким содержанием I 23,1 15,3 39,3 13,3 10,2 8,7 9,2 11,4 13,2 20,6
калия (К2О <80 мг/кг почвы) 68,1 44,7 28,2 23,3 23,8 28,4 24,5 31,9 42,4 49,9
III 65,6 47,5 41,3 29,1 26,3 28,8 40,0 51,4 61,5 63,0
с низким содержанием I - 44,2 20,2 18,4 15,4 19,3 16,7 13,6 13,6 12,5
органического вещества II — 99,4 86,8 75,0 78,4 80,7 70,3 71,9 74,6 71,2
(гумус < 2%) III - 96,3 92,7 75,9 84,1 76,9 76,1 75,7 78,2 77,4
ратур выше 10 0С с начала мая и до конца сентября (125-140 дн.) составляет от 19000 на северо-западе до 20000 на крайнем юго-востоке области. То есть в целом климатические условия можно охарактеризовать как благоприятные для ведения сельскохозяйственного производства [1].
По данным почвенного обследования Владимирского проектно-изыскательского предприятия «Роснииземпроект», естественное плодородие почвы пахотных земель невысокое вследствии незначительных запасов органического вещества, малого содержания илистых частиц и повышенной кислотности [2]. Оценка его состояния и направленности изменений опирается на данные периодически повторяющегося сплошного агрохимического обследования, которое началось после создания единой государственной агрохимической службы. С 1965 по 2015 гг. в области проведены десять туров агрохимического обследования. По итогам каждого из них сельхозпредприятиям, землепользователям (сельхозтоваропроизводителям) выдавали паспорта полей с перечнем показателей плодородия и безопасности, совмещенные картограмма-мы кислотности, содержания подвижных соединений фосфора и калия, рекомендации по воспроизводству и повышению плодородия почвы, рациональному применению удобрений.
Смешанные почвенные образцы при проведении обследования отбирали с каждых 5 га (с 1989 г. по ГОСТ 28168-89). За пятидесятилетний период отобрано и проанализировано более 1,1 млн образцов, в которых определяли: рНКС| по методу ЦИНАО (ГОСТ 26483-85); содержание органического вещества (гумуса) по Тюрину в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-91); содержание подвижных соединений фосфора и калия по Кирсанову в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26207-91). Кроме того, в работе использовали данные органов государственной статистики о внесении удобрений под урожай отчетного года и оперативной отраслевой отчетности о выполнении агрохимических мероприятий.
Результаты и обсуждение. Обобщение ре-
зультатов первого тура сплошного агрохимобследо-вания позволило констатировать невысокий уровень плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения в целом по области и одновременно установить, что наиболее неблагоприятные свойства имеют пахотные угодья третьей почвенной зоны с дерново-подзолистыми супесчаными и песчаными почвами. Так, доля сильно- и среднекислых почв по этой зоне составила 81,5 %, тогда как по второй - 75, по первой - 66 %, почв с низким содержанием подвижного фосфора - 80,7, 76,2 и 39,9 %, соответственно (табл. 1). Практически аналогичной была ситуация по содержанию калия и органического вещества в почве. Причем подобную неравнозначность уровня плодородия отмечали по результатам всех последующих циклов агрохимобследования (табл. 2). Анализ материалов агрохимобследования 1965-1970 гг. позволил обратить внимание управленческих структур всех уровней на неудовлетворительное состояние почвенного плодородия и острую необходимость его улучшения. Особенно неблагоприятно обстояло дело с избыточной кислотностью почв пашни, лимитирующей рост продуктивности посевов и эффективности применения минеральных удобрений.
Известкование кислых почв в области осуществляли и до 1965 г., однако работу вели бессистемно, в основном силами сельхозпредприятий и в незначительных объемах. За 1961-1964 г. произвестковали 137,2 тыс. га, или по 34,3 тыс. га ежегодно, чего было явно недостаточно для значительного сдвига кислотности в лучшую сторону. Таблица 2. Динамика средневзвешенных агрохимических показателей плодородия почв пашни по зонам и турам обследования в 1965-2015 гг.
Почвен- Т ур агрохимического обследования и год его завершения
ная 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
зона 1970 г. 1977 г. 1983 г. 1988 г. 1992 г. 1996 г. 2000 г. 2004 г. 2010 г. 2015 г.
Кислотность почв
I 4,8 5,0 5,3 5,3 5,6 5,7 5,8 5,68 5,66 5,58
II 4,7 4,9 5,3 5,5 5,7 5,7 5,7 5,71 5,67 5,61
III 4,8 4,9 5,1 5,4 5,6 5,7 5,6 5,55 5,49 5,40
Подвижный фосфор, мг/кг почвы
I 75 85 113 119 144 158 162 152 150 159
II 42 61 88 100 128 140 142 141 138 142
III 38 58 78 98 117 130 118 121 123 126
Подвижный калий, мг/кг почвы
I 111 114 122 131 142 139 135 128 129 117
II 74 89 112 121 122 113 111 106 95 91
III 47 87 98 115 121 114 97 87 79 82
Органическое вещество,%
I 2,20 2,28 2.48 2,57 2,61 2,59 2,53 2,44 2,56 2,65
II 1,41 1,43 1,66 1,72 1,70 1,82 1,86 1,82 1,83 1,86
III 1,24 1,35 1,60 1,66 1,57 1,75 1,75 1,79 1,76 1,76
Таблица 3. Динамика объемов известкования и степени кислотности почв пашни области за 19652015 гг.
Показатель Ту о агрохимического обследования и год его завершения
1 1970 г. 2 1977 г. 3 1983 г. 4 1988 г. 5 1992 г. 6 1996 г. 7 2000 г. 8 2004 г. 9 2010 г. 10 2015 г.
Обследованная площадь, тыс. га Произвестковано, тыс. га: всего в среднем за год
Внесено доломитовой муки, тыс. т: всего в среднем за год
648,2 650,5 662,8 656,6
490.1 788,9 770,3 672,8 81,7 112,7 128,4 134,6
1567,0 3449,1 3664,1 3651,9
261.2 492,7 610,7 730,4 Изменение структуры площадей почв пашни по степени кислотности
581,1 527,5 440,7 337,5 89,6 81,1 66,7 51,5
Кислые почвы (рН<5,5): тыс. га
%
в том числе нуждающиеся в первоочередном известковании (рН<5,0): тыс. га
%
Почвы с близкой к нейтральной реакции
среды (рН 5,6-6,0): тыс. га %
Почвы с нейтральной реакцией среды
(рН>6,0): тыс. га
%
Средневзвешенная величина рН, ед. рН Баланс углекислого кальция (СаСО3) в пахотных почвах области, кг/га пашни
467,7
72.1
43.2
6,7
23,9
3,7 4,7
361,7
55,6
86,4
13,3
36,6
5,6 5,0
219.5 146,0 33,3 22,3
165.6 210,9 25,0 32,1 56,5 108,2
8,5 5,3
16,4 5,4
655,8
487.0 121,8 2446,9 611,7
215,6 32,9
66,7
10.3
267.1 40,7 173,1
26.4 5,6
597,6 119,0
29.8 508,9 127,2
159,5 26,6
46.9 7,8
264.0 44,2
174.1
29,2 5,75
554,6 90,23 22,6
365.6 91,4
172.4 31,1
47.8 8,6
237.7
42.9
144.5
26,0 5,72
522,5 485,9 83,42 52,12
20,9 318,1 79,5
161,8 31,0
85,6
16,4 5,67
8,7 192,6 32,1
9,8 5,62
508.2 25,83
5,2
106.3 21,3
164,1 226,6 33,7 44,6
33,7 34,9 53,4
6,5 7,1 10,5
275,1 274,3 242,0
52,6 56,5 47,6 47,5
39,6
7,8 5,54
-112 +46 +147 +211 +132 -255 -243 -247 -298 -307
Плодородие, как известно, во многом зависит от уровня применения средств химизации. Именно с 1965 г. в области было положено начало целенаправленной работе по наращиванию объемов использования удобрений и химмелиорантов. Мероприятия по раскислению почв приняли системный характер. Площади известкования кислых почв год от года увеличивались - с 61,6 тыс. га в 1965 г. до 81,7 тыс. га в среднем за годы первого тура агрохимобследования и до 134,6 тыс. га в год во время 4 тура. Внесение доломитовой муки выросло за те же годы соответственно со 184,5 тыс. т до 261,2 и 730,4 тыс. т (табл. 3). В отдельные периоды объемы этих мероприятий были еще более впечатляющими. Так, в среднем за 19861990 г. известковали по 158,4 тыс. га с внесением 835,2 тыс. т химмелиоранта. За пять туров агрохимобследования (28 лет) известкование провели в общей сложности на площади 3209,1 тыс. га, при этом было внесено 14779 тыс. т доломитовой муки. Другими словами, вся пашня была произвесткована около 5 раз. Благодаря подобным объемам работ по химмелиорации произошли большие изменения в структуре кислотности пахотных почв. Доля кислых почв сократилась с 90 % по данным первого тура до 26,6% - в шестом туре (на 421,6 тыс. га, или на 63 %), из них сильно- и среднекислых почв на 420,8 тыс. га, или на 64,3 %. Одновременно доля площадей пашни с близкой к нейтральной реакцией почвенного раствора выросла на 34,0-37,5 % (220,8-223,9 тыс. га), с нейтральной - на 25,5 %, или на 150,2 тыс. га. Средневзвешенная кислотность почв пашни по области к 1991 г. достигла 5,6 единицы рН, то есть была близкой к нейтральной. На 01.01.1996 г. на областной картограмме кислотности все районы были окрашены в зелёный цвет, а Ковровский район - в темно-зелёный, соответствующий нейтральной реакции.
Выполняемые объемы известкования позволяли поддерживать кислотность почв пашни в целом по области на оптимальном уровне, равном - 5,7 рНкс| довольно длительное время - с 1991 по 2003 гг. включительно. Однако в связи с резким снижением объемов химмелиорации (в 4-19 раз относительно 5
тура), с 1993 г. в почвах земель сельскохозяйственного назначения начался и до сих пор продолжается практически повсеместно обратный процесс под-кисления почв. К 1997 г. на картограмме кислотности области появляется первый, более кислый «желтоокрашенный» район, а к 2016 г. такой стало уже 46 % обследованной площади пашни области (9 из 16 административных районов). Известкования в объемах 2013-2015 гг. (2,5-3,3 тыс. га) явно недостаточно для предотвращения процессов подкисле-ния. Сокращение известкования за годы 6-10 туров агрохимобследования на 86 % (по отношению к 5му туру) привело к значительному дефициту кальция в почвах и отрицательному его балансу, составившему в среднем за годы десятого тура минус 307 кг на 1 га пашни (см. табл. 3). Дефицит кальция в земледелии ведет к повышению кислотности, потере гумусовых соединений и другим негативным процессам, иными словами - к истощению плодородия почв [3].
Одно из главных свойств почвы - гумусирован-ность, составляющая важнейшую основу её плодородия и продуктивности. Дерново-подзолистые и серые лесные пахотные почвы Владимирской области в естественном состоянии не отличались высоким содержанием органического вещества и собственно гумуса. Улучшение этой ситуации зависит и от отношения землепользователя-сельхозтоваропроизводителя, и от поддержки государства.
Начиная с семидесятых годов прошлого века и вплоть до 1990 г., то есть в «годы химизации», руководство Владимирской области уделяло пристальное внимание и оказывало всестороннюю поддержку решению проблем воспроизводства и повышения плодородия почв, в частности вопросам применения органических удобрений. В целях увеличения объемов внесения органических удобрений разрабатывали и использовали имеющиеся на территории области залежи сапропеля и месторождения торфа. Торф с объектов «Владимирмелиорация» и предприятий «Владимиртор-фа» успешно «работал» на плодородие пахотных почв области в составе торфо-навозных и торфо-пометных компостов. Практиковали также аммонизацию торфа, использование сидератов и излишков соломы. Внесе-
Таблица 4. Динамика объемов внесения органических удобрений и содержания органического вещества (гумуса) в почвах пашни области за 1971-2015 гг.
Тур агрохимобследования и год его завершения
Показатель 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1970 г. 1977 г. 1983 г. 1988 г. 1992 г. 1996 г. 2000 г. 2004 г. 2010 г. 2015 г.
Обследованная площадь, тыс. га 564,4 647,3 662,6 656,6 651,5 593,0 554,0 500,9 473,2 438,9
Внесено органических удобрений:
всего, тыс. т 21024 29980 29004 29979 19608 7364 3972 2763 3710 3550
в среднем за год, тыс. т 3504 4140 4834 5996 4902 1841 993 691 618 710
на 1 га пашни, т 5,4 6,3 7,3 9,1 7,8 3,3 1,9 1,3 1,4 1,9
Изменение структуры площадей пахотных почв по содержанию гумуса:
очень низкое (<1,4%) тыс. га - 127,2 133,5 127,8 120,8 104,4 96,8 73,8 49,2 43,6
% — 19,6 20,1 19,5 18,5 17,6 17,5 14,7 10,4 9,9
низкое (1,41-2,00%) тыс. га — 346,0 248,6 194,8 206,2 193,0 161,6 147,4 166,1 142,1
% — 53,5 37,5 29,7 31,7 32,5 29,2 29,4 35,1 32,4
среднее (2,01-2,50%) тыс. га — 94,5 167,5 188,1 161,3 141,8 134,6 130,9 116,7 96,8
% - 14,6 25,3 28,6 24,8 23,9 24,3 26,1 24,7 22,1
повышенное (2,51- тыс. га — 69,5 93,2 63,6 55,4 72,9 84,1 92,3 94,3 95,0
3,00%) % — 10,7 14,1 9,7 8,5 12,3 15,2 18,4 19,9 21,6
высокое (3,01-4,00%) тыс. га — 9,7 18,8 77,8 99,7 68,2 65,6 49,0 42,8 56,6
% — 1,5 2,8 11,8 15,3 11,5 11,8 9,8 9,0 12,9
очень высокое тыс. га — 0,4 1,0 4,5 8,1 12,7 11,3 7,5 4,1 4,8
(>4,01%) % — 0,1 0,2 0,7 1,2 2,2 2,0 1,6 0,9 1,1
Средневзвешенное содержание
гумуса, % — 1,74 1,76 2,10 2,10 2,17 2,14 2,12 2,18 2,25
Баланс гумуса в пахотных почвах
области, ц/га -2,2 -0,17 +1,43 +0,77 -1,43 -2,1 -2,6 -2,5 -0,45 -2,55
ние органических удобрений за годы четвертого тура агрохимобследования практически достигло 6 млн т, или по 9,1 т в расчете на 1 га пашни (табл. 4), что обеспечивало бездефицитный баланс гумуса.
Увеличение размеров внесения органического вещества не могло не оказать положительного воздействия на изменении структуры пахотных почв по обеспеченности гумусом. Доля площади почв с очень низким его содержанием сократилась с 19,6 % в среднем по 2-му туру до 9,9 % по 10-му туру (на 9,7 %), с низким содержанием - соответственно с
53.5 до 32,4 % (на 21,1 %). Одновременно увеличилась доля площадей со средним (с 14,6 до 22,1 %), повышенным (с 10,7 до 21,6 %) и даже с очень высоким (с 0,1до 1,1 %) содержанием гумуса. Средневзвешенная величина этого показателя увеличилась за 25 лет (с 1971 по 1996 г.) на 0,73 % (с 1,74 до 2,17 %). Сложные экономические условия, создавшиеся в девяностых годах в аграрном секторе области (как и во всей стране), негативно сказались и на объемах внесения органических удобрений. В разы сократилось поголовье скота, а, следовательно, и выход навоза, полностью прекратилось использование торфа, основного компонента для накопления органического вещества в условиях области, среднегодовые объемы внесения органического вещества в 8-10 турах уменьшились, относительно 5-го тура, в более чем в 7 раз, относительно 4-го - в 9 раз. Средневзвешенное содержание гумуса по области за годы 7-8 туров снизилось с 2,17 до 2,12 %. Некоторый его рост в период 9-го и 10-го туров связан с начавшимся выведением из сельскохозяйственного оборота земель с самыми бедными почвами, которые по этой причине не подвергали агрохимобследованию. По результатам десятого тура 42,3 % пахотных почв характеризуется очень низким и низким содержанием гумуса, 22,1 % - средним,
21.6 % - повышенным, 14 % высоким и очень высоким. Баланс гумуса в почвах области в связи с резким уменьшением объемов применения органических удобрений уже к 1995 г. стал отрицательный (минус 2,1 ц/га) и остается таким сегодня. Для поддержания бездефицитного баланса гумуса на уровне 2, 25 %
необходимо ежегодно вносить 9-10 т/га органических удобрений, фактическое же их использование составляет 1,3-1,9 т/га (см. табл. 4).
Обеспеченность почв фосфором отражается непосредственно на продуктивности сельхозкультур. Его недостаток лимитирует уровень урожая и снижает эффективность азотных и калийных удобрений. Многочисленные опыты показывают, что с увеличением содержания фосфора в почве урожаи повышаются. Так, в полевых опытах агрохимцентра «Владимирский» разница в урожайности ячменя на дерново-подзолистых почвах с низким и высоким содержанием фосфора (1968-1980 гг.) достигала 6-7 ц/га, озимой пшеницы -10,5 ц/га. Аналогичную картину наблюдали на серых лесных почвах (1965-1980, 1992-1994 гг.). Эффективность минеральных удобрений на хорошо обеспеченных фосфором почвах возрастала в 2-2,5 раза. При этом оплата прибавкой урожая каждого килограмма действующего вещества азотных туков увеличивалась в 4,7, фосфорных - в 8,1 раза и особенно заметно воз-ратала окупаемость калийных удобрений [4].
Обобщение результатов опытов с удобрениями, проведенных сотрудниками агрохимцентра, позволило выявить примерные оптимальные параметры агрохимических показателей, в том числе по содержанию подвижных соединений фосфора: для серых лесных почв - 180-200 мг, для дерново-подзолистых суглинистых - 170-180 и для дерново-подзолистых супесчаных и песчаных почв - 150-170 мг на 1 кг почвы.
Таким образом, содержание фосфора в почве - это и наиболее устойчивый показатель ее плодородия, и залог стабильно высоких урожаев сельхозкультур. Однако в целом по Владимирской области средневзвешенное содержание Р2О5 не достигало оптимального уровня ни в одном из туров агрохимобследования, хотя абсолютная его величина за годы наблюдений возросла на 90 мг/кг (с 56 до 146 мг), или в 2,6 раза (табл. 5). Поэтому нельзя не отметить большую работу по повышению фосфатного уровня пахотных почв, особенно в годы интенсивной химизации. Достаточно сказать, что по данным 1 тура агрохимобследования 60,7 % площади пашни, или 393,4 тыс. га в области
Таблица 5. Динамика объемов фосфоритования, внесения фосфорных удобрений и содержания подвижных соединений фосфора в почвах пашни области за 1965-2015 гг.
Показатель Ту р агрохимического обследования и год его завершения
1 1970 г. 2 1977 г. 3 1983 г. 4 1988 г. 5 1992 г. 6 1996 г. 7 2000 г. 8 2004 г. 9 2010 г. 10 2015 г.
очень низкое (< 25 мг/кг) низкое (26-50 мг/кг) среднее (51-100 мг/кг) повышенное (101-150 мг/кг) высокое (151-250 мг/кг) очень высокое (>250 мг/кг)
130,93 175,46 167,30 120,57 19,79 18,71 29,24 33,46 30,14 4,95 29 44 51 48 8,8 по содержанию подвижного фосфора
Обследованная площадь, тыс. га 648,2 650,5 662,8 656,6 655,8 597,6
Профосфоритовано: всего, тыс. га - 53,7 228,7 275,5 216,2 17,0
в среднем за год, тыс. га - 7,7* 38,1 55,1 54,0 4.25
Внесено фосфоритной муки: всего, тыс. т - 69,0 315,4 406,8 309,1 22,0
в среднем за год, тыс. т - 9,9 52,6 81,4 77,3 5,5
на 1 га, т - 1,3 1,4 1,5 1,4 1,3 Внесено фосфатных удобрений:
всего, тыс. т д.в. 65,84
в среднем за год, тыс. т д.в. 10,97
на 1 га пашни, кг. д.в. 17 Изменение структуры площадей пахотных почв
тыс. га 206,0 122,7 69,4 34,9 22,0 14,1
% 31,8 18,9 10,5 5,3 3,4 2,4
тыс. га 187,4 147,9 102,7 95,7 56,6 37,6
% 28,9 22,7 15,5 14,6 8,6 6,3
тыс. га 161,8 246,4 223,7 221,5 155,2 109,7
% 25,0 37,9 33,7 33,7 23,7 18,4
тыс. га 51,2 83,6 153,7 152,9 161,2 144,2
% 7,9 12,9 23,2 23,3 24,6 24,1
тыс. га 36,0 40,7 105,0 138,0 239,9 63,3
% 5,6 6,3 15,9 21,0 36,6 44,1
тыс. га 5,8 9,2 8,3 13,6 20,9 28,7
% 0,9 1,4 1,2 2,1 3,2 4,8
Средневзвешенная величина Р2О5, мг/кг 56 71 97 109 133 147
Баланс фосфора, кг д.в./га_-1,9 -1,1 нет данных +47 -11
554.6 0,24 0,06 0,30 0,075 1,25
5,30 1,32 2,4
12,6 2,3 28,9 5,2 102,1 18,4
131.7 23,8 247,7 44,7 31,6 5,7 146 -18
522,5 8,07 2,02 9,18 2,3 1,1
485,9 1,32 0,22 1,51 0,25 1,1
508,2
6,080 7,837 1,520 1,306 2,9 3,3
8,6 1,7 25,7 4,9 113,6 21,7 162,5
31.1 194,2
37.2 17,9 3,4 138 -19
9.5 1,9
21.5 4,4
103,5
21,3
160,9
33,1
177,7
36.6 12,8
2.6 140 -16
4,829 0,966
1.7
13,0 2,6 24,3
4.8 92,9 18,3 145,8 28,7 206,3 40,6 25,9 5,1 146 -12
*Фосфоритование начато в 1976 г.
характеризовались очень низкой (206,0 тыс. га) и низкой (187,4 тыс. га) обеспеченностью подвижным фосфором. Благодаря тому, что за 1976-2010 гг. было проведено фосфоритование 800,73 тыс. га, в том числе за 1976-1992 гг. 774,1 тыс. га (96,7 %), бедных фосфором, кислых почв, при этом внесли соответственно 1133,91 и 1100,3 тыс. т (97 %) фосмуки средневзвешенное содержание подвижного фосфора в пахотных почвах области выросло к 1992 г. на 77 мг -с 56 до 130 мг/кг почвы, то есть их удалось перевести из группы с низкой обеспеченностью в группу с повышенным содержанием этого элемента. За 1965 по 2015 гг. под сельскохозяйственные культуры внесено 703,936 тыс. т фосфорных удобрений в перерасчете на действующее вещество, в том числе 594,26 тыс. т, или 84,4% за годы 2-5 туров агрохимобследова-ния. Все это позволило сократить площадь пашни с очень низким содержанием фосфора на 193 тыс. га, или 29,2%, с низкой - на 163,1 тыс. га, или 24,1%. Одновременно доля площадей с повышенным его содержанием увеличилась с 51,2 до 145,8 тыс. га (на 94,6 тыс. га), или на 20,8%, с высоким - с 36,0 до 206,3 тыс. га (на 173,3 тыс. га), с очень высоким - с 5,8 до 25,8 тыс. га (на 20,1 тыс. га).
Из-за кризисных явлений в экономике аграрного сектора внесение фосфорных удобрений в расчете на 1 га пашни сократилось в 10 туре, по отношению к 1 туру, в 10 раз, а к 4 туру - в 30 раз. В почвах пашни, начиная с 1994 г. складывается отрицательный баланс фосфора (на 01.01.2016 г. - минус 12 кг/га посевной площади). Тем не менее, резкого падения его содержания в целом по области не наблюдается, даже происходит некоторый рост средневзвешенной величины этого показателя (по состоянию на 01.01.2014 г. - 01.01. г. -152 мг/кг почвы). На наш взгляд, это может быть обусловлено исключением из оборота малоплодородных почв, а также тем, что в связи с подкислением почв становится доступным фосфор, внесенных ранее значительных объемов фосфоритной муки.
Калий, как азот и фосфор, принадлежит к макроэлементам, безусловно, необходимым всему живому на земле. Дефицит его в почве вызывает ослабление деятельности ферментов в растениях, нарушения в углеводном и белковом обменах, что приводит к формированию щуплого зерна и снижению всхожести семян. Страдают от недостатка калия все растения, а особенно калиелюбивые - гречиха, подсолнечник, картофель, капуста, корнеплоды [5, 6].
Оптимальное содержание калия в условиях области для серых лесных почв составляет 170-180 мг на 1 кг почвы, для дерново-подзолистых суглинистых - 160180 и для дерново-подзолистых супесчаных - 150160 мг/кг [7]. Реальная величина этого показателя в целом по области в течение всего периода наблюдений была ниже оптимальных параметров (табл. 6). По данным первого тура агрохимобследования содержание калия составляло 91 мг/кг, что соответствовало среднему уровню по общепринятой классификации. В структуре пашни преобладали почвы с очень низкой (59,5 тыс. га, 9,3%), низкой (249,2 тыс. га, 38,4%) и средней (192,1 тыс. га, 29,6%) обеспеченностью этим элементом и только менее 1/4 части обследованной площади приходилось на почвы с повышенным и высоким содержанием (см. табл. 6). Известно, что запасы калия пополняются в результате высвобождения при определенных условиях из кристаллической решетки алюмосиликатов, в процессе химического выветривания благодаря кислым выделениям корней и микроорганизмов, при минерализации корневых и запаханных пожнивных остатков. Вместе с тем, главный источник увеличения содержания этого элемента в почве - минеральные и органические удобрения. За годы 2-5 туров агрохимобследования (с 1971 по 1992 гг.) на поля сельхозпредприятий области в общей сложности было внесено 685,51 тыс. т калийных удобрений в пересчете на 100%-ное содержание калия. В результате к 1992 г. площадь пашни с очень низкой обеспеченностью этим элементом сократилась более чем в 6 раз, с низким - более чем в 2 раза. Одновременно
Таблица 6. Динамика объемов внесения калийных удобрений и содержания подвижных соединений калия в почвах области за 1965-2015 гг.
Ту р агрохимического обследования и год его завершения
Показатель 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1970 г. 1977 г. 1983 г. 1988 г. 1992 г. 1996 г. 2000 г. 2004 г. 2010 г. 2015 г.
Обследованная площадь, тыс.га 648,2 650,5 662,8 656,6 655,8 597,6 554,6 522,5 485,9 508,2
Внесено калийных удобрений:
всего, тыс. т д.в. 88,92 178,30 191,76 184,92 130,53 27,88 8,1 10,545 16,11 12,32
в среднем за год, тыс. т д.в. 14,82 25,47 31,96 36,98 32,63 6,97 2,03 2,64 2,69 2,46
на 1 га пашни, кг д.в. 23 40 48 56 54 12,4 3,8 5,0 6,8 4,4
Внесено усвояемого калия с органиче-
скими удобрениями на 1 га пашни, кг д.в. 20 24 27 37 33 15,2 7,9 5,3 5,9 5,7
Внесено калия всего в расчете на 1 га
пашни, кг д.в. 43 64 75 93 85 27,6 11,7 10,3 12,7 10,1
Изменение структуры площадей пахотных почв по содержанию подвижного калия
очень низкое (< 40 мг/кг) тыс. га 59,5 21,7 25,2 12,5 10,1 11,5 10,7 16,1 24,2 37,1
% 9,3 3,4 3,8 1,9 1,5 1,9 2,0 3,1 5,0 7,3
низкое (41-80 мг/кг) тыс. га 249,2 186,6 136,2 122,8 108,2 102,7 108,9 125,4 138,4 158,2
% 38,4 28,7 20,5 18,7 16,5 17,2 19,6 24,0 28,5 31,1
среднее (81-120 мг/кг) тыс. га 192,1 278,7 236,1 219,4 189,9 187,0 185,8 195,0 163,0 167,6
% 29,6 42,8 35,6 33,4 29,0 31,3 33,5 37,3 33,6 33,0
повышенное (121-170 мг/ тыс. га 93,4 133,6 204,0 191,8 205,4 175,5 153,8 136,3 114,7 103,6
кг) % 14,4 20,5 30,8 29,2 31,3 29,4 27,7 26,1 23,6 20,4
высокое (171-250 мг/кг) тыс. га 54,0 29,5 58,9 103,6 134,2 115,3 84,5 44,9 42,9 38,2
% 8,3 4,5 8,9 15,8 20,5 19,3 15,2 8,6 8,8 7,5
очень высокое (> 250 мг/кг) тыс. га 0 0,4 2,4 6,5 8,0 5,6 10,9 4,8 2,7 3,5
% 0 0,1 0,4 1,0 1,2 0,9 2,0 0,9 0,5 0.7
Средневзвешенная величина К2О, мг/кг 91 100 113 124 131 127 119 110 107 102
Баланс калия, кг д.в./ га +3,4 +4,1 Нет данных +31 -41 -50 -49 -43 -21
доля площадей с повышенным и высоким содержанием калия выросла в 2,2-2,5 раза, появились даже почвы с очень высокой обеспеченностью этим элементом - 8,0 тыс. га (1,2%). Средневзвешенная величина К2О по области соответствовала повышенному значению - 131 мг на 1 кг почвы, баланс калия в целом по области был положительным - плюс 31 кг/га пашни. Однако уже с 1993 г. в силу известных причин поставки калийных удобрений резко сократились, соответственно в разы уменьшились их среднегодовые объемы внесения (10 тур, по отношению к 5, в 13 раз, а к 4 туру, когда применение калийных удобрений было максимальным, - в 15 раз). Использование калийных удобрений в расчете на 1 га пашни за этот период снизилось на 91,5% (с 52 до 4,4 кг). Говоря о достигнутом уровне применения калийных удобрений в области в 2011-2015 гг., уместно вспомнить слова, сказанные когда-то В.В. Прокошевым: «...поступление питательных веществ на один гектар пашни было ниже их поступления с атмосферными осадками». Калий более подвижный биогенный элемент, нежели фосфор, поэтому резкое сокращение объемов его внесения не замедлило сказаться на уменьшении запасов в почве, привело к отрицательному балансу и, соответственно, к сокращению площадей пашни с повышенным (с 205,4 до 103,5 тыс. га), высоким (со 134,2 до 38,2 тыс. га) и очень высоким (с 8,0 до 3,5 тыс. га) содержанием этого элемента с одновременным ростом доли площадей с очень низкой и низкой обеспеченностью калием (см. табл. 6).
В современных сложных экономических условиях хозяйствования многие сельхозпредприятия не имеют возможности использовать средства химизации для повышения плодородия почвы. Так, в среднем, за 20112015 гг. 56 % общего количества сельхозпредприятий, располагающих посевными площадями, не внесли ни килограмма туков, 60 % - ни тонны органичеких удобрений, 44 % - не применяли ни органические, ни минеральные удобрения.
В то же время на фоне большого количества неблагополучных хозяйств в области работает ряд
предприятий, которые не утратили своего потенциала и продолжают вести товарное производство сельскохозяйственной продукции с высоким экономическим эффектом. К их числу относятся ООО АПК «Воронежский», ЗАО им. В.И. Ленина, СПК «Красносельское», СПК «Шихобалово», СПК «Дмитриевы Горы», ОАО ПЗ «Иль-кино» и др. При общей тенденции резкого сокращения проведения работ с накоплением и внесением органических удобрений, в этих хозяйствах отмечается рост их использования: в ООО АПК «Воронежский» с 23,0 тыс. т в 1990 г. до 39,9 тыс. т в 2015 г., в СПК «Дмитриевы Горы» - с 22,9 до 43,1 тыс. т, соответственно, в СПК «Шихобалово» - с 29,0 до 85,4 тыс. т. Здесь же более медленными темпами, чем в среднем по области, снижались объемы применения минеральных удобрений. Характерная особенность земледелия в перечисленных предприятиях - сохранение севооборотов с высокой долей многолетних трав и соблюдение чередования культур. Все работы по повышению плодородия почв (применение органических и минеральных удобрений, средств химической мелиорации) осуществляются в рамках систем удобрения полевых севооборотов. Для обогащения почвы органическим веществом хозяйства находят его дополнительные источники. Так, в СПК «Дмитриевы Горы» выращивают на сидерат редьку масличную, в СПК «Шихобалово» на отдаленных от хозяйственных центров севооборотах возделывают клевер, который используют в течение одного года, а второй укос запахивают под озимые зерновые, в ЗАО им. В.И. Ленина на больших площадях возделывают кормовые бобы, в ОАО ПЗ «Илькино» - люпин. Во многих из них, особенно в СПК «Красносельское», ОАО ПЗ «Илькино» широко используют в качестве удобрения солому.
Конечно, процессы снижения уровня плодородия имеют место и в этих хозяйствах. Однако благодаря принимаемым мерам удается поддерживать продуктивность пашни на более высоком уровне. В 2015 г. в ООО АПК «Воронежский» было собрано по 31,1 ц/га с каждого убранного гектара, в ЗАО им. В.И. Ленина - по 30,8 ц/га с площади 2568 га зерновых, в ОАО ПЗ «Иль_ Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30. № 11
кино» - по 30,5 ц/га зерна, 281 ц/га клубней картофеля, 348 ц/га овощей.
Следует также отметить, что в области есть руководители и специалисты, понимающие значение не только внесения удобрений, но и снижения кислотности почвы до оптимального уровня, как следствие, в 2015 г. в 21 хозяйстве провели известкование за счет собственных средств.
К сожалению, как бы хорошо ни решали проблемы воспроизводства плодородия почв отдельные предприятия, им не под силу поддерживать оптимальный уровень в масштабе всего субъекта Федерации. В годы интенсивной химизации отрасли во Владимирской области был создан потенциал плодородия, который продолжает работать на урожай и сегодня. Правомерно возникает вопрос - надолго ли его хватит? Использование недостаточного количества всех видов удобрений привело к остродефицитному балансу гумуса и всех питательных элементов, начиная с 1999 г. Не стал исключением и 2015 г., в среднем по области его величина составила минус 75 кг на 1 га посевной площади, в том числе азота - минус 35, фосфора - минус 12 и калия - минус 28 кг/га.
Немецкий ученый-химик Ю. Либих в своей книге «Химия в приложении к земледелию и физиологии» написал «.. .чтобы сохранить плодородие почвы ей должно возвратить все, у нее взятое. Если все взятое не будет возвращено полностью, то нельзя рассчитывать на получение вновь таких же урожаев; урожаи могут быть повышены путем увеличения содержания в почве упомянутых составных частей» [8]. Как же обстоит дело с «возвратом взятого из почвы» во Владимирской области? Уровень возмещения по азоту составил 53 %, по
фосфору - 54 %, по калию - 55 %. В то время как нижний допустимый предел возврата азота и калия равен не менее 85 %, фосфора - 100 % и более [9].
Отрицательный баланс свидетельствует о снижении плодородия пахотных угодий, что, как правило, влечет за собой сокращение их продуктивности. В 1990 г. продуктивность 1 га площади пашни по области составляла 2,01 тыс. зерн. ед., в 2000 г. - 1,72 тыс., в среднем за 2003-2007 гг. - 1,20 тыс. В то же время в 2008-2010 гг., а также в 2011-2015 гг. отмечается некоторое увеличение продуктивности по отношению к предыдущему периоду, соответственно до 1,35 и 1,66 тыс. зерн. ед./га. По всей вероятности, этот рост во многом обусловлен выводом из оборота низкоплодородных почв.
Выводы. Таким образом, результаты первого тура сплошного агрохимического обследования (1970 г.) пахотных почв Владимирской области показали невысокий уровень их плодородия в целом по области и особенно в зоне распространения дерново-подзолистых супесчаных и песчаных почв. В ходе исследований выявлена непосредственная зависимость агрохимических показателей плодородия от уровня применения средств химизации. Большие объемы известкования, фосфоритования, внесения органических и минеральных удобрений в годы интенсивной химизации обеспечили увеличение показателя кислотности с 4,7 до 5,6 единицы рН, содержания органического вещества (гумуса) - с 1,74 до 2,10%; Р2О5 - с 56 до 133 мг/кг, К2О - с 91 до 131 мг/кг почвы. В связи с произошедшим в середине 90-х гг. резким сокращением применения средств химизации в области наметилась отчетливая тенденция к подкислению почв и деградации их по калийной составляющей.
Литература.
1. Агроклиматические ресурсы Владимирской области. М.: Гидрометиздат, 1968. 145 с.
2. Почвенный покров Владимирской области (пояснительная записка к почвенной карте масштаба 1:200000). Пущино, 1992. 35 с.
3. Смирнов П.М. Методы химической мелиорации почв. Известкование кислых почв // Агрохимия. М.: Колос, 1975. С. 175
4. Калинина З.Т. Фосфор и урожай//ИАБ «Агроинформ». Владимир: департамента сельского хозяйства и продовольствия администрации области. 2005. Вып. 4.
5. Петербургский А.В. Калийные удобрения. Калий в растении //Агрохимия М.: Колос, 1975. С. 242-243.
6. Минеев В.Г. Агрохимия и экологические функции калия. М.: Издательство Московского университета, 1999. 17 с.
7. Комаров В.И., Баринова К.Е. Агрохимическая и агроэкологическаяхарактеристика почв сельскохозяйственного назначения: справочное пособие. Владимир: ФГУЦАС «Владимирский», 2008. 39 с.
8. Либих Ю. Химия в приложении к земледелию и физиологии. М.-Л.: ОГИЗ-Сельхозгиз, 1936. 52 с.
9. Соколов А.В., Кораблёва Л.И. Некоторые итоги и задачи в изучении круговорота и баланса питательных веществ в земледелии // Сборник трудов. М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева ВАСХНИЛ, 1978.
DYNAMICS OF AGROCHEMICAL INDICATORS OF FERTILITY OF ARABLE LAND AND VOLUMES OF APPLICATION OF CHEMICALIZATION MEANS IN VLADIMIR REGION
V.I. Komarov, Z.T. Kalinina, A.V. Grishina
Center of Agrochemical Service «Vladimirskii», ul. Sokolova-Sokolenka, 26a, Vladimir, 600027, Russian Federation . Summary. The aim of this work was to analyze the fertility state of arable land in Vladimir region according to the main agrochemical indicators. We determined soil acidity according to GOST 26483-85, the content of organic matter (humus) - according to GOST 26213-91, the content of mobile compounds of phosphorus and potassium (by Kirsanov's method) - according to GOST 26207-91. In the work we used the results of the overall survey of arable land, carried out by the center of agrochemical service "Vladimirsky" in 1965-2015, the data of the institutions of state statistic and operating branch records. According to the results of the first cycle of soil survey (1965-1970) soil acidity (4.7 units pH) corresponded to the middle acid value, the provision with humus was low (1.74 %), the content of phosphorus was close to low (56 mg/kg), of potassium - to middle level (91 mg/kg). An increase in the application volumes of chemical ameliorants, organic and mineral fertilizers led to positive changes in the structure of arable soils. Since 1996 the fraction of acidic soils decreased from 90.0 to 26.6 %, of soils with very low and low content of humus - from 73.1 to 50.1 %, of phosphorus -from 60.7 to 12.0 %, of potassium - from 47.7 to 18.0 %. The reduction of application of fertilizers since the middle 90s gave rise to the processes. First of all, it was reflected in the acidification of soils (from 5.6 to 5.54 pH units), the growth of the fraction of acidic soils from 26.6 to 44.0 %, and the reduction of the provision with mobile potassium from 131 to 102 mg/kg of soil. At the same time, there was not a reduction in the content of organic substances and mobile potassium in the soil. Apparently, this is due to the aftereffect of previously applied organic fertilizers and rock phosphate, and, perhaps, the exception of poor soils from cultivation. Keywords: fertility, acidity, humus, mobile compounds of phosphorus and potassium, Vladimir region, soil..
Author Details: V.I. Komarov, Cand. Sc. (Agr.), director (e-mail: [email protected]); Z.T Kalinina, deputy director; A.V. Grishina, Cand. Sc. (Agr.), head of division.
For citation: Komarov V.I., Kalinina Z.T., Grishina A.V. Dynamics of Agrochemical Indicators of Fertility of Arable Land and Volumes of Application of Chemicalization Means in Vladimir Region. Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2016. V.30. No. 11. Pp. 17-23 (in Russ.).
