CC BY
118
работки результатов исследования). М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
Influence of Decomposition Rates of Plant Residues on Labile Organic Matter of Soil and Crop Yield in a Rotation
A.A. Dedov, M.A. Nesmeyanova, A.V. Dedov
Peter I Voronezh State Agrarian University, ul. Michurina, 1, Voronezh, 394087, Russian Federation
Abstract. Under conditions of continuous cultivation of crops post-harvest plant residues play an important role in regulating soil fertility; and their value is determined not only by their mass and chemical composition, but also by the rate of decomposition. In order to determine the rate of decomposition of plant residues and its influence on the dynamics of content of labile organic matter and detritus in the soil, as well as on the productivity of cultivated crops a multifactor stationary experiment was laid down by the department of agriculture of Voronezh State Agrarian University. The investigations were carried out in 2013-2015 in a four-field crop rotation link: fallow (bare, green manure, seeded), winter wheat, barley (with afterharvest sowing of oil radish and white mustard for green manure), corn for seed/sunflower with undersow of perennial legumes (yellow melilot, purple alfalfa). The soil of the plot was typical chernozem, clayey, medium-thick. The content of humus in the arable layer was 5.3 %; S-value was 34.1 mg eq/100 g; the content of mobile phosphorus and potassium (by Chirikov) and hydrolysable nitrogen was 113, 184, and 62.9 mg/kg of soil. The processes of plant residues decomposition ofagricultural crops proceeded most intensively in the links of the crop rotation with perennial legumes. The degree of decomposition of the plant mass in these variants was higher by 15.417.9 % than in the case of cultivation of crops without biologization methods. The cultivation of perennial legumes (yellow Melilot and purple alfalfa) in the studied crop rotation allowed the formation of reserves of detritus 1.7-2.0 times higher than in the control variant. Against the background of decrease in the content of humus in the soil by the end of the control linkof the crop rotation, the cultivation of perennial legumes ensured its preservation on the initial level. The utilized biologization methods resulted in the increase in the yield of sunflower (by 0.10-0.28 t/ha) and an additional amount of green forage of purple alfalfa produced in the field of seeded fallow (12.38 t/ha).
Keywords: plant residues, decomposition, detritus, humus, perennial leguminous grasses, productivity.
Author Details: A.A. Dedov, post graduate student; M.A. Nesmeyanova, Cand. Sc. (Agr.), assist. (e-mail: marina-nesmeyanova2012@ yandex.ru); A.V. Dedov, D. Sc. (Agr.), head of department.
For citation: Dedov A.A., Nesmeyanova M.A., Dedov A.V. Influence of Decomposition Rates of Plant Residues on Labile Organic Matter of Soil and Crop Yield in a Rotation. Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2017. Vol. 31. No. 4. Pp. 6-9 (in Russ.).
УДК 631.452
Динамика основных показателей плодородия пахотных почв Иркутской области
М.В. БУТЫРИН1, директор (e-mail: agrohim_38_1@mail.ru) В.В. ШТАНЦОВА2, директор (e-mail: agrohim_38_2@mail.ru)
1Центр агрохимической службы «Иркутский», ул. Садовая, 1, п. Дзержинск, Иркутский р-н, Иркутская обл., 664510, Российская Федерация 2Станция агрохимической службы «Тулунская», ул. Мичурина, 42, п. 4-е Отделение Государственной Селекционной Станции,Тулунский р-н, Иркутская обл., 665254, Российская Федерация
В статье представлены результаты сплошного агрохимического обследования пахотных почв Иркутской области и информация о динамике использования удобрений и известкования кислых почв за период с 1970 по 2015 гг. Проанализировано современное состояние плодородия почв по основным показателям. В работе использованы материалы сплошного агрохимического обследования пахотных почв, проводимого Центром агрохимической службы «Иркутский» и Станцией агрохимической службы «Тулунская». В зону обслуживания ФГБУ «ЦАС «Иркутский» входит 17 административных районов области с площадью сельскохозяйственных угодий 1479,1 тыс. га, в том числе 921,3 тыс. га пашни, 159,1 тыс. га сенокосов и 387,8 тыс. га пастбищ. Зона обслуживания ФГБУ «САС «Тулунская» охватывает территорию 12 административных районов, площадь сельскохозяйственных угодий составляет 901,5 тыс. га, из них 690,3 тыс. га занимает пашня, 105,1 тыс. га сенокосы и 95,6 тыс. га пастбища. Пахотные угодья на территории Иркутской области расположены в основном на серых лесных (47,2 %), дерново-карбонатных (36,4 %), черноземных (8,1 %) и лугово-черноземных (4,7 %) почвах. В процессе длительного сельскохозяйственного использования (1970-2015 гг.) средневзвешенное содержание подвижных форм фосфора в пахотных почвах области уменьшилось со 141,2 до 119,5 мг/кг, подвижных форм калия - со 124,4до 108,4 мг/кг. За этот же период площадь кислых почв увеличилась с 413,2 тыс. га (25,1 %) до 567,6 тыс. га (34,2 %). С 1977по 2015 г. площадь пашни с низким и очень низким содержанием гумуса возросла с624,2тыс. га(36,4 %) до 727,7тыс. га (43,9 %). В 2012-2015 гг., по сравнению с периодом интенсивного применения удобрений (1986-1990 гг.), уровень внесения минеральных удобрений сократился в 12,4 раз, органических - в 21 раз.
Ключевые слова: агрохимическое обследование, кислотность почв, микроэлементы, органическое вещество почвы, подвижные формы фосфора и калия.
Для цитирования: Бутырин М.В., Штан-цова В.В. Динамика основных показателей
плодородия пахотных почв Иркутской обла-сти//Земледелие. 2017. № 4. С. 9-14.
Иркутская область расположена почти в центре Азиатского материка на юге Средне-Сибирского плоскогорья. Общая ее территория составляет 77485 тыс. га, из них освоено в сельскохозяйственном производстве 3,1 %. Сельскохозяйственными угодьями (по данным Управления Росреестра по Иркутской области по состоянию на 01.01.2016 г) было занято 2387,6 тыс. га, в том числе пашней 1611,6 тыс. га, сенокосами -264,2 тыс. га, пастбищами - 483,4 тыс. га. Главный массив сельскохозяйственных земель расположен вдоль Транссибирской железнодорожной магистрали по долинам рек Ангары и Лены. Наибольшая освоенность характерна для районов Усть-Ордынского Бурятского округа, где на долю сельскохозяйственных угодий приходится более 53 %.
По природным факторам область делится на три сельскохозяйственные зоны: лесостепную, остепненную и подтаежно-таежную. Остепненная зона находится в основном в районах Усть-Ордынского Бурятского округа. Она отличается засушливым климатом, пашня подвержена ветровой эрозии. Лесостепная зона расположена вдоль Транссибирской железнодорожной магистрали (Иркутско-Тулунская лесостепь), включая юг Братского района, а также правобережье верхнего течения Ангары (Боханскиий, Осинский, Усть-Удинский районы). Она характеризуется наиболее благоприятными климатическими условиями. Подтаежно-таежная зона включает северные сельскохозяйственные районы области, расположенные в основном вдоль Тайшетско-Ленской железнодорожной магистрали [1, 2].
Цель наших исследований - анализ динамики и современного состояния плодородия пахотных почв Иркутской области по основным агрохимическим показателям.
Почвы Иркутской области отличаются значительной пестротой. Они формиро- е вались под воздействием разнообраз- | ных подстилающих пород, большой д изрезанности рельефа, климатических е факторов. Пахотные земли региона и представлены в основном серыми лес- № ными и дерново-карбонатными почва- 4 ми, атакже черноземами. м
Серые лесные почвы в пахотном 1 фонде региона занимают 760,3 тыс. га
(47,2 %), сосредоточены они в основном в лесостепной зоне, меньше в подтаежно-таежной зоне и делятся на три подтипа: светло-серые, серые и темно-серые. Основной признак для выделения подтипов - содержание гумуса: в светло-серых - до 3 %, в серых - 3-5 %, в темно-серых - более 5 %. Светло-серые почвы располагаются по вершинам увалов, верхним частям склонов и наиболее подвержены водной и ветровой эрозии. Механический состав обычно тяжелосуглинистый, реже среднесуглинистый. Естественное плодородие их невысокое, содержание фосфора низкое, калия -среднее. Реакция почвенного раствора кислая и слабокислая. В структуре пашни они занимают 109,2 тыс. га, или 6,8 %. Серые лесные почвы располагаются по пологим увалам, невысоким холмам и равнинам. По механическому составу преобладают тяжело- и среднесуглини-стые разновидности. Содержат средние запасы подвижных форм фосфора и калия, реакция почвенного раствора в основном слабокислая. Почвы этого подтипа обладают хорошими физико-химическими свойствами и высоким естественным плодородием. В структуре пашни они занимают 380,6 тыс. га, или 23,6 %. Темно-серые лесные почвы занимают 270,5 тыс. га (16,8 %), располагаются в основном на нижних частях увалов, пониженных участках террас. Содержание подвижных форм питательных веществ - среднее и пониженное. Механический состав преимущественно тяжелосуглинистый.
Дерново-карбонатные почвы шире всего распространены в пределах Лено-Ангарской лесостепи и занимают 587,0 тыс. га, или 36,4 % от общей площади пашни. Механический состав этих почв преимущественно тяжелосуглинистый. Они делятся на два подтипа: типичные и выщелоченные. Типичные характеризуются наличием большого количества карбонатов, что отрицательно сказывается на их водно-физических свойствах. Такие почвы в большей степени подвержены водной и ветровой эрозиям, отличаются слабой почвенной структурой, склонны к заплыванию в период переувлажнения и распылению в засушливый период, имеют слабощелочную реакцию почвенного раствора. Выщелоченные дерново-карбонатные почвы, наравне с серыми и темно-серыми, относятся к лучшим по своим агрохимическим свойствам почвами N пахотных угодий Иркутской области. Они о обладают повышенным содержанием ^ питательных веществ и хорошими агро-^ физическими свойствами. Реакция по-о чвенного раствора нейтральная. По со-| держанию гумуса дерново-карбонатные почвы как типичные, так и выщелоченные ® делятся на малогумусные - до 4 %; 5 среднегумусные - до 4-6 %; высокогу-$ мусные - 6-8 %.
Площадь, занимаемая черноземами, составляет 130,2 тыс. га, или 8,1 % пахотных земель. Они сосредоточены в западных районах региона. Содержание гумуса колеблется от 5 до 10 %, реакция почвенного раствора нейтральная либо слабощелочная. Водно-физические свойства неудовлетворительные, структура распыленная, почвы склонны к за-плыванию после осадков и образованию воздухонепроницаемой корки.
Лугово-черноземные почвы занимают 75,1 тыс. га, или 4,7 % пашни. Они сформировались в нижних частях склонов и днищах ложбин, имеют мощный (50-80 см) гумусовый горизонт, характеризуются значительными запасами фосфора и калия, реакция почвенного раствора от слабокислой до нейтральной. Почвы поздно оттаивают весной, а осенью подвергаются ранним заморозкам.
Луговые, аллювиальные, дерново-подзолистые и прочие почвы в балансе пашни занимают 59,0 тыс. га, или 3,6 % и существенного влияния на производство сельскохозяйственной продукции не оказывают. В основном такие участки используют для выращивания кормовых культур позднего срока сева [3, 4].
Климат Иркутской области резко континентальный с суровой продолжительной зимой (175-200 дней), большими колебаниями температуры воздуха, незначительным количеством осадков в зимний период (25-35 % от годовых). Регион характеризуется поздними весенними (до 25 июня) и ранними осенними (первая декада августа) заморозками. В силу глубокого промерзания и частого возврата холодов после схода снега, оттаивание почвы в области происходит медленно. Поэтому весной наибольшее негативное влияние на возделываемые культуры оказывает низкая температура почвы, особенно в период посев - всходы [5].
Известно, что почвенные микроорганизмы наиболее интенсивно размножаются при температуре 25-30 °С [6, 7]. В регионе температура корнеобитаемо-го слоя почвы даже в середине лета редко достигает таких величин. Вследствие этого микробиологические процессы протекают не очень интенсивно, и мобилизация питательных веществ почвы происходит не в полной мере.
Необходимо также отметить, что температурный режим почвы определяет не только интенсивность мобилизации питательных веществ, но и их поступление в растения. Установлено, что при температуре от 5°С до 10°С хуже всего потребляется фосфор и азот, а калий усваивается достаточно интенсивно [8, 9]. В климатических условиях региона отрицательное влияние низких температур на питание растений проявляется в начале вегетации. Эта проблема решается припосевным внесением малых стартовых доз минеральных удобрений - 25-30 кг д.в. на 1 га.
Влагообеспеченность той или иной территории характеризует количество атмосферных осадков и их распределение в течение года. Годовая сумма осадков в основных сельскохозяйственных районах области колеблется от 210 до 450 мм. Вместе с тем необходимо отметить специфику ее климатических условий по влагообеспеченности. Начало вегетационного периода (май -июнь) в регионе обычно засушливое, гидротермический коэффициент (по Г.Т. Селянинову) пониженный, в отдельные годы до 0,2-0,6. Последующие июльско-августовские дожди прерывают засуху, но ее последствия имеют уже необратимый характер, что приводит к недобору урожая.
Дефицит влаги в отдельные периоды, а также разная степень обеспеченности влагой по климатическим зонам сказывается не только на величине урожая, но и на эффективности использования питательных веществ из почвы и вносимых удобрений. Так, в степной зоне окупаемость удобрений на зерновых культурах в 1,5 раза ниже, чем в лесостепной и подтаежно-таежной. На картофеле максимальная окупаемость возможна в лесостепной зоне, несколько ниже в подтаежно-таежной из-за дефицита тепла, а в степной зоне, по причине недостатка влаги она почти в 2 раза меньше, чем в лесостепной (табл. 1). В целом максимальная окупаемость удобрений наблюдается при среднем уровне доз NPK.
В статье использованы материалы, полученные в результате сплошного агрохимического обследования пахотных почв, проведенного Центром
1. Нормативы окупаемости минеральных удобрений приростом урожая сельскохозяйственных культур по природным зонам Иркутской области
Природно- Прирост урожая в расчете на 1 кг ЫРК, кг
сельско- Уровень доз зерновые в том числе картофель кукуру-
хозяйст- ЫРК пшеница ячмень овес за на
венная зона яровая силос
Остепненная низкий 3,3 2,1 3,8 4,8 - 43,2
средний 3,4 1,8 4,7 5,6 1 9,6 33,4
повышенный 2,2 1,5 4,0 2,7 - 30,7
Лесостепная низкий 4,7 3,4 4,3 7,0 36,8 52,5
средний 5,2 3,6 4,1 8,8 35,7 60,3
повышенный 3,9 3,7 4,3 4,1 26,8 48,6
Подтаежно- Низкий 5,3 3,8 4,0 8,7 33,3 -
таежная средний 5,4 4,6 6,5 6,4 34,6 -
повышенный 4,8 4,2 5,9 5,5 - -
Площадь Содержание гумуса Средне-
Цикл (годы) обсле- очень низкое низкое среднее повышенное высокое очень высокое взве-
обследования дования, (<2 %) (2,1-4,0 %) (4,1-6,0 %) (6,1-8 0 %) (8,1-10,0 %) (>10 %) шен-
тыс. га тыс. га % тыс. га % тыс. га 1 % тыс. га 1 % тыс. га % тыс. га I % ное, %
III (1977-1985) 1712,9 51,6 3,0 572,6 33,4 557,5 32,6 459,4 26,8 70,2 4,1 1,6 0,1 4,97
IV (1985-1990) 1727,0 12,3 0,7 550,9 31,9 669,0 38,7 410,0 23,8 78,0 4,5 6,8 0,4 5,07
V (1990-1995) 1679,0 31,0 1,8 683,8 40,7 616,3 36,7 297,1 17,7 46,5 2,8 4,6 0,3 4,7
VI (1995-2000) 1597,5 96,8 6,0 610,0 38,2 475,4 29,8 298,9 18,7 86,7 5,4 29,7 1,9 4,75
VII (2000-2005) 1160,8 69,8 6,0 469,3 40,4 375,1 32,3 175,0 15,1 48,9 4,2 22,9 2,0 4,6
VIII (2005-2010) 1693,3 109,3 6,5 681,2 40,2 490,4 29,0 296,6 17,5 86,4 5,1 29,5 1,7 4,6
На 1.01.2016 г. 1659,2 111,0 6,7 616,7 37,2 485,9 29,2 317,9 19,2 94,5 5,7 33,1 2,0 4,77
агрохимической службы «Иркутский» и Станцией агрохимической службы «Ту-лунская» в период 1966-2015 гг В зону обслуживания ФГБУ «ЦАС «Иркутский» входит 17 административных районов области с площадью сельскохозяйственных угодий 1479,1 тыс. га, в том числе 921,3 тыс. га пашни, 159,1 тыс. га сенокосов и 387,8 тыс. га пастбищ. Зона обслуживания ФГБУ «САС «Тулун-ская» охватывает территорию 12 административных районов, площадь сельскохозяйственных угодий составляет 901,5 тыс. га, из них 690,3 тыс. га занимает пашня, 105,1 тыс. га сенокосы и 95,6 тыс. га пастбища.
Периодичность агрохимического обследования составляет 5-6 лет. В среднем ежегодно отбирается и анализируется более 15,0 тыс. почвенных проб, в которых определяют следующие показатели, характеризующие почвенное плодородие: содержание органического вещества (гумуса) - по методу Тюрина в модификации ЦИНАО по ГОСТ 26213-91 на фотоколориметре КФК-3; содержание подвижных форм фосфора (Р2О5) и калия (К2О) - в дерново-карбонитных, черноземных, лугово-черноземных, пойменно-аллювиальных почвах по методу Мачи-гина в модификации ЦИНАО по ГОСТ 526205-91, в дерново-подзолистых, серых лесных и других почвах по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО по ГОСТ Р 54650-11; реакция почвенной среды (рНсол) - в соответствии с ГОСТ 26483-85 потенциометрическим методом; содержание микроэлементов - для некарбонатных почв методом Пейве и Ринькиса, для карбонатныхпочв методом Крупского и Александровой (подвижные соединения цинка - по ГОСТ Р 50686-94, меди и кобальта - по ГОСТ Р 50683-94, ГОСТ Р 50684-94, ГОСТ Р 50687-94,
марганца - по ГОСТ Р 50684-94, ГОСТ Р 50685-94с последующим определением на атомно-абсорбционном спектрофотометре, серы - по ГОСТ 26490-85 фотоколориметрическим методом на фотоколориметре КФК-2); эколого-токсикологические показатели (содержание тяжелых металлов).
Основной критерий плодородия почвы - уровень содержания органического вещества (гумуса). За последние 4 цикла обследования (1990-2015 гг) произошло увеличение площади пашни с низким (менее 4 %) содержанием гумуса. В период 1985-1990 гг такие почвы занимали 563 тыс. га (32,6 % общей площади пашни). В VII цикле обследования (2005-2010 гг) величина этого показателя достигла 790,5 тыс. га (46,7 %), а средневзвешенное содержание органического вещества снизилось с 5,07 до 4,6 % (табл. 2).
По состоянию на 01.01.2016 г в Бо-ханском, Эхирит-Булагатском, Иркутском, Балаганском, Усольском, Шеле-ховском районах низким содержанием гумуса характеризовались более 50 % пашни, в Зиминском, Жигаловском, Усть-Илимском районах - более 60 %.
В основном это обусловлено резким снижением уровня применения органических удобрений. Например, если в 1981-1985 гг их вносили в среднем за год в количестве 2,9 млн т (1,7 т/га пашни), а в 1986-1990 гг - 3,6 млн т в год (2,1 т/га пашни), то сейчас величина этого показателя уменьшилась до 200250 тыс. т в год (0,10-0,15 т/га). Кроме того, многие сельскохозяйственные товаропроизводители области сократили животноводство и перешли на выращивание зерновых культур. Это привело к резкому снижению площадей посевов кормовых культур и развалу системы
земледелия, основным звеном которой служат севообороты. Хозяйства перешли на простое чередование пара и зерновых культур, что также вызывает увеличение интенсивности минерализации гумуса.
При действующей системе земледелия, как показывают расчеты баланса органического вещества, ежегодно необходимо вносить не менее 5,5-6,0 млн т органических удобрений, или в 25 раз больше, чем используют сегодня.
Почвы с повышенной кислотностью имеют плохие физико-химические и физические свойства. Высокая концентрация водорода в их почвенном растворе затрудняет рост корневой системы растений, нарушает нормальную проницаемость и обмен веществ в корнях. В кислой среде подавляется развитие полезной микрофлоры, снижается эффективность минеральных удобрений [10, 11].
До 2005 г. доля кислых почв в Иркутской области была довольно стабильной и составляла 32-33 %. В последние 10 лет наметился ее рост. В 2005-2010 гг (VII цикл обследования) площадь кислых почв достигла 594,4 тыс. га, или 35,1 % пашни, в том числе сильно и средне-кислых почв, требующих обязательного известкования, - 146,6 тыс. га (табл. 3). Средневзвешенный показатель кислотности составляет 5,9 и за годы проведения обследований он не менялся.
Наиболее эффективно работы по химической мелиорации почвы в регионе осуществляли с 1981 по 1995 гг, когда ежегодно известковали более 10 тыс. га пашни. Последний раз такие мероприятия проводили в 2008 г на площади 0,3 тыс. га. В основном это связано с удорожанием известковых материалов; отсутствием специализированных ор-
3. Динамика изменения доли кислых почв в пахотных почвах региона
Группировка почв по степени кислотности, рН сол
Площадь очень силь- сильно среднекис- слабокис- близкие к нейтральная (>6,0) итого средне-
Цикл (годы) обследования обследования, но кислые (<4,0) кислые (4,1-4,5) лые (4,6-5,0) лые (5,1-5,5) нейтральной (5,6-6,0) кислых почв взвешенный
тыс. га тыс. га % тыс. га % тыс. га % тыс. га % тыс. га % тыс. га % тыс. га % показатель
II (1970-1977) 1648,4 10,3 0,6 74,2 4,5 328,7 20,0 422,5 25,6 812,7 49,3 413,2 25,1 5,9
III (1977-1985) 1760,4 2,5 0,1 12,1 0,7 84,9 4,8 442,0 25,1 404,5 23,0 814,4 46,3 541,5 30,8 5,94
IV (1985-1990) 1775,0 1,1 0,1 15,0 0,8 113,8 6,4 444,1 25,0 409,5 23,1 791,5 44,6 574,0 32,3 5,9
V (1990-1995) 1679,3 0,4 0,02 12,4 0,7 115,2 6,9 430,3 25,6 387,4 23,08 733,6 43,7 558,3 33,2 5,9
VI (1995-2000) 1597,7 2,3 0,1 16,5 1,0 107,2 6,7 405,5 25,4 332,5 20,9 733,7 45,9 531,5 33,3 5,9
VII (2000-2005) 1160,8 1,9 0,2 32,1 2,8 129,6 11,2 326,4 28,1 253,6 21,8 417,3 35,9 490,0 42,2 5,7
VIII (2005-2010) 1693,3 3,0 0,2 17,1 1,0 129,3 7,7 445,0 26,3 341,6 20,2 756,6 44,7 594,4 35,1 5,9
На 1.01.2016 г. 1659,2 3,4 0,2 19,4 1,2 118,2 7,1 426,6 25,7 335,5 20,2 756,1 45,6 567,6 34,2 5,9
(О Ф
Ш, ь
Ф д
Ф
ь
Ф
-Ь 2 О
Цикл (годы) обследования Площадь обследования, тыс. га Содержание подвижного фосфора Р„ОГ
очень низкое низкое среднее повышенное высокое очень высокое итого низкое средне- взвешенное, мг/кг
тыс. га % тыс. га % тыс. га % тыс. га % тыс. га % тыс. га % тыс. га %
II (1970-1977) 1648,4 54,6 3,3 202,6 12,3 501,0 30,4 335,2 20,4 221,3 13,4 333,7 20,2 257,2 15,6 141,2
III (1977-1985) 1760,4 28,6 1,6 159,9 9,1 568,1 32,3 385,5 21,9 343,4 19,5 275,0 15,6 188,4 10,7 141,4
IV (1985-1990) 1775,0 33,8 1,9 153,8 8,7 522,7 29,5 357,6 20,1 420,6 23,7 286,5 16,1 187,5 10,6 146,9
V (1990-1995) 1679,3 26,6 1,6 123,8 7,4 537,9 32,0 377,5 22,5 413,2 24,6 200,3 11,9 150,3 9,0 140,5
VI (1995-2000) 1597,7 34,0 2,1 147,8 9,3 648,8 40,6 387,2 24,3 264,1 16,5 115,8 7,2 181,8 11,3 119,8
VII (2000-2005) 1160,8 15,9 1,4 95,9 8,3 423,7 36,5 289,0 24,9 237,2 20,4 99,1 8,5 111,8 9,6 128,7
VIII (2005-2010) 1693,3 34,5 2,0 145,5 8,6 665,4 39,3 405,3 23,9 298,7 17,6 144,0 8,5 180,0 10,6 124,1
На 1.01.2016 г. 1659,6 35,4 2,1 160,2 9,7 692,2 41,7 374,8 22,6 266,8 16,1 130,3 7,8 195,6 11,8 119,5
ганизаций по разработке известковых месторождений, подготовке и внесению известковых материалов в почву; снижением финансовых возможностей большей части сельскохозяйственных товаропроизводителей, которые не способны самостоятельно оплачивать весь комплекс работ по известкованию. Следует отметить, что такая ситуация характерна не только для Иркутской области, но и для страны в целом [12].
На сегодняшний день кислые почвы занимают более 50 % площадей пахотных угодий Черемховского (58 %), Ангарского (64,8 %), Шелеховского (81,8 %), Заларинского (52,3 %), НижнеИлимского (56,4 %), Нижне-Удинского (76,6 %), Тайшетского (64,4 %), Тулун-ского (70,9 %), Усть-Илимского (84,1 %) районов. Проблема известкования для них первоочередная.
Фосфор играет исключительно важную роль в процессе вегетации растений. Нормальное обеспечение растений этим минеральным элементом способствует хорошему развитию корневой системы, усиливает холодостойкость и засухоустойчивость, ускоряет развитие культуры и способствует ее более раннему созреванию [7, 13].
Содержание подвижного фосфора в пахотных почвах Иркутской области повышенное. Значительного его уменьшения между II и V циклами обследования не происходило. Отмечено сокращение площади пашни с высокой и повышенной обеспеченностью подвижными формами этого элемента с 890,2 тыс. га во II цикле обследования до 767,1тыс. га в VI цикле и соответствующий рост площади почв со средним их содержанием с 501,0 тыс. га во II цикле обследования до 648,8 тыс. га в VI цикле. Средневзвешенная величина этого показателя за
последние 15 лет снизилась со 140,5 до 124,1 мг/кг (табл. 4).
Отмеченные процессы стали результатом сокращения объемов применения фосфорных удобрений. Если в 19761985 гг в регионе вносили по 8,5 кг Р2О5 на 1 га пашни, а в 1986-1990 гг - 17 кг д.в. фосфорных удобрений на 1 га пашни, то сейчас величина этого показателя не превышает 0,6-0,7 кг Р2О5 на 1 га пашни. Ухудшение фосфатного режима при снижении применения фосфорных удобрений отмечается во многих регионах России, даже на самых плодородных черноземах Центрально-Черноземных областей [14, 15]. На сегодняшний день фосфор используют в основном в составе сложных или сложносмешанных удобрений (нитрофоска, азофоска, диаммофоска и др.) в качестве стартового удобрения под посев зерновых (в основном пшеницы) и овощных культур, а также картофеля.
Значение калия в жизни растений многообразно. Он способствует увеличению засухоустойчивости и зимостойкости, повышает интенсивность накопления растениями углеводов. При хорошем калийном обеспечении растения активно используют азотные удобрения, больше образуют белков, повышается урожайность [7, 16].
В Иркутской области преобладают почвы со средней и повышенной степенью обеспеченности подвижным калием (табл. 5). Вместе с тем необходимо отметить, что в последние 15 лет произошло заметное увеличение площадей с его низким содержанием. Если в 1990-1995 гг такие почвы занимали 359,7 тыс. га, или 21,4 % пашни, то в 2005-2010 гг эта площадь выросла на 198,5 тыс. га.
За этот же период снизились площади почв с повышенной и высокой
обеспеченностью К2О и увеличились со средним содержанием этого элемента. Средневзвешенная величина этого показателя уменьшилась со 120,5 до 103,9 мг/кг Это стало последствием резкого снижения применения калийных удобрений. Если в 1986-1990 гг в среднем по области их вносили по 11,4 кг д.в. на 1 га пашни, то в последние годы не более 0,6 кг д.в. на 1 га.
По состоянию на 01.01.2016 г более 50 % почв пашни Нукутского, Осинско-го, Заларинского, Усольского, Ангарского, Усть-Удинского, Усть-Кутского, Шелеховского и Нижнее-Илимского районов характеризовались низким содержанием калия.
В целом по региону по состоянию на 01.01.2016 г средневзвешенное содержание гумуса составляло 4,8 % (табл. 6). Низкой величиной этого показателя отличаются почвы таких крупных сельскохозяйственных районов, как Иркутский (3,8 %), Усольский (3,8 %), Братский (3,4 %), Усть-Удинский (3,9 %), Тулунский (3,7 %). Почвы области характеризуются средней и повышенной обеспеченностью подвижным фосфором. Средневзвешенное содержание этого элемента составляет 119,5 мг/кг Низким средневзвешенным содержанием подвижного калия отличаются почвы Усольского (73,7 мг/кг) и Зиминского (74,1 мг/кг) районов. В среднем по региону содержание этого элемента составляет 108,4 мг/кг
На основании всего изложенного можно сделать вывод, что в регионе преобладает экстенсивное направление использования почвенного плодородия. При этом следует отметить, что отрицательный баланс питательных веществ в растениеводстве области по всем показателям складывался практически в
5. Динамика обеспечения пахотных почв региона обменным калием
Содержание подвижного калия 1К,О
Цикл (годы) обследования обследования, очень низкое низкое среднее повышенное высокое очень высокое итого низкое средне- взвешенное, мг/кг
тыс. га тыс. га % тыс. га % тыс. га % тыс. га % тыс. га % тыс. га % тыс. га %
II (1970-1977) 1648,4 18,7 1,1 451,8 27,4 501,2 30,4 358,3 21,8 231,3 14,0 87,4 5,3 470,5 28,5 124,4
III (1977-1985) 1760,4 6,3 0,4 227,6 12,9 650,2 36,9 534,0 30,4 258,8 14,7 83,5 4,7 233,9 13,3 134,3
IV (1985-1990) 1775,0 10,6 0,6 265,3 15,0 698,9 39,4 532,6 30,0 218,8 12,3 48,8 2,7 275,9 15,5 126,6
V (1990-1995) 1679,3 19,1 1,1 340,6 20,3 657,8 39,2 430,9 25,7 187,2 11,1 43,7 2,6 359,9 21,4 120,5
VI (1995-2000) 1597,7 18,0 1,1 485,2 30,4 687,8 43,0 277,5 17,4 103,9 6,5 25,3 1,6 503,2 31,5 105,6
VII (2000-2005) 1160,8 9,8 0,9 361,3 31,1 545,9 47,0 202,9 17,5 33,6 2,9 7,5 0,6 371,1 32,0 99,7
VIII (2005-2010) 1693,3 25,1 1,5 533,2 31,5 724,3 42,8 286,5 16,9 96,0 5,7 28,2 1,7 558,3 33,0 103,9
На 1.01.2016 г. 1659,6 20,8 1,3 463,5 27,9 718,6 43,3 303,6 18,3 121,7 7,3 31,3 1,9 484,3 29,2 108,4
о см "Я-
ш ^
Ф
и
ф
^
2
ш м
6. Средневзвешенное содержание основных показателей плодородия пашни по административным районам Иркутской области по состоянию на 01.01.2016 г.
Район Обследованная площадь, тыс. га Средневзвешенный показатель
гумус, % фосфор, мг/кг калий, мг/кг ед рН
Аларский 146,6 5,9 87,4 101,9 5,9
Баяндаевский 77,0 6,7 99,6 168,0 6,2
Боханский 101,5 4,6 110,3 117,1 6,1
Нукутский 92,5 6,2 96,8 102,7 6,4
Осинский 61,4 5,3 98,1 82,1 6,5
Эхирит-Булагатский 123,7 5,1 111,5 124,7 6,1
Ангарский 6,2 3,9 253,2 70,9 4,7
Жигаловский 23,6 3,7 175,7 83,9 6,4
Иркутский 61,8 3,8 143,6 96,4 5,3
Качугский 99,4 5,6 141,0 98,9 6,5
Казачинско-Ленский 3,6 5,6 130,4 73,9 6,3
Киренский 10,5 2,9 136,4 66,5 6,0
Ольхонский 4,9 5,8 119,9 179,5 6,1
Усольский 47,4 3,8 176,5 73,7 6,0
Усть-Удинский 47,1 3,9 120,0 79,0 6,5
Черемховский 226,6 5,6 100,5 118,7 5,6
Шелеховский 3,4 4,1 147,2 54,5 5,4
По Иркутской зоне 1137,1 5,3 113,3 109,1 6,0
Балаганский 35,5 3,6 84,8 97,3 6,5
Братский 56,5 3,4 132,5 162,9 6,1
Заларинский 4,0 4,2 138,0 89,9 5,6
Зиминский 49,5 2,9 245,6 74,1 5,6
Куйтунский 143,5 4,1 133,4 124,2 5,6
Нижнеилимский 11,0 2,4 132,0 92,5 5,6
Нижнеудинский 38,8 4,1 108,3 88,1 5,1
Тайшетский 48,5 3,2 159,8 87,6 5,5
Тулунский 104,4 3,7 84,2 91,5 5,2
Усть-Илимский 10,4 3,2 90,9 114,7 4,9
Усть-Кутский 5,8 3,0 132,6 93,1 6,2
Чунский 14,5 2,0 227,5 88,2 6,1
По Тулунской зоне 522,5 3,6 133,2 106,8 5,6
Итого по региону: 1659,6 4,8 119,5 108,4 5,9
течение всего периода проведения агрохимического обследования. Исключение составляет период с 1986 по 1990 гг, когда благодаря росту объемов применения органических и минеральных удобрений он был положительным (табл. 7). В этот период в среднем по региону ежегодно вносили более 60 кг д.в. минеральных и более 2,0 т органических удобрений на 1 га пашни. Средняя урожайность зерновых составляла 17,1 ц/га, а в 1989 г. она достигала 19,8 ц/га.
В последующие годы объем применения удобрений постоянно снижался. С2012 по2015гг в среднем вносили по 8,1 тыс. т д.в. минеральных удобрений, или по 5 кг д.в. на 1 га пашни (в 12,4 раза меньше, чем за 1986-1990 гг). Использование органических удобрений в этот период сократилось в 21 раз. В результате дефицит питательных элементов составил 38,9 кг/га.
Несмотря на столь низкие объемы применения минеральных и органических удобрений и сложившийся отрицательный баланс питательных веществ урожайность культур за последние 10 лет превысила 17 ц/га. Причина этого заключается в сокращении посевных площадей зерновых культур за последние 20 лет более чем на 40 % с одновременным увеличением площади паров в 2 раза. В результате урожаи получают за счет постоянной минерализации органического вещества и естественного почвенного плодородия.
Вместе с тем в области имеется положительный опыт сельхозтоваропроизводителей, которые используют значительные объемы минеральных и органических удобрений, сеют сиде-раты, применяют ресурсосберегающие технологии.
Например, крупнейший производитель сельскохозяйственной продукции региона - СХ ПАО «Белореченское» Усольского района, в землепользовании которого находится 71,0 тыс. га пашни, из них на площади 42,0 тыс. га возделывают зерновые культуры, на 1200 га - картофель и овощи, около 18,0 тыс. га занимают кормовые культуры. На его поля ежегодно вносят не менее 3,5-3,6 тыс. т д.в. минеральных и более 80,0 тыс. т органических удобрений. В качестве органического удобрения широко используют солому, которую в дробленом виде заделывают в почву дисковыми культиваторами типа «Рубин», «Смарагд» и др. За последние 5 лет средняя урожайность зерновых в этом предприятии составила 27,6 ц/га, картофеля - 230 ц/га, овощей - 278 ц/га.
Хорошие показатели в растениевод-ствеуФГУП «Элита» Эхирит-Булагатского района. В хозяйстве уже более 15 лет работает своя система земледелия, ее основой служат севообороты, в которых 52 % полей занимают зерновые культуры, 42 % - кормовые и 6 % - пары. Значительная часть пашни отведена под многолетние травы - 1800 га, или 60 % от площади кормовых культур. Ежегодно 750-800 га посевов многолетних трав (люцерны, донника, клевера) используют на сидераты. В хозяйстве ежегодно вносят более 5,0 тыс. кг органических удобрений (0,7 т на 1 га пашни) и 230-240 т д.в. минеральных удобрений (31-32 кг д.в. на1 га пашни). Средняя за последние 5 лет урожайность зерновых составила 25,3 ц/га.
Положительный опыт по повышению плодородия используемой пашни есть в ЗАО «Иркутские семена». В распоряжении хозяйства 4200 га пашни, из которых 2300 га отведено под зерновые культуры, 550-560 га под картофель, более 500 га под многолетние травы, 790-800 га находится под парами. Здесь ежегодно вносят 300-310 т д.в. минеральных удобрений (70-75 кг д.в. на 1 га пашни), а также заделывают 450-500 га многолетних бобовых трав в качестве сидератов. Средняя урожайность зерновых в хозяйстве за последнее 5 лет составляет 28,9 ц/га, картофеля - 220-230 ц/га.
7. Среднегодовые объемы применения минеральных и органических удобрений, химических мелиоратов, баланс питательных элементов и продуктивность пахотных почв Иркутской области
Годы Внесение минеральных удобрений Внесение органических удобрений Известкование кислых почв, тыс. га Баланс питательных веществ, кг/га Урожайность зерновых, ц/га
всего, тыс. т д.в. в том числе на 1 га пашни, кг д.в. всего, тыс. т на 1 га пашни, т
всего 1 N | Р„ О ^ 1 К2 О
1966-1970 48,2 31,3 26,8 1,5 3,0 842,0 0,5 - - 12,7
1971-1975 59,4 34,5 25,1 4,5 4,9 1207,0 0,7 - -54,0 13,1
1976-1980 69,0 38,0 22,5 8,5 7,0 1750,0 1,0 1,3 -27,7 12,6
1981-1985 83,0 45,0 26,0 10,7 8,3 2939,0 1,7 4,6 -27,2 15,2
1986-1990 110,8 62,1 33,7 17,0 11,4 3599,1 2,1 11,1 12,1 17,1
1991-1995 53,7 38,0 26,3 5,6 6,1 726,6 0,56 20,7 -12,8 15,2
1996-2000 11,8 7,7 6,9 0,5 0,3 640,0 0,5 0,9 -33,8 11,8
2001-2006 8,3 5,0 3,3 0,9 0,8 313,4 0,2 - -26,5 13,3
2007-2011 9,0 5,6 3,9 0,9 0,8 237,2 0,1 0,13 -25,1 16,9
2012-2015 8,1 5,0 3,8 0,6 0,6 185,3 0,1 - -38,9 17,6
(О Ф
Ш, ь
Ф
д
ф
ь
Ф
-Ь 2 О
Определенные положительные результаты при производстве растениеводческой продукции есть у ПАО «Куйтунская Нива» Куйтунского района. В распоряжении предприятия более 29,0 тыс. га пашни, из которых 51 % занимают зерновые культуры, 39 % - пары, в том числе 4,1 тыс. га сидеральные, на 10 % пашни размещены кормовые культуры (однолетние травы и кукуруза). В качестве сидератов используют донник и яровой рапс. 80 % соломы зерновых культур измельчают в процессе уборки и применяют в качестве органического удобрения. Хозяйство ежегодно вносит 550-600 т д.в. минеральных удобрений, или 31-32 кг д.в. на 1 га посева. Все это дает возможность собирать не менее 26 ц/га зерна каждый год.
В связи с тем, что постоянно появляются новые агрохимические средства и агротехнические приемы, обеспечивающие оптимизацию минерального питания роста и развития растений, улучшение их устойчивости к стрессовым факторам, повышение плодородия почвы, необходима их проверка и адаптация к местным агроэкологическим условиям. Решить эту задачу можно только путем проведения соответствующих полевых исследований. Учитывая своеобразность климатических условий региона (длительные весенние заморозки, весенне-летняя засуха) сотрудники ЦАС «Иркутский» с 2004 по 2014 гг изучали эффективность ряда биологических препаратов, позволяющих сельскохозяйственным культурам преодолевать стрессовые ситуации. В ходе этих исследований было установлено, что применение препарата КЭМ БИН Байкал благодаря иммобилизации азота из почвы и органических удобрений обеспечивает прибавку урожая овощных культур, картофеля и кукурузы на силос до 30-35 %.
Опрыскивание вегетирующих растений биологическим регулятором роста и развития Лариксин в 2010-2011 гг на опытном поле Иркутского НИИСХ и в производственных посевах в ЗАО «Иркутские семена» обеспечила значительное (до 50 %) увеличение роста корневой системы растений яровой пшеницы и картофеля. Это положительно сказалось на урожайности, которая, например, на картофеле увеличилась, по сравнению с контролем, на 27-37 %.
В 2013-2014 гг обработка посевов кукурузы на силос и картофеля раствором биологического препарата Мизорин N (1 л/га) в ОАО «Барки» Иркутского райо-о на в среднем за 2 года способствовала ^ формированию прибавки урожая кар-^ тофеля на уровне 3,3 т/га, или 16,4 %; о» кукурузы - 4,3 т/га, или 20,1 %. | Таким образом, в процессе длительного сельскохозяйственного использо-® вания (1970-2015 гг.) средневзвешенное 5 содержание подвижных форм фосфора $ в почвах Иркутской области уменьши-
лось со 141,2 до 119,5 мг/кг калия - со 124,4 до 108,4 мг/кг Доля кислых почв за этот же период возросла с 413,2 тыс. га (25,1 %) до 567,5 (34,2 %). Площадь почв с очень низким и низким содержанием гумуса с 1977 по 2015 гг увеличилась с 624,2 тыс. га (36,4 %) до 727,7 тыс. га (43,9 %). Особенно интенсивно негативные процессы происходят в последние десятилетия, что обусловлено резким сокращением использования агрохимических средств. Так, применение минеральных удобрений в 20102015 гг. снизилось, по сравнению с 19851990 гг., в 12,4 раз (до 5,0 кг д.в./га), органических - в 21 раз (до 0,1 т/га). В 2012 -2015 гг работы по известкованию почв не проводили. Начиная с 1990 г наблюдается устойчивый отрицательный баланс питательных элементов в пахотных почвах Иркутской области.
Литература.
1. Растениеводство Предбайкалья / Ш.К. Хуснидинов, А.А. Долгополов, ПИ. Покровская и др. / под ред. Ш.К. Хуснидинова. 2-е изд. перераб. и доп. Иркутск: Издательство ИрПСХА, 2000. 462 с.
2. Адаптивно-ландшафтная система земледелия Иркутской области / В.И. Со-лодун, В.Т. Мальцев, Н.Н. Дмитриев и др. 2-е изд. перераб. и доп. Иркутск: Издательство ИрПСХА, 2011. 191 с.
3. Доманский Ю.А., Дмитриева Е.Ш. Почвы Иркутской области и методы полевого обследования почвенного покрова. Иркутск: Издательство ИрПСХА, 2002. 128 с.
4. Надеждин Б.В. Лено-Ангарская лесостепь (почвенно-географический очерк). М.: Изд-во АН СССР, 1961. 326 с.
5. Агроклиматические ресурсы Иркутской области. Ленинград: Пидрометиздат, 1977. 207 с.
6. Агрономическая микробиология / под ред. П.С. Муромцева. Ленинград: Колос, 1976. 231 с.
7. Житов В.В., Дмитриев Н.Н. Зональные основы системы удобрений в земледелии Иркутской области: монография. Иркутск: Издательство ИрПСХА. 2013. 140 с.
8. Научные основы и рекомендации по применению удобрений в районах Зауралья, Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск: Зап.-Сиб. кн. изд-во, 1976. 200 с.
9. Мальцев В.Т. Азотные удобрения в Приангарье / отв. ред. ПП. Памзиков. Новосибирск: Изд-во СО РАСХН, 2001. 272 с.
10. Ресурсы повышения эффективности сельскохозяйственного производства в Приангарье: рекомендации. Иркутск: Вост-Сибкнига, 2002. 224 с.
11. Минеев В.П. Агрохимия. 2-е изд. перераб. и доп. М: Изд-во МГУ Изд-во «КолосС», 2004. 720 с.
12. Чекмарёв П.А. Агрохимическое состояние пахотных почв ЦЧО России // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т.29. №9. С. 17-20.
13. Коровин А.И. Роль температуры в минеральном питании растений. Ленинград: Пидрометоиздат, 1972. 281 с.
14. Чекмарёв П.А., Лукин С.В., Сискевич Ю.И., Юмашев Н.П., Хижняков А.Н. Фосфор в земледелии Центрально Черноземного
района // Достижения науки и техники АПК. 2011. № 5. С. 21-23.
15. Лукин С.В., Авраменко П.М. Закономерности изменения содержания подвижного фосфора и обменного калия в почвах Белгородской области // Агрохимия. 2007. №6. С. 22-26.
16. Минеев В.П Агрохимия и экологические функции калия. М.: Изд-во МПУ 1999. 332 с.
Dynamics of the Main Indicators of Fertility of Arable Soils in Irkutsk Region
M.V. Butyrin1, V.V. Shtantsova2
1Center of Agrochemical Service «Irkutskii», ul. Sadovaya, 1, p. Dzerzhinsk, Irkutskii r-n, Irkutskaya obl., 664510, Russian Federation 2Station of Agrochemical Service «Tulunskaya», ul. Michurina, 42, p. 4-e Otdelenie Gosudarstvennoi Selektsionnoi Stantsii, Tulunskii r-n, Irkutskaya obl., 665254, Russian Federation
Abstract. The article presents the results of a complete agrochemical survey of arable soils in Irkutsk region and statistical information on dynamics of fertilizer application and liming of acid soils over the period from 1970 to 2015. The current state of soil fertility in terms of key indicators was analyzed. We used the materials of the complete agrochemical survey of arable soils conducted by the Center of Agrochemical Service «Irkutsky» and the Station of Agrochemical Service «Tulunskaya». The coverage area of FGBU "CAS "Irkutsky" includes 17 administrative districts of the region with an area of agricultural land of 1,479,100 hectares, including 921,300 hectares of arable land, 159,100hectares of hay-fields and387,800hectares of pastures. The coverage area of FGBU "SAS 'Tulunskaya" includes the territory of 12 administrative districts; the area of agricultural land is901,500hectares, including 690,300 hectares of arable land, 105,100 hectares ofhayfields and95,600hectares of pastures. Arable land in Irkutsk region is located mainly on gray forest (47.2 %), sod-carbonate (36.4 %), chernozem (8.1 %) and meadow-chernozem soils (4.7 %). During the long agricultural usage (1970-2015), the weighted average content of mobile forms of phosphorus in the arable soils of the region decreased from 141.2 mg/kg to 119.5 mg/kg, of mobile forms of potassium - from 124.4 to 108.4 mg/kg. During the same period, the area of acid soils increased from 413,200 hectares (25.1 %) to 567,600 hectares (34.2 %). From 1977to 2015, the area of arable land with low and very low humus content increased from 624,200 hectares (36.4 %) to 727,700hectares (43.9 %). In2010-2015, in comparison with the period ofintensive application of fertilizers (1986-1990), the level ofapplication of mineral fertilizers decreased 12.4 times, of organic fertilizers - 21 times.
Keywords: agrochemical survey, soil acidity, microelements, organic matter of soil, mobile forms of phosphorus and potassium.
Author Details: M.V. Butyrin, director (e-mail:agrohim_38_1@mail.ru); V.V. Shtantsova, director (e-mail: agrohim_38_2@mail.ru).
For citation: Butyrin M.V., Shtantsova V.V. Dynamics of the Main Indicators of Fertility of Arable Soils in Irkutsk Region. Zemledelie. 2017. No. 4. Pp. 9-14 (in Russ.).
