CC BY
12
тельных процессов, так и при деградации почв. Из данных таблицы 7 видно, что с увеличением степени гидроморфности почв существенно возрастает содержание в растворах железа и калия. Это же подтверждают и данные таблицы 8.
Почвенные растворы и поверхностные воды содержат комплексные положительно и отрицательно заряженные соединения. Это иллюстрируют данные таблицы 9. Относительное содержание в водах положительно и отрицательно заряженных комплексных соединений меняется во времени и в пространстве.
Таким образом, исследования показали информативность оценки почвенных растворов и поверхностных вод по свойствам, процессам и
режимам. Почвенные растворы по своему составу не соответствуют составу водных вытяжек, что может прогнозироваться, учитывая закономерности ионного обмена и растворимости осадков от влажности, температуры, рСО2, рН, ЕЙ. В дополнение к принятым методам оценки состава почвенных растворов предлагается определение в них положительно и отрицательно заряженных комплексных соединений, факторов кинетики, депонирующей способности почв, суспензионного эффекта, оксидантов и антиоксидантов, математических взаимосвязей, изменения растворов во времени и в пространстве, состава аэроионов испарений из вод, их энергетики.
Литература
1. Гукалов В.Н., Савич В.И., Белюченко И.С. Информационно-энергетическая оценка состояния тяжелых металлов в компонентах агроландшафта. - М.: ВНИИА, 2015. - 400 с.
2. Савич В.И. Физико-химические основы плодородия почв. - М.: Изд-во РГАУ-МСХА, 2013. - 431 с.
3. Савич В.И., Торшин С.П., Белопухов С.Л. и др. Агроэкологическая оценка органо-минеральных и комплексных соединений почв. - Иркутск: ООО «Мегапринт», 2017. - 298 с.
4. Савич В.И., Байбеков Р.Ф., Белопухов С.Л. Информационно-энергетическая оценка состояния поверхностных вод // Системы. Методы. Технологии, 2014, № 4. - С. 150-155.
5. Савич В.И., Дубенок Н.Н., Гукалов В.Н., Подволоцкая Г.Б. Влияние мелиорации поливных вод на свойства почв // Международный сельскохозяйственный журнал, 2014, № 5. - С. 33-37.
6. Савич В.И., Наумов В.Д., Гукалов В.В. Локальное протекание почвообразовательных процессов, как фактор корректировки моделей плодородия почв // Международный сельскохозяйственный журнал, 2017, № 1. - С. 49-53.
7. Замараев А.Г., Савич В.И. Энергомассообмен в звене полевого севооборота. - М.: ВНИИА, 2005. - 336 с.
8. Снакин В.В. Анализ состава водной фазы почв: отв. ред. В.А. Ковда. - М.: Наука, 1989. - 116 с.
9. Reynolds B.A. Simple method for the extraction of soil solution by high speed centrifugation // Plant and Soil, 1984, Vol. 78, Issue 3. - PP. 437-440.
УДК 631.452(470.325) DOI 10.24411/0235-2516-2019-10047
Поступила в редакцию 22.06.2018
ДИНАМИКА ПЛОДОРОДИЯ ПАХОТНЫХ ПОЧВ РАКИТЯНСКОГО РАЙОНА БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ
А.С. Поддубный (научный руководитель - П.А. Чекмарев, д.с.-х.н.)
Департамент АПК и воспроизводства окружающей среды Белгородской области,
e-mail: pas@belapk. ru
Дан анализ изменения показателей плодородия пахотных почв Ракитянского района Белгородской области, расположенного на юго-западе лесостепной зоны ЦЧО, где среднемноголетняя величина гидротермического коэффициента по Селянинову составляет 1,2. Почвенный покров представлен черноземами типичными и выщелоченными, доля эродированной пашни составляла 28,6%. В работе использованы материалы сплошного агрохимического обследования. За 20052015 гг. установлено, что в среднем при внесении 10,1 т/га органических и 70,5 кг/га минеральных удобрений достигается высокая урожайность озимой пшеницы (4,65 т/га), ячменя (3,32 т/га), зерна кукурузы (7,52 т/га), корнеплодов сахарной свеклы (48,9 т/га). При этом отмечается существенное увеличение содержания в пахотных почвах органического вещества, подвижных форм фосфора и калия. В то же время остается низкой обеспеченность почв цинком, медью, кобальтом, серой.
Ключевые слова: чернозем, кислотность, известкование, микроэлементы, органическое вещество, плодородие, подвижные формы фосфора и калия, удобрения.
DYNAMICS OF ARABLE SOIL FERTILITY IN THE RAKITYANSKIY DISTRICT OF THE BELGOROD REGION
A.S. Poddubny (supervisor - Dr.Sci. P.A. Chekmarev)
Department of Agro-Industrial Complex and Environmental Reproduction of the Belgorod Region, e-mail:
pas@belapk.ru
The studies were carried out in the Rakityansky District of the Belgorod Region, located in the southwest of the forest-steppe zone of the Central Chernozem Region, where the mean annual value of the hydrothermal coefficient according to Selyaninov is 1.2. The soil cover was represented by typical and leached chernozem, the share of eroded arable land was 28.6%. The work uses materials of a continuous agrochemical survey. The purpose of the work was to analyze the dynamics of soil fertility during 2005-2015. It is established that when the average for 2010-2015 is introduced, 10.1 t/ha of organic and 70.5 kg/ha of mineral fertilizers, high yields of winter wheat (4.65 t/ha), barley (3.32 t/ha), maize grains (7.52 t/ha), root crops of sugar beet (48.9 t/ha). There is a significant increase in the content of organic matter in mobile soils, mobile forms ofphosphorus and potassium. At the same time, the availability of zinc, copper, cobalt, and sulfur remains low.
Keywords: chernozem, soil acidity, liming, microelements, soil organic matter, soil fertility, mobile forms of phosphorus and potassium, fertilizers.
Наиболее плодородными почвами нашей страны всегда считались черноземы. Однако за последнюю четверть ХХ в. накопилось много информации, свидетельствующей об усилении их деградации [13]. Практически полное прекращение работ по известкованию кислых почв привело к сильному под-кислению лесостепных подтипов черноземов [4, 5]. Крайне низкий уровень использования минеральных удобрений привел к формированию отрицательного баланса макро- и микроэлементов в земледелии, что стало причиной снижения обеспеченности почв их подвижными формами [6, 7]. В результате недостаточного использования органических удобрений и прогрессирующего развития эрозионных процессов во многих черноземных регионах наблюдается дегумификация почв [8].
Цель работы - анализ динамики плодородия почв лесостепи ЦЧО на примере Ракитянского района Белгородской области.
Материалы и методы. В почвенном покрове пашни Ракитянского района преобладают черноземы типичные (66%) и выщелоченные (31,8%). Доля эродированной пашни составляет 28,6% [9]. Посевная площадь в 2006-2010 гг. составляла 54,4 тыс. га, в 2011-2015 гг. - 55,1 тыс. га. Среднемноголет-няя величина гидротермического коэффициента по Селянинову составляет 1,2. В работе использованы материалы агрохимического обследования, проводимого ФГБУ «ЦАС «Белгородский». В почвенных образцах содержание подвижных форм фосфора и калия определяли по Чирикову, органического вещества почвы - по Тюрину, щелочногидролизуемо-го азота - по Корнфильду. Содержание в почве подвижных форм кобальта, марганца, меди, цинка определяли по Крупскому и Александровой, для экстракции использовали ацетатно-аммонийный буферный раствор с рН 4,8. Определение содержания подвижной серы проводили по ГОСТ 26490-85, гидролитической кислотности - по ГОСТ 26212-91,
pHкa - по ГОСТ 26483-85. В работе использовали официальную опубликованную информацию Бел-городстата о внесении удобрений, урожайности сельскохозяйственных культур и посевных площадях.
Результаты и обсуждение. Ракитянский район располагает очень развитым животноводством. В 2017 г. было произведено в живом весе на убой 183,7 тыс. т мяса. Поэтому в районе есть большие ресурсы органических удобрений, которые необходимо экологически безопасно и экономически эффективно использовать для повышения плодородия почв и урожайности сельскохозяйственных культур. Средний уровень внесения органических удобрений в 2011-2015 гг. составил 10,1 т/га посевной площади, что на 320,8% выше, чем в 2006-2010 гг. (табл. 1). Для сравнения в эти же годы в Российской Федерации вносили 1,2 т/га органики, в Белгородской области - 5,8 т/га. В ЦЧО научно-обоснованная доза органических удобрений, приводящая к формированию бездефицитного баланса гумуса для зернопро-пашных севооборотов, находится в пределах 6-8 т/га севооборотной площади [10].
За счет высокого уровня использования органических удобрений некоторые хозяйства района снизили применение минеральных удобрений. В среднем за 2011-2015 гг. доза минеральных удобрений составила 70,5 кг д.в/га, что на 32,5% ниже, чем в 2006-2010 гг. В России за эти же годы минеральных удобрений в среднем вносили 39,4 кг/га, в Белгородской области - 93,8 кг/га. Для современного российского земледелия характерен тренд к увеличению доли азота в структуре применения минеральных удобрений. В условиях нашего исследования данная тенденция прослеживается очень ярко. В 20062010 гг. доля азота составляла 52,9, фосфора - 25,7, калия - 21,4%. В 2011-2015 гг. доля азота увеличилась до 69,1%, а фосфора и калия снизилась соответственно до 15,4 и 15,5% (рисунок).
1. Дозы внесения удобрений и урожайность основных сельскохозяйственных культур
Показатель Годы обследования Отклонение 2011-2015 гг.
2006-2010 2011-2015 к 2006-2010 гг., %
Внесено органических удобрений, т/га 2,4 10,1 320,8
Внесено минеральных удобрений, кг/га 104,4 70,5 -32,5
Урожайность озимой пшеницы, т/га 3,64 4,65 27,7
Урожайность ячменя ярового, т/га 3,12 3,32 6,4
Урожайность кукурузы на зерно, т/га 4,07 7,52 84,8
Урожайность сахарной свеклы, т/га 37,1 48,9 31,8
азот фосфор ■ калии
Применение минеральных удобрений (% от общего количества)
2. Динамика агрохимических показателей
Показатель Цикл и год обследования
VIII цикл 2005 г. IX цикл 2010 г. X цикл 2015 г.
Органическое вещество, % 4,8 5,1 5,4
Щелочногидролизуемый азот, мг/кг 154 164 174
Подвижный фосфор, мг/кг 136 136 174
Подвижный калий, мг/кг 107 131 160
Подвижная сера, мг/кг 3,70 не опред. 3,60
Подвижная медь, мг/кг не опред. 0,118 0,101
Подвижный марганец, мг/кг 11,0 10,5 13,1
Подвижный цинк, мг/кг 0,43 0,66 0,74
Подвижный кобальт, мг/кг не опред. 0,105 0,072
pHm 5,6 5,6 5,5
Доля кислых почв, % от обследованной площади 58,3 56,4 64,8
Достигнутый уровень применения удобрений наряду с высокой агротехникой привел к существенному росту урожайности. В 2011-2015 гг. по сравнению с предыдущей пятилеткой средняя урожайность озимой пшеницы увеличилась на 27,7%, ярового ячменя - на 6,4%, зерна кукурузы - на 84,8%, корнеплодов сахарной свеклы - на 31,8%.
Традиционно важнейшим показателем плодородия почв считается содержание органического вещества, которое во многом определяет водно-физические свойства почвы, а при минерализации служит источником элементов питания для расте-
ний. Благодаря высокому уровню использования традиционных органических удобрений и нетоварной части урожая средневзвешенное содержание органического вещества в почвах Ракитянского района увеличилось с 4,8% в 2005 г. до 6,4% в 2015 г. К категории среднее обеспеченных органическим веществом (4-6%) относится 86,2% обследованных почв, к категории с повышенной обеспеченностью (6-8%) - 12,3%. По мере увеличения содержания органического вещества за десять лет на 20 мг/кг возросло средневзвешенное содержание щелочно-гидролизуемого азота (табл. 2).
Старопахотные черноземы ЦЧО в середине прошлого века характеризовались достаточно низкой обеспеченностью подвижным фосфором [11]. В ходе интенсивной химизации, проводимой в 19801990 годах, содержание подвижных форм фосфора в пахотных почвах ЦЧО возросло, однако в начале текущего столетия наметилась тенденция снижения данного параметра, связанная с сокращением использования удобрений [1, 2]. Существенное увеличение использования органических удобрений способствовало повышению средневзвешенного содержания подвижных форм фосфора в пахотных почвах района со 136 мг/кг в VIII и IX циклах агрохимического обследования до 174 мг/кг в X цикле. В настоящее время по данному показателю 28% почв относится к категории очень высоко обеспеченных (более 200 мг/кг), 15,7% - к категории высокообеспеченных (151-200 мг/кг), 30,9% - к категории повышеннообеспеченных (101-150 мг/кг).
Очень важная роль в питании растений принадлежит калию [12]. Черноземы располагают большими запасами валового калия, а фоновый уровень (в целинных почвах) обеспеченности подвижными формами этого элемента, как правило, всегда выше, чем фосфора [1]. С 2005 по 2015 г. средневзвешенное содержание подвижных форм калия в почвах района возросло со 107 до 160 мг/кг. По содержанию этого элемента 28,4% почв относятся к категории очень высокообеспеченных (более 180 мг/кг), 33,4% - к категории высокообеспеченных (121-180 мг/кг), 34,4% - к категории с повышенной обеспеченностью (81-120 мг/кг). Основным источником
пополнения калийного фонда почвы служат органические удобрения.
Известкование кислых почв - важный фактор повышения продуктивности земледелия [4, 5]. Доля кислых почв в районе с 2005 по 2015 г. увеличилась с 58,3 до 64,8%. Причина этого - в невысоких объемах известкования (12,24 тыс. га за десять лет), которые не восполняют потери кальция в результате его миграции из пахотного в подпахотные слои.
Черноземы лесостепной зоны ЦЧО характеризуются низкой обеспеченностью подвижными формами цинка, меди, кобальта [6, 7, 14, 15]. Уровень современного средневзвешенного содержания подвижных форм меди, кобальта и цинка в почвах Ракитян-ского района оценивается как низкий, марганца - как средний. Поэтому практически на всех почвах района целесообразно применять микроудобрения, содержащие медь, цинк и кобальт. Для почв района характерна низкая обеспеченность подвижными формами серы. Этот элемент относится к мезоэле-ментам и входит в состав белковых соединений.
Таким образом, в лесостепи ЦЧО в среднем за 2010-2015гг. при внесении 10,1 т/га органических и 70,5 кг/га минеральных удобрений достигается высокая урожайность озимой пшеницы (4,65 т/га), ячменя (3,32 т/га), зерна кукурузы (7,52 т/га), корнеплодов сахарной свеклы (48,9 т/га). При этом отмечается существенное увеличение содержания в пахотных почвах органического вещества, подвижных форм фосфора и калия. В то же время остается низкой обеспеченность почв цинком, медью, кобальтом и серой.
Литература
1. Лукин С.В. Динамика основных агрохимических показателей плодородия почв Центрально-Черноземных областей России // Агрохимия, 2011, № 6. - С. 11-18.
2. Корчагин В.И. Эколого-агрохимическая оценка плодородия почв Воронежской области: автореф. дисс. на соискание ученой степени к.с.-х.н. - Воронеж: Воронежский ГАУ имени императора Петра I, 2017. - 28 с.
3. Четверикова Н.С. Динамика плодородия пахотных черноземов лесостепной зоны ЦЧО // Достижения науки и техники АПК, 2014, № 2. - С. 18-21.
4. Корнейко Н.И., Поддубный А.С. Программа известкования кислых почв Белгородской области //Достижения науки и техники АПК, 2012, № 12. - С. 17-19.
5. Лукин С.В. Динамика кислотности и проведение химической мелиорации пахотных почв Белгородской области // Агрохимический вестник, 2016, № 6. - С. 2-5.
6. Лукин С.В., Авраменко П.М., Меленцова С.В. Динамика содержания подвижных форм цинка и марганца в пахотных почвах Белгородской области // Агрохимия, 2006, № 7. - С. 5-8.
7. Лукин С.В. Мониторинг содержания микроэлементов Zn, Си, Мо, Со, РЬ, Сё, Аз, Н^ в пахотных черноземах юго-запада Центрально-Черноземной зоны // Агрохимия, 2012, № 11. - С. 52-59.
8. Плодородие черноземов России / под ред. Н.З. Милащенко. - М.: Агроконсалт, 1998. - 688 с.
9. Соловиченко В.Д., Уваров Г.И. Эродированные почвы и комплекс противоэрозионных мероприятий // Белгородский агромир, 2011, № 1. - С. 14-16.
10. Акулов П.Г. Воспроизводство плодородия и продуктивность черноземов. - М.: Колос, 1992. - 223 с.
11. Адерихин П.Г. Фосфор в почвах и земледелии Центрально-Черноземной полосы. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 1970. - 248 с.
12. Минеев В.Г. Агрохимия и экологические функции калия. - М.: Изд-во МГУ, 1999. 331 с.
13. Чекмарев П.А., Купреев Е.М., Ермаков А.А. К проблеме кислотности почв нечерноземной зоны Российской Федерации // Достижения науки и техники АПК, 2017, № 7. - С. 14-19.
14. Пейве Я.В. Агрохимия и биохимия микроэлементов. - М.: Наука, 1980. - 430 с.
15. Хижняк Р.М. Экологическая оценка содержания микроэлементов ^п, Си, Со, Мо, Сг, N1) в агроэкосистемах лесостепной зоны юго-западной части ЦЧО: автореф. дисс. на соискание ученой степени к.б.н. - М.: ТСХА, 2016. - 24 с.
