CC BY
32
УДК 631.45:631.8 (571.13)
динамика плодородия пахотных почв омской области и эффективность использования средств его повышения в современных условиях
В.М. КРАСНИЦКИЙ, доктор сельскохозяйственных наук, директор (e-mail: [email protected]) А.Г. ШМИДТ, начальник отдела Центр агрохимической службы «Омский», пр-т Королева, 34, Омск, 644012, Российская Федерация
Резюме. Приведена характеристика почвенного покрова, состояние плодородия почв Омской области по результатам государственного мониторинга за 1966-2015 гг., выявлена динамика изменения его показателей. На основе проведенных производственных опытных исследований агрохимической службы рассмотрена эффективность применения минеральных и органических удобрений в Омской области. Наибольшее развитие мероприятия по сохранению и повышению почвенного плодородия в Омской области получили с 1986 по 1990 гг. В этот период объемы применения минеральных удобрений достигли 40 кг д. в. на 1 га пашни, а органических - 4,6 т на 1 га пашни. При этом увеличение применения минеральных и органических удобрений с 1966по 1990гг. способствовало снижению отрицательного баланса элементов питания к 1986-1990 гг. до 11,4 кг/га, а по фосфору позволило иметь положительный баланс -13,5 кг/га. Дефицит баланса по азоту в 1986-1990 гг. был в 2 раза меньше, чем сегодня, по калию - в 1,5 раза, оставаясь всеже отрицательным. В дальнейшем в силу ряда причин объемы работ по сохранению плодородия почв резко сократились, а такие какхимическая мелиорация прекратились совсем. Вместе с тем использование органических удобрений на основе птичьего помета, навоза, соломы позволило снизить негативные последствия сложившейся ситуации для плодородия почв благодаря компенсации значительного выноса элементов минерального питания из почвы. На сегодняшний день хозяйства Омской области приобретают и вносят 11,2 тыс. т д.в. минеральных удобрений, или 2,2 кг/га пашни, в сочетании с 0,8 т/га пашни органических удобрений это дает возможность поддерживать отрицательный баланс на уровне минус 32,7 кг/га. Благодаря более эффективному использованию действующих веществ удобрений принимаемые меры позволили стабилизировать валовые сборы зерновых культур в Омской области на уровне 3-3,5 млн тзерна в год.
Ключевые слова: плодородие почв, государственный мониторинг, удобрения, урожайность, зерновые культуры. Для цитирования: Красницкий В.М., Шмидт А.Г. Динамика плодородия пахотных почв Омской области и эффективность использования средств его повышения в современных условиях// Достижения науки и техники АПК. 2016. Т.30. №7. С. 34-37.
Сельскохозяйственное производство Омской области - одно из наиболее развитых в Российской Федерации. По объемам производства продукции сельского хозяйства область входит в 15 крупнейших регионов страны. Площадь сельскохозяйственных угодий области - 6392,6 тыс. га, в том числе 4053,8 тыс. га пашни. По площади пахотных земель регион занимает 7 место в РФ.
Вопросы эффективности земледелия и сельскохозяйственного производства области неразрывно связаны с сохранением и воспроизводством плодородия почвы, которое в силу специфики почвообразовательных процессов и климатических условий не отличается высокими показателями.
Плодородие - это не абстрактное, а строго материальное, объективное, измеряемое производственное свойство почвы, обладающее конкретной количественной и качественной характеристикой.
В связи с этим цель нашей работы - оценка результатов мероприятий по сохранению плодородия почв и повышению урожайности сельскохозяйственных культур в Омской области за период 1965-2016 гг.
Условия, материалы и методы. Территория Омской области, расположенная в южной части ЗападноСибирской низменности, по среднему течению Иртыша имеет равнинный характер. Протяженность с севера на юг составляет почти 600 км, с запада на восток - более 300 км, общая площадь 14118,5 тыс. га, или 141,2 тыс. км 2. На юге она граничит с Республикой Казахстан, востоке -с Новосибирской, северо-востоке - с Томской, севере и западе - с Тюменской областями.
В Омской области можно выделить четыре природно-экономические зоны: северная тайга и подтайга занимает 36,6% от территории (51,7 тыс. км2), северная лесостепь -31 %, южная лесостепь - 13,4% и степная - 19%. Северные районы относятся к зоне с достаточным увлажнением, южные - к засушливой зоне неустойчивого увлажнения [1].
Почвообразующие породы на всей территории области - преимущественно четвертичные образования разного возраста, происхождения и литологического состава: покровные лессовидные желто-бурые карбонатные суглинки, супеси, пески, глины, тяжелые суглинки.
Почвенный покров области отличается большим разнообразием типов и видов почв, имеющих свои особенности по качеству и уровню естественного плодородия. В распределении почв по территории области ясно выражена широтная зональность, сменяющаяся с севера на юг. В северной зоне преобладают дерново-подзолистые и серые лесные почвы. В таежной подзоне на дерново-подзолистые почвы приходится более 60% пашни. Более благоприятны физические свойства у супесчаных разновидностей, которые в то же время имеют более кислую реакцию почвенного раствора [2].
Пашня подтаежной зоны размещена преимущественно на серых и светло-серых лесных почвах (более 70%). В северной лесостепи наиболее распространены комплексы луговых почв с солончаками и солонцами. В южной лесостепи почвенный покров пахотных земель формируют в основном черноземы обыкновенные и выщелоченные, лугово-черноземные почвы, встречаются контуры солонцов и других интразональных типов почв. В степной зоне представлено сочетание черноземов южных, обыкновенных, лугово-черноземных почв, преимущественно маломощных малогумусовых, и комплексов солонцовых почв.
В целом по области, в структуре пахотных земель почвы черноземного типа занимают 57% (из них чернозем обыкновенный - 74%, южный - 16% и выщелоченный - 10%). В значительном количестве встречаются солонцы и лугово-черноземные почвы (по 12%). Дерново-подзолистые почвы занимают 6% пашни, серые лесные и черноземно-луговые - по 5%, прочие типы почв (солоди, солончаки, аллювиальные) - 3% площади пахотных земель [2,3].
результаты и обсуждение. По данным государственного мониторинга, осуществляемого ФГБУ «ЦАС «Омский» и ФГБУ «САС «Тарская», в 2015 г. низкое (<5%) содержание гумуса, одного из важнейших показателей плодородия почвы, отмечено на площади 2854тыс. га (табл.1). Пониженное содержание фосфора (до 100 мг/кг почвы) выявлено на площади 2501 тыс. га, калия - 838тыс. га. Площадь почв с повышенной кислотностью составила 643 тыс. га, в том числе сильно- и среднекислых 203 тыс. га.
Таблица 1. динамика изменения агрохимических показателей плодородия почв пахотных земель области за 1965-2015 гг.
Туры обследования
Показатель I II III IV V
(1972 г.) (1980 г.) (1990 г.) (2000 г.) (2015 г.)
Кислотность
Средневзвешенная ед. рН 5,70 5,69 5,68 5,67 5,64
Всего кислых почв (рН тыс. га 590 572 626 662 643
4,1-5,5) % 14 13 15 16 17
в том числе сильно- и тыс. га 192 191 203 235 203
среднекислых % 4 4 5 6 6
Близкие к нейтральным тыс. га 3710 3728 3674 3638 3411
и нейтральные % 86 87 85 84 84
Содержание фосфора
Средневзвешенное мг/кг 83 88 110 102 95
Пониженное тыс. га 2718 2377 1654 2210 2501
(до 100 мг/кг почвы) % 63 55 38 54 61,7
Высокое и очень тыс. га 98 219 378 390 356
высокое % 2 5 9 9 9
Содержание калия
Средневзвешенное мг/кг 175 173 173 168 166
Пониженное тыс. га 587 642 690 842 838
(до 120 мг/кг почвы) % 14 15 16 19 21
Высокое и очень тыс. га 3713 3658 3626 3458 3216
высокое % 86 85 84 81 79
Содержание гумуса
Средневзвешенное % 5,34 5,20 5,00
Пониженное (<5%) тыс. га 2399 2709 2854
% 56 63 70
Высокое (>5%) тыс. га 1901 1591 1200
% 44 37 30
Вся история земледелия Омской области связана с целенаправленной работой по сохранению и повышению плодородия почв. Разработка и внедрение в производство влагосберегающих почвозащитных систем земледелия позволила приостановить деградацию почв и потери от ветровой эрозии [4].
Одновременно ежегодно увеличивались объемы внесения органических и минеральных удобрений, которые с 1, 2 т/га и 2,0 кг/га в 1966-1970 гг. возросли к 1986-1990 гг. до 4,6 т/га и 40 кг/га, соответственно (табл. 2).
Большое внимание также уделялось химической мелиорации: известкованию кислых почв, гипсованию почв солонцового комплекса (см. табл. 2). К 1986-1990 гг. объемы работ по химической мелиорации возросли, по сравнению с 1966-1970 гг., в 10 раз.
В результате реализации системы мер по повышению плодородия почв был достигнут положительный баланс по фосфору, который относится к числу основных элементов питания растений, ограничивающих урожайность сельскохозяйственных культур (см. рисунок). Площадь почв с пониженным его содержанием уменьшилась на 1064 тыс. га (с 2718 тыс. га в 1970 г. до 1654 тыс. га в 1990 г.). Увеличение с 1966 по 1990 гг. использования минеральных и органических удобрений способствовало
Принятие мер по повышению плодородия почв сказалось и на эффективности земледелия области. Урожай зерновых, в зависимости от условий увлажнения, увеличился на 50-70% [5,6].
Несмотря на рост применения минеральных и органических удобрений, а также средств химической мелиорации почвы до 1990 г., оптимального, научно-обоснованного уровня этих работ достичь не удалось.
В последующие годы, в силу известных причин, началось снижение масштабов агрохимических работ. Работы по известкованию прекратили с 1994 г., по гипсованию - с 1996 г. Внесение минеральных удобрений сократилось до 2,2 кг д.в./га, органических - до 0,8 т/га.
Негативные последствия этого не замедлили проявиться, как следствие, в области, главным образом в северной зоне, начала ежегодно расти площадь кислых почв. На сегодняшний день она увеличилась на 71 тыс. га, в том числе сильно- и среднекислых на 12 тыс. га. Площадь с пониженным содержанием фосфора возросла с 1654 тыс. га до 2501 тыс. га, или на 847 тыс. га, калия - с 587 тыс. га до 838 тыс. га.
В результате ежегодных невосполнимых потерь гумуса его средневзвешенное содержание в почвах уменьшилось до 5,0% против 5,34% в 1990 г. Площадь почв с пониженной величиной этого показателя увеличилась с 2399 до 2854 тыс. га [1].
Сложившиеся условия заставляют специалистов сельскохозяйственной отрасли Омской области искать пути сохранения плодородия почв при одновременном снижении затрат. Среди них можно назвать использование соломы в качестве органического удобрения, локальное внесение минеральных удобрений и проведение различных подкормок [7, 8].
За годы деятельности агрохимической службы (19642015 гг.) специалисты ФГБУ «ЦАС «Омский» и ФГБУ «САС «Тарская» провели около 1700 полевых краткосрочных, производственных и демонстрационных опытов.
Результаты исследований во всех почвенно-климатических зонах на основных типах почв Омской
сокращению отрицательного баланса элементов питания к 1986-1990 гг. до 11,4 кг/га. Сейчас при внесении минеральных удобрений в размере 2,2 кг/га пашни и органических 0,8 т/га пашни отрицательный баланс равен минус 32,7 кг/га [4,5].
При этом дефицит баланса по азоту и калия сохранялся и в 1986-1990 гг., хотя он был меньше, чем сегодня более чем в 2 и в 1,5 раза, соответственно.
Таблица 2. объемы выполнения агрохимических работ в омской области
Годы
Внесено 19661970 19711975 19761980 19811985 19861990 19911995 19962000 20012005 20062010 20112015
Минеральных удобрений, кг д.в./га 2,0 7,2 14 26 40 7,0 0,4 0,8 1,6 2,3
Органических удобрений, т/га 1,2 1,7 2,4 3,8 4,6 1,0 0,4 0,8 0,8 0,8
Известковых ма-
териалов, кг/га Химическая 60 102 227 541 749 117 — - - -
мелиорация, тыс. га: 21,4 45,5 52,9 45,8 212,3 76,1 _ - - -
в том числе
известкование 16,2 16,8 19 18,2 69,3 25,4 - - - -
гипсование 5,2 28,7 33,9 27,6 143 50,7 - - - -
Рисунок. Баланс элементов питания в Омской области за
области, позволили установить высокую эффективность действия минеральных удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур в зависимости от способов их внесения (табл. 3). Особенно эффективно использование основного внесения фосфорных удобрений в дозе 60-62 кг д.в. на 1 га на различных почвах по пару, обеспечивающее прибавку урожая до 2,9-4,3 т/га зерна.
Вместе с тем, в современных условиях предпочтение следует отдавать рядковому способу внесения фосфорных удобрений в дозе 30 кг д.в. на 1 га. Помимо экономии финансовых ресурсов на приобретение и внесение удобрений, это обеспечивает прибавку зерна на паровом фоне от 2,1 до 3,9 т/га.
По непаровым предшественникам наиболее целесообразно совместное применение азотных и фосфорных удобрений в дозе ^0Р40 на черноземных почвах и ^0Р60 на солонцовых почвах.
Анализ производственных данных свидетельствует о том, что в современных условиях высокие урожаи сельскохозяйственных культур получают в хозяйствах, применяющих минеральные удобрения в дозах и способами, близкими к рекомендуемым, а также обеспечивающих посев сельскохозяйственных культур по лучшим предшественникам в системе севооборотов с высоким уровнем агротехники.
Высокую эффективность использования минеральных удобрений в производстве подтверждают показатели урожайности культур, выращиваемых в ООО «Соляное» и КФХ «Тритикум» Черлакского района, ЗАО «Зна-
1966-2015 гг.:
- всего;
мя» Марьяновского района, АСП «Краснодарское», ЗАО «Нива» Павлоградского и СПК «Лесной» Исилькульско-го района, СПК «Большевик» Полтавского района и ряде других сельскохозяйственных предприятий-лидеров Омской области.
Важное направление повышения эффективности аграрного производства -использование органических удобрений, в том числе птичьего помета. На территории Омской области расположены 15 птицефабрик, в том числе 2 крупных предприятия с поголовьем более 1 млн: ЗАО «Иртышское» и ОАО «п/ф Сибирская». Высокая концентрация поголовья птицы на ограниченных территориях этих предприятий вызывает проблему утилизации значительного количества птичьего помета, который по ряду причин относят к категории опасных отходов. На сегодняшний день ежегодный выход птичьего помета в сельскохозяйственных организациях Омской области достигает 500 тыс. т.
Для снижения негативного воздействия птичьего помета на природную среду специалисты ФГБУ «Центр агрохимической службы «Омский» и ЗАО «Иртышское» разработали технологию применения органическихудобрений на основе куриного помета. Она позволяет сделать птицеводство экологически безопасной отраслью, значительно улучшить плодородие сельскохозяйственных угодий, а также увеличить урожайность зерновых в 2-3 раза [9, 10].
Суть разработанной технологии заключается в том, что куриный помет в клеточных батареях накапливается на отдельных полипропиленовых лентах, расположенных под сетчатым настилом клеток. Сбор его осуществляют один раз в течение 3 дн. При этом куриный помет подсушивается уже на начальной стадии (влажность сокращается с 75-80% до 65-70%), теряя массу и объем. Затем для ускорения процесса переработки, непосредственно перед отгрузкой на площадку для хранения органического удобрения, в помет дозировано вносят микробиологический препарат из серии ЭМ. На площадке формируют бурт, под который закладывают опилки или овсяную шелуху, для снижения влажности помета и предотвращения перехода
Таблица 3. рекомендуемые способы и дозы внесения минеральных удобрений под сельскохозяйственные культуры.
Основное внесение удобрений Рядковое внесение удобрений
Почва Культура доза, урожай- прибавка, ц/ доза, урожай- прибавка,
кг д.в/га ность, ц/га га кг д.в/га ность, ц/га ц/га
Чернозем пшеница по пару 17,2 3,8 Р30 16,9 2,1
южный пшеница по пшенице 13,4 2,4 Р_30 13,2 1,7
силосные Р60 60 182 27 - —
Чернозем пшеница по пару 17,5 3,7 Р 30 16,8 3,4
обыкно- пшеница по пшенице N,0 Р„„ 13,6 3,0 Р 13,2 2,4
венный 30 40 30
Чернозем пшеница по пару Р 60 21,0 4,3 - - -
выщело- пшеница по пшенице N Р 14 60 14,7 4,5 - - -
ченый ячмень N Р 60 60 Р60 16,2 4,8 - - -
Чернозем пшеница по пару 12,0 3,4 - - -
солонце- пшеница по пшенице N Р 18,4 5,1
ватый 60 60
Солонец пшеница по пару N Р6Р 60 60 19,2 2,9 N Р3Р 30 30 19,0 3,1
глубокий пшеница по пшенице 17,0 3,6 15,0 3,5
Лугово- пшеница по пару 6Р0 60 N Р 6Р 30 30 19,1 4,3 3Р0 30 30 20,2 3,9
черно- пшеница по пшенице 14,1 2,9 Р30 30 13,2 1,5
земные многолетние травы N Р - 60 60- 13,7 3,4 - -
Таблица 4. влияние органических удобрений на продуктивность пшеницы
Вариант
Урожайность, ц/га
2009 г.\ 2010 г. \2011 г.
средняя
Прибавка
ц/га I %
33
Действие органических удобрений при ежегодном внесении
Контроль 18,0 19,1 19,0 18,7
Органическое удобрение, 31 т/га* 18,0 22,3 34,1 24,8 +6,1 Последействие органических удобрений при однократном внесении
Контроль 18,5 19,4 18,8 18,9
Органическое удобрение, 31 т/га* 18,5 27,0 26,0 23,8 +4,9 26
*Доза установлена по результатам агрохимического обследования почвы
элементов минерального питания в почву. Срок хранения составляет от 2 до 6 мес. После этого органическое удобрение вывозят на полевые площадки сезонного хранения, размещаемые в соответствии с проектом на внесение, разрабатываемым ФГБУ «Центр агрохимической службы «Омский». В дальнейшем, согласно рабочему плану его вносят под сельскохозяйственные культуры
Нормы применения органических удобрений устанавливают на основе анализа их состава и результатов агрохимического обследования полей с учетом планируемого урожая культуры.
Для оценки эффективности разработанной технологии в 2009-2011 гг. в ЗАО «Иртышское» были заложены опыты по изучению действия и последействия органического удобрения, приготовленного из птичьего помета [11]. Его систематическое применение позволило значительно повысить сбор зерна до 34-34,1 ц/га (табл. 4).
Наблюдения, проведенные на других полях ЗАО «Иртышское», на которых органические удобрения вносили систематически с 2000 г. с интервалом 23 года, показали высокую отзывчивость яровой мягкой
Литература.
1. Красницкий В.М., Шмидт А.Г. Агрохимическая характеристика пахотных почв Омской области // Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 125-летию со дня рождения К.П. Горшенина и 100-летию со дня рождения Н.Д. Градобоева. Омск, 2013. С. 78-82.
2. Проблемы почвенного плодородия Омской области. Омск: ФГБУ «ЦАС «Омский», 2012. 288 с.
3. Мищенко Л.Н., Прудникова В.М. Почвы Омской области и их сельскохозяйственное использование. Омск, 1986. 150 с.
4. Красницкий В.М. Состояние плодородия почв области//На службе плодородия почв Омской области: Сб. науч. трудов, посвященных 40-летию создания агрохимической службы/ под ред. В.М. Красницкого. Омск: М-во сельского х-ва Омской области; ФГУ ЦАС «Омский»; ФГУ «САС «Тарская», 2004. С. 17-25.
5. Красницкий В. М. Эколого-агрохимическая оценка плодородия почв и эффективности применения удобрений в Западной Сибири: диссертация в виде научного доклада. Омск, 2002. 77 с.
6. Неклюдов А.Ф., Киньшакова В.Д., Чернаков В.М. Севооборот - основа урожая. Омск: ОМОКСАР, 1998. 53 с.
7. Чекмарев П.А., Лукин С.В. Итоги реализации программы биологизации земледелия в Белгородской области//Земледелие. 2014. №8. С. 3-6.
8. Чекмарёв П.А. О воспроизводстве плодородия почв и рациональном использовании минеральных удобрений // Проблемы агрохимии и экологии. 2009. № 3. С. 52-55.
9. Красницкий В.М., Орлова Л.Н., Пунда Н.А. Рекомендации по использованию птичьего помета в Омской области. Омск, 1989.38 С.
10. Экологические основы использования птичьего помета: рекомендации // под общ. ред. В.М. Красницкого. Омск: ЛИТЕРА, 2014. 44 с.
11. Беззубцев А.В., Шмидт А.Г. Использование птичьего помета в земледелии Омской области // Достижения науки и техники АПК. 2013. №10. С. 17-19.
пшеницы на его использование. Урожайность на этих полях достигала 30-42 ц/га. Растения отличались достаточно мощным развитием надземной массы и корней.
выводы. Наибольшее развитие мероприятия по сохранению и повышению почвенного плодородия в Омской области получили с 1986 по 1990 гг., когда объемы применения минеральных удобрений достигли 40 кг д.в. на 1 га пашни, органических - 4,6 т на 1 га пашни. Это способствовало снижению отрицательного баланса элементов питания до 11,4 кг/га, а по фосфору обеспечило формирование положительного баланса -13,5 кг/га. Дефицит баланса по азоту и калию сохранялся и в этот период, но он был соответственно в 2 и 1,5 раза меньше, чем сегодня. В 2015 г. низкое (<5%) содержание гумуса отмечено на площади 2854 тыс. га, пониженная обеспеченность фосфором (до 100 мг/кг почвы) - на 2501 тыс. га, калием - на 838 тыс. га. Площадь почв с повышенной кислотностью составила 643 тыс. га, в том числе сильно- и среднекислых 203 тыс. га. В условиях интенсивно развивающегося сельскохозяйственного производства одно из направлений сохранения почвенного плодородия почв в Омской области - комплексный подход к применению минеральных и органических удобрений, что позволяет более эффективно использовать почвенные ресурсы при стабилизации валовых сборов зерновых культур на уровне 3-3,5 млн т.
DYNAMICS OF FERTILITY OF ARABLE SOILS IN OMSK REGION AND EFFICIENCY OF uSE OF MEANS FOR ITS INCREASE uNDER MODERN CONDITIONS
V. M. Krasnitsky, A.G. Schmidt
Center of Agrochemical Service «Omskii», prosp. Koroleva, 34, Omsk, 644012, Russian Federation
Summary. It is presented the characteristic of soil cover, fertility state of soils in Omsk region according to results of the state monitoring for 19662015; the dynamics of its change is revealed. On the basis of the industrial tests of agrochemical service the efficiency of mineral and organic fertilizers in Omsk region is considered. The work on preserving and increase soil fertility in Omsk region developed extremely during the period from 1986 to 1990. During this period the amounts of use of mineral fertilizers reached 40 kg/ha and organic fertilizers - up to 4.6 t/ha. At the same time the growth in volumes of application of mineral and organic fertilizers from 1966 to 1990 promoted decrease in negative balance of nutrients to 11.4 kg/ha in 1986-1990, and allowed reaching the positive balance on phosphorus - 13.5 kg/ha. The deficit of nitrogen was more than two times less than now, of nitrogen - 1.5 times. Further for a variety of reasons the volume of works on preserving fertility of soils was sharply reduced, and such means as chemical melioration stopped at all. At the same time the application of organic fertilizers, such as bird droppings, manure, and straw allowed to reduce the negative impact on soil fertility due to the compensation of considerable carrying out of elements of mineral nutrition from the soil. Now farms in Omsk region purchase and apply of 11,200 tons of mineral fertilizers, or 2.2 kg/ha. In combination with 0.8 t/ha of organic fertilizers it allows to support the negative balance at the level of minus 32.7 kg/ha. Due to the more effective use of active substances of fertilizers these measures allowed to stabilize total yield of cereals in Omsk region at the level of 3.0-3.5 million tons in a year. Keywords: fertility of soils, state monitoring, fertilizers, productivity, grain crops.
Author Details: V.M. Krasnitsky, D.Sc. (Agr.), director (e-mail: [email protected]); A.G. Schmidt, head of division
For citation: Krasnitsky V.M., Schmidt A.G. Dynamics of Fertility of Arable Soils in Omsk Region and Efficiency of Use of Means for Its
Increase under Modern Conditions. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2016. V.30. No.7. Pp. 34-37 (in Russ.).
