CC BY
29
УДК 631.472.71:631.415.26:631.821.1(470.25)
ДИНАМИКА ОБМЕННОЙ КИСЛОТНОСТИ ПАХОТНЫХ ПОЧВ ПСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УРОВНЯ ИЗВЕСТКОВАНИЯ И ПРИМЕНЯЕМЫХ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ
Вячеслав Анатольевич Воробьев1, д. с.-х. н., доцент Алексей Николаевич Волосевич , к. с.-х. н., директор Галина Владимировна Гаврилова1, к. с.-х. н., доцент Михаил Давидович Трубняков , к. с.-х. н., доцент Александр Анатольевич Вязовский , директор
1ФГБОУ ВО «Великолукская государственная сельскохозяйственная академия», Россия, г. Великие Луки
2ФГБУ Станция агрохимической службы «Великолукская», Россия, г. Великие Луки
3ФГБУГосударственная станция агрохимической службы «Псковская», Россия, г. Псков
Представлены результаты 55-летнего мониторинга уровня кислотности пахотных дерново-подзолистых почв административных районов Псковской области. В работе использованы данные станций агрохимической службы «Псковская» и «Великолукская» за все туры агрохимического обследования, начиная с середины 60-х годов. Установлены закономерности зависимости величины рНсол от уровня известкования почв и систем удобрения. Выявлены 2 периода: первый - середина 60-х - середина 90-х годов прошлого века, когда при систематическом известковании практически во всех районах области средневзвешенные показатели рНсол находились в группе почв, близких к нейтральным, и второй - с 2000-х годов до настоящего времени, когда при многократном снижении известкуемых площадей (в 199 раз) выявлена скрытая деградация кислотно-основных свойств. На начальном этапе химизации благоприятная реакция почвенной среды была только в одном из 24 районов -Дновском, и составила 5,7 ед., что связано с формированием почв данной территории на мощной известняковой плите. В шести районах отмечена слабокислая реакция. Более 70% кислых почв зарегистрировано в пяти районах. За четверть века интенсивного известкования доля почв с кислой реакцией (рНКа меньше 5) сократилась в 4-7 раз, а в Красного-родском районе - в 20 раз. Процент кислых почв к середине 90-х годов по районам колебался от 3 до 29. В Куньинском районе он достигал 44,9%, где известкование так и не стало приоритетным направлением даже в лучшие для сельского хозяйства годы. В длительных исследованиях, выполненных параллельно учеными академии и сотрудниками агрохимических станций, зарегистрировано негативное влияние на физико-химические свойства почв интенсивных моноазотных систем удобрения (до 120-210 кг/га азота), а также высоких доз минеральных удобрений (до 500 кг/га д.в. ЫРК).
Ключевые слова: кислотность почв, известкование, дерново-подзолистые почвы, моноазотная система удобрения, минеральные удобрения.
Введение
Дерново-подзолистые почвы являются генетически малоплодородными, одним из негативных их свойств является повышенная кислотность и низкая степень насыщенности основаниями. Такие явления во многом связаны с выщелоченно-стью почвообразующих пород, промывным типом водного режима и характером гумусообразования [4]. В составе гумуса таких почв преобладают фульвокислоты, которые вызывают не только подкисление почвенного раствора, но и выщелачивание оснований. В связи с этим у большинства целинных дерново-подзолистых почв рИКс1 не превышает 5,0 единиц, а степень насыщенности основаниями - ниже 50%.
Одним из наиболее существенных отрицательных факторов, вызванных высокой кислотностью, является токсическое действие подвижного алюминия, особенно в почвах с рИКс1 менее 5,0 [2]. При содержании в почве более 2 мг/100 г почвы подвижного алюминия происходит угнетение многих культур, причем это явление интенсивно проявляется в начальный период вегетации [7].
По мнению многих ученых, токсичность алюминия приводит к ухудшению углеводного, белкового и фосфатного обмена у растений, вызванного снижением проницаемости протоплазмы корневых клеток. При этом нарушается процесс закладывания генеративных органов, тормозится процесс оплодотворения, что, в конечном счете, приводит к
массовой гибели многолетних бобовых трав, озимых и яровых зерновых культур [6, 7].
Антропогенное влияние на почву, выраженное в окультуривании дерново-подзолистых почв, благоприятно сказывается на физико-химических свойствах почв. Снижению кислотности косвенно способствует внесение навоза и фосфоритной муки [6].
Однако, по мнению А.Н. Небольсина [7], только известкование способствует устранению всех видов почвенной кислотности.
Известкование улучшает жизнедеятельность почвенных микроорганизмов и мобилизацию ими питательных веществ из гумуса. Кроме того, известковые удобрения служат источником кальция и магния для растений [6].
Улучшение многих питательных режимов под влиянием известкования обусловлено тем, что растения развивают мощную корневую систему, способную усваивать больше питательных веществ, что, в конечном итоге, приводит к увеличению урожайности сельскохозяйственных культур [6].
Материал и методы
Целью нашего исследования являлась оценка уровня кислотности пахотных почв административных районов Псковской области за период 1965-2018 гг. При этом планировалось увязать зависимость кислотности почв с уровнем интенсивности ведения сельского хозяй-
ства (в частности, с объемом применяемых известковых удобрений, а также влиянием на кислотно-основные свойства доз минеральных удобрений).
Объектами изучения являлись пахотные почвы Псковской области (в основном дерново-подзолистые). Их регулярное агрохимическое обследование проводится каждые 5 лет, начиная, в отдельных районах, с 1965 года. Определение обменной кислотности почв проводилось по общепринятому агрохимической службой потенциометрическому методу. Площади произвесткованных почв также представлены по материалам станций агрохимической службы «Псковская» и «Великолукская».
Результаты и обсуждение
Систематическое известкование пахотных почв Псковской области началось в середине 60-х годов XX века. В это время достаточно благоприятная величина рНКС1 была отмечена только в одном из 24 районов - Дновском, и составляла 5,7 единиц. Такое явление вполне объяснимо, учитывая, что почвы данного района сформировались на известняковой плите (таблица 1). Еще в шести районах почвы имели слабокислую реакцию. В Куньин-ском и Стругокрасненском районах этот показатель находился на нижней границе. При этом в Куньинском районе более 80% почв имели рНКС1 меньше 5,0. Более 70% кислых почв наблюдалось в пяти районах. По отмеченным ранее причинам в Днов-ском районе было отмечено всего
9% кислых почв, остальные 91% приходятся на почвы с благоприятной реакцией.
Ежегодное внесение по 0,5-0,7 т/га извести способствовало значительному улучшению физико-химических свойств почвы. В семи районах реакция среды стала более 6 единиц. Слабокислой она оставалась в Куньинском, Гдовском, Плюсском районах.
За 25-30 лет интенсивного известкования доля почв с кислой реакцией (рНКС1 меньше 5) сократилась в 4-7 раз, а в Красногородском районе - в 20 раз. Процент кислых почв к середине 90-х годов по районам колебался от 3 до 29. И только в Ку-ньинском районе достигал 44,9%, где известкование так и не стало приоритетным направлением даже в лучшие для сельского хозяйства годы. И все же нельзя признать работу по известкованию почв во многих районах положительной, поскольку 1/4-1/5 часть пашни в них по прежнему имела неудовлетворительное состояние по уровню кислотности, а часть почв была необоснованно переизвесткована. Тем не менее, в Бе-жаницком и Себежском районах величину рНКС1 удалось увеличить на 1 единицу, а в Красногородском, Невельском, Пустошкинском, Пуш-киногорском и Усвятском районах -на 1,1 единицы. Более 85% почв с оптимальной реакцией среды имели 10 районов, менее 80% - 7 районов.
Таким образом, известкование в ряде административных районов шло с нарушением агрохимических принципов.
Таблица 1 - Изменение величины рНКС1 и площади кислых почв
при регулярном известковании в 1965-1995 гг.
Район рНКС1 Площади почв, %
19651969 19921996 рНКС1 менее 5,0 рНКС1 более 5,0
19651969 19921996 19651969 19921996
Бежаницкий 5,0 6,0 54,8 10,1 45,3 89,9
Великолукский 4,9 5,8 71,7 13,2 28,3 86,8
Гдовский 4,8 5,5 71,3 24,4 28,7 75,6
Дедовический 5,1 5,6 49,4 20,9 50,6 79,0
Дновский 5,7 6,1 9,0 5,6 91,0 94,4
Красногородский 5,0 6,1 61,4 3,0 38,6 97,0
Куньинский 4,6 5,5 81,6 44,9 18,4 55,1
Локнянский 5,0 5,7 54,6 18,6 45,4 81,4
Невельский 4,9 6,0 66,2 17,8 33,8 82,2
Новоржевский 4,9 5,7 62,4 29,1 37,6 70,9
Новосокольнический 5,1 6,0 57,5 12,0 42,5 88,0
Опочецкий 5,0 5,9 59,0 20,9 41,0 79,1
Островский 5,1 5,7 52,2 20,3 47,8 79,7
Палкинский 5,1 5,7 45,0 19,1 45,0 80,9
Печорский 4,9 5,6 60,8 21,1 61,7 88,9
Плюсский 4,9 5,5 64,1 26,4 36,5 73,6
Порховский 5,3 5,8 38,8 13,7 61,2 86,3
Псковский 5,0 5,7 50,5 17,7 49,5 82,3
Пустошкинский 5,0 6,1 59,4 8,6 40,6 91,4
Пушкиногорский 4,8 5,9 74,1 13,0 28,6 86,0
Пыталовский 5,0 5,9 60,4 14,5 39,6 85,5
Себежский 5,2 6,2 43,8 7,5 56,2 92,5
Стругокрасненский 4,7 5,6 72,9 23,8 27,1 76,2
Усвятский 4,8 5,9 73,2 13,8 26,8 86,2
Тяжелейший экономический кризис в России конца 20-го века не мог не сказаться на сельском хозяйстве. Начиная с середины 90-х годов, стали резко сокращаться площади пашни, объемы применяемых удобрений, в том числе и известковых.
Как видно из данных таблицы 2, если в 1990 году известь вносилась на 126 тыс. га, то в 2000 году -
только на 2254 га, т.е. площадь произвесткованных почв сократилась в 56 раз. В 2010 году известковалось всего 634 га, что в 3,6 раза меньше, чем в 2000 году, и в 199 раз меньше, чем в 1990 году. К 2015 году известкование велось на ограниченных площадях только в четырех районах из 24, и общая произвесткованная площадь составила 455 га.
Таблица 2 - Площади ^ произвесткованных почв, га
Район 1990 г. 2000 г. 2010 г. 2015 г.
Бежаницкий 6720 28 - -
Великолукский 6560 126 38 -
Гдовский 3460 - 20 -
Дедовический 4040 30 20 -
Дновский 2260 - - -
Красногородский 3500 - 20 218
Куньинский 6100 86 - -
Локнянский 4340 42 - -
Невельский 6540 64 - 83
Новоржевский 5100 - - -
Новосокольнический 5920 200 128 -
Опочецкий 5940 - - -
Островский 8000 580 - -
Палкинский 4400 100 45 -
Печорский 4000 390 20 -
Плюсский 2740 - - -
Порховский 9360 80 20 -
Псковский 9920 290 207 114
Пустошкинский 4180 - - -
Пушкиногорский 5140 48 40 -
Пыталовский 5440 138 - 39
Себежский 5140 42 75 -
Стругокрасненский 4800 - - -
Усвятский 2400 10 - -
Итого 126000 2254 634 455
Как следствие этого - постепенное возрастание доли почв с кислой реакцией среды, которых к 2018 году стало 43% (рисунок 1). Но и эти показатели нельзя считать объективными, поскольку за последнюю четверть века более 30% пахотных почв выпали из оборота и, соответственно, не подвергаются агрохимическому обследованию. А это, как правило, слабоокультуренные отдаленные участки и почвы бывших колхозов и совхозов с кислой реакцией среды, сохранившейся еще
к 1990-1995 гг. Поэтому реальный уровень кислых почв в Псковской о бласти следует оценивать как 55-60%.
Длительный период последействия известковых удобрений прекратился еще в 2000-2005 годах.
Дороговизна минеральных уд о брений, в том числе и известковых, существенные затраты на их внесение сориентировали производителей сельскохозяйственной продукции на моноазотные системы у д о брения с высокими дозами азота (до 120-180 кг/га д.в.).
48
46
44
42
40
38
36
34
199 0г.
2000 г. 2005 г.
: Наличие кислых почв %
2010 г. 2015 г. 2018 г.
■Площадь произвесткованных почв. га
140000
120000
100000
80000
60000
40000
20000
Рисунок 1 - Наличие кислых и площадь произвесткованных почв обследованных сельскохозяйственных угодий в Псковской области по годам
0
Однако такие явления, как показали наши исследования, приводят к скрытой деградации кислотно-основных свойств почвы.
Так, в результате 21-летних наблюдений на хорошо окультуренной дерново-подзолистой остаточно-карбонатной почве установлено, что использование минеральных систем удобрения, в том числе и моноазотных (Кш), привело к снижению величины рНКС1 на 0,64-0,84 ед., суммы обменных оснований -на 0,93-2,0 мг*экв/100 г, среднегодовое снижение составило соответственно 0,03-0,04 ед рН и 0,044-0,124 мг*экв/100 г почвы [3, 5]. Следует учитывать, что дегра-дационный процесс здесь сдержи-
вался карбонатностью почвообразу-ющей породы.
Еще более негативные последствия характерны для хорошо окультуренной дерново-подзолистой почвы, сформированной на обычном моренном суглинке, овощного четырехпольного севооборота. В нем за 4 года интенсивного применения минеральных удобрений рНКС1 снизился в среднем на 0,86 ед. [1]. Т о есть среднегодовое снижение этих показателей составило 0,215 ед., что в 7 раз интенсивнее в сравнении с остаточно карбонатной п о ч в о й .
В исследованиях ФГБУ САС «Великолукская» выявлено, что ежегодное применение под зерновые
культуры на уровне 156-204 кг/га азота (в составе аммиачной селитры) за 4 года снизило величину рН на 0,6 единицы.
Подобные явления объясняются существенным подкислением почвенного раствора физиологически кислыми удобрениями, особенно в высоких дозах. В последующем ионы водорода и алюминия обменно поглощаются ППК и снижают величину рН, негативно влияя на продуктивность возделываемых культур.
Выводы
Таким образом, на дерново-п о дзолистых почвах Псковской области в последние десятилетия отмечаются неблагоприятные явления в отношении их физико-химических свойств. В связи с этим необходимо срочно вернуться к программе известкования и проводить эти мероприятия строго с учетом агрохимических, агробиологических и агро-ф изических свойств почвы и физиологических особенностей сельскохозяйственных культур.
Библиографический список
1. Агроэкологические последствия длительного применения дефицитных систем удобрения на хорошо окультуренных дерново-подзолистых почвах / А.И. Иванов [и др.] // Агрохимия. - 2016. - №4. - С.10-17.
2. Влияние известкования на содержание подвижных форм алюминия в дерново-подзолистой почве и урожайность полевых культур / А.Ю. Карпова [и др.] // Вестник Удмуртского университета. - 2013. - Вып. 3. - С.15-22.
3. Воробьев В.А. Агрономическая эффективность систем удобрения в полевых севооборотах на дерново-подзолистых почвах / В.А. Воробьев // Международный сельскохозяйственный журнал. - 2016. - №1. - С.37-39.
4. Иванов А.И. Некоторые закономерности изменения кислотно-основного состояния дерново-подзолистых легкосуглинистых почв при сельскохозяйственном использовании / А.И. Иванов // Агрохимия. - 2000. - №10. - С. 28-33.
5. Иванов А.И. Современные деградационные процессы в хорошо окультуренных дерново-подзолистых почвах / А.И. Иванов, В.А. Воробьев, Ж.А. Иванова // Проблемы агрохимии и экологии. - 2015. - №3. - С.15-19.
6. Научные основы и технология использования удобрений и извести / А.Н. Небольсин [и др.]. - СПб.: СЗНИИСХ, 1997. - 52 с.
7. Система применения удобрений / В.В. Лапа [и др.]. - Минск: ИВЦ Минфина, 2016. -440 с.
E-mail: ftga@vgsa.ru
182112 Псковская область, г. Великие Луки, пр. Ленина д. 2, ФГБОУ ВО Великолукская ГСХА
Тел.: (81153) 7-28-51
