CC BY
69
УДК 631.452
динамика плодородия пахотных Почв тюменской области
С.Г. КОТЧЕНКО1, директор (е-та1:адгоЫт_72_1@ mail.ru)
А.Я. ВОРОНИН2, директор (е-таН:адгоЫт_72_2@ mail.ru)
Государственная станция агрохимической службы «Тюменская», Рощинское ш., 2, корп. 10, Тюмень, 625041, Российская Федерация.
2Государственная станция агрохимической службы «Ишимская», ул.Мичурина, 21, Плодопитомник, Ишим, 627400, Российская Федерация
Резюме. В статье приведён анализ результатов сплошного агрохимического обследования пахотныхпочв Тюменской области за период 1964-2015гг. Почвенный покров пашни представлен в основном серыми лесными, чернозёмами и луговыми почвами. Средневзвешенные величины показателей плодородия почв за период 1964-2015 гг. изменились незначительно: кислотность снизилась менее чем на 0,1 ед. рН(с 5,58 до 5,50 ед.рН), содержание подвижного фосфора увеличилось с47,20до 79,00 мг/кг, подвижного калия незначительно уменьшилось с 117 до 114 мг/кг, количество органического вещества стабильно находится на уровне 5,3%. В последние десятилетия произошло значительное снижение объёмов применения минеральных удобрений, которое сократилась с максимума 84 кгд.в./га в 1985-1990 гг. до 35 кг/га в 2011-2015 гг. Объёмы использования органических удобрений снизились более чем в 10 раз и к 2011-2015 гг. достигли 0,9 т/га. Отрицательный баланс элементов питания в земледелии Тюменской области складывается с 1991г. При этом урожайность зерновых выросла до 2,27 т/га, картофеля - до 20,70 т/га, овощей - до 31,12 т/га, кукурузы - до 17,13 т/га. Ключевые слова: агрохимическое обследование, кислотность почвы, подвижные формы фосфора и калия, органическое вещество почвы, удобрения.
Для цитирования: Котченко С.Г., Воронин А.Я. Динамика плодородия пахотных почв Тюменской области //Достижения науки и техникиАПК.2016.Т. 30. №7. С. 41-43.
Сельскохозяйственное производство Тюменской области размещается на юге этого субъекта Федерации в климатических зонах от южной тайги до южной лесостепи включительно.
В её состав входят 22 административных района с общей площадью сельхозугодий 3352,9 тыс.га, в том числе пашни 1338,24 тыс.га. Обслуживание сельскохозяйственной зоны, примерно на равных площадях, выполняют две станции агрохимической службы - «Тюменская» и «Ишимская».
Цель наших исследований проанализировать материалы сплошного агрохимического обследования почв пашни Тюменской области за период 1964-2015 гг.
Условия, материалы и методы. Климат области сред-неконтинентальный, континентальность его возрастает с севера на юг. Метеоусловия юга региона с агрономической точки зрения можно считать благоприятными для выращивания большинства сельскохозяйственных культур, однако возможность заморозков в начале и конце летнего периода, обусловленная движением арктических воздушных масс, создаёт определенные факторы риска. Кроме того, в июне возможны периодические засухи, хотя интенсивными они бывают очень редко, раз в 10-15 лет [1, 2].
Почвенный покров пахотных земель неоднородный и представлен тремя основными типами почв: серые лесные, чернозёмы, луговые. На долю серых лесныхпочв (от светлосерых до тёмно-серых) приходится 35,9%. Чернозёмы занимают 30,9% пашни и разделяются на три подтипа - опод-золенные, выщелоченные, обыкновенные, среди последних встречаются 2 рода - осолоделые и солонцеватые. Луговые почвы занимают 21,6%. В меньшей степени в пашне присутствуют дерново-подзолистые и другие типы почв [1].
Обследование проводили специалисты двух станций агрохимической службы «Тюменская» и «Ишимская» по зонам обслуживания. В образцах почв определяли следующие показатели плодородия: кислотность солевой вытяжки - по ГОСТ 26483-85, подвижные формы фосфора и калия - по методу Чирикова (ГОСТ 2620491), содержание органического вещества - по методу Тюрина (ГОСТ 26213-91), извлечение подвижных форм микроэлементов (меди, цинка и марганца) проводили ацетатно-аммонийным буферным раствором с рН 4,8
Баланс элементов питания рассчитывали на основе ежегодных отчётных данных станций агрохимической службы «Тюменская» и «Ишимская».Урожайность сельскохозяйственных культур взята из статистической информации по Тюменской области по основным площадям и валовому сбору сельскохозяйственных культур за анализируемый период.
результаты и обсуждение. Результаты первого тура агрохимического обследования, который был закончен в 1970 г., выявили значительное количество кислых почв (53,6%) и почв с низким содержанием подвижного фосфора (69,4%), что связано с характером почвообразовательного процесса в условиях области [1].
Динамика показателей плодородия за период деятельности агрохимической службы характеризуется следующими тенденциями.
Средневзвешенная кислотность почвы возросла с 5,58 ед.рН в 1965-1970 гг. до 5,70 ед.рН в 1996-2000 гг.,
Таблица 1. динамика площадей кислых и малообеспеченных подвижным фосфором и калием, гумусом почв и среднее значение показателей плодородия
Средневзвешенная величина Площадь почв, % от обследованной
кислотности, ед. рН содержания с низким содержанием
Цикл Годы подвижного фосфора, мг/кг подвижного калия, мг/кг гумуса, % кислых (рН < 5,5) подвижного фосфора (< 50 мг/кг) подвижного калия (<40 мг/кг) гумуса (<4,0%)
I 1964-1970 5,58 47,2 117,8 - 53,6 69,4 7,8 -
II 1971-1975 5,45 52,3 111,0 - 59,1 67,6 4,5 -
III 1976-1983 5,46 61,5 119,0 - 71,0 63,2 5,5 -
IV 1984-1989 5,54 72,0 118,7 - 58,1 51,5 2,2 -
V 1990-1994 5,61 79,4 120,1 - 48,2 37,0 3,6 -
VI 1995-1999 5,61 84,0 126,0 5,3 50,3 34,7 3,6 29,2
VII 2000-2004 5,70 82,0 128,0 5,2 50,4 32,4 3,4 30,4
VIII 2005-2009 5,60 84,0 121,0 5,3 55,9 33,9 3,0 27,4
IX 2010-2015 5,50 79,0 114,0 5,3 59,1 36,0 2,9 25,2
Таблица 2. объёмы известкования и фосфоритования пахотных почв
Годы Площадь кислых почв (рН < 5,0), тыс.га Среднегодовые объёмы известкования, тыс.га Площадь почв с низким содержанием фосфора, тыс.га Среднегодовые объёмы фосфорито-вания, тыс.га
1965-1970 196,7 9,6 1148,8 0,0
1971-1975 201,3 20,1 1130,5 0,0
1976-1980 236,5 42,4 1051,9 3,4
1981-1985 245,6 93,3 884,2 26,6
1986-1990 219,1 87,4 753,0 34,8
1991-1995 222,4 22,0 603,2 13,2
1996-2000 175,1 0,0 520,8 0,0
2001-2005 172,5 1,5 447,4 0,4
2006-2010 161,1 2,1 408,7 0,7
2011-2015 138,9 1,8 393,8 0,1
За весь период: - 1320,0 - 380,0
однако в последние годы (2011-2015 гг.) величина этого показателя снизилась до 5,50 ед. рН (табл. 1). В целом, по сравнению с начальным периодом, показатель кислотности изменился незначительно, приблизительно на 0,1 ед.рН, хотя тенденция к ее росту присутствует.
Количество кислых почв (рН менее 5,5) уменьшилось с 53,6% в 1965-1970 гг. до 48,2% к 1994 г., а затем возросло до 59,1% к 2015 г., что составляет 645,4 тыс.га. Сокращение доли кислых почв произошло благодаря известкованию, которое за годы деятельности агрохимслужбы провели на площади 1,32 млн га (табл. 2). Второй причиной таких изменений стало выбытие кислых почв из оборота в период 90-х гг. прошлого столетия. Наметившаяся в 2000-2015 гг. тенденция к увеличению площади кислых почв пашни и сдвиг средневзвешенного показателя кислотности с 5,70 до 5,50 ед.рН связаны в первую очередь с резким сокращением объемов известкования, а также отчасти с возвратом в оборот малоплодородных почв.
Одно из главных условий формирования высоких урожаев сельскохозяйственных культур - своевременное удовлетворение потребности растений в фосфоре [3]. Динамика подвижного фосфора в почвах пашни характеризуется ростом средневзвешенной величины этого показателя с 47,20 мг/кг в 1965-1970 гг. до 79,00 мг/кг в 2011 -2015 гг. и снижением площади почв с низкой обеспеченностью этим элементом минерального питания (менее 50,0 мг/кг) с 1148,8 тыс.га (69,4%) до 393,8 тыс.га (36,0%).
Динамика подвижного фосфора в почвах пашни имеет положительный характер и обусловлена двумя процессами: фосфоритование почв, которое в 1976-1995 гг. провели на общей площади 380тыс. га, а также перевод в 1990-2000 гг. малопродуктивных земель в неиспользуемую пашню [4]. В последние годы (2000-2015 гг.), с началом возврата в оборот залежных земель, доля почв с низкой обеспеченностью подвижным фосфором возросла с 32,4 до 36,0%, а его средневзвешенное содержание снизилось с 82,0 до 79,0
Таблица 3. динамика применения удобрений,урожайность сельскохозяй ственных культур
Годы Внесено удобрений, т/га Урожайность сельскохозяйственных культур, т/га
органических минеральных зерновые картофель овощи кукуруза на силос
1965-1970 2,0 13 1,37 6,27 8,88 12,87
1971-1975 2,8 64 1,42 7,06 9,58 17,96
1976-1980 4,3 80 1,79 6,94 14,00 22,93
1981-1985 6,4 78 1,85 8,78 17,32 29,45
1986-1990 5,5 84 1,58 9,49 15,70 19,02
1991-1995 1,1 16 1,76 16,06 15,11 19,83
1996-2000 0,8 21 1,88 15,45 16,66 20,65
2001-2005 0,9 27 2,27 17,85 27,04 17,52
2006-2010 1,0 35 2,21 21,43 35,12 19,62
2011-2015 0,9 35 2,27 20,70 31,12 17,73
мг/кг (см. табл. 1). При этом достаточно продолжительное поддержание величин указанных показателей на стабильном уровне частично может быть обусловлено длительным периодом последействия фосфоритования, которое достигает 30 лет и более, что подтверждено результатами многочисленных исследований [5].
Обеспеченность почв пашни обменным калием в течение всего периода мониторинга находится на одном уровне, его средневзвешенное содержаниепрактически не изменилось: 117,0 мг/кг в 1965-1970 гг. и 114,0 мг/кг в 2011-2015 гг., что соответствует повышенной обеспеченности. Об относительной стабильности величины этого показателя свидетельствуют работы многих авторов [6, 7]. Площадь почв с низким содержанием калия (менее 40 мг/кг) уменьшилась со 130,1 тыс.га (7,8%) до 32,0 тыс.га (2,9%). Высокая обеспеченность обменным калием обусловлена значительным содержанием валовых форм этого элемента в почве.
Обеспеченность пахотных почв Тюменской области органическим веществом определяли с 1996 по 2015 гг. Средневзвешенное содержание гумуса за период наблюдений было постоянным и составляло 5,3%, что соответствует средней обеспеченности. Относительно стабильное содержание органического вещества в пахотных почвах фиксируется во многих регионах РФ. Например, в Белгородской области за период наблюдения оно находилось в пределах 4,8-5,0% [6, 8]. Площадь пахотных почв с низким содержанием гумуса (менее 4,0%) уменьшилась с 438,1 тыс.га (29,2%) в 1996 г. до 275,3 тыс.га (25,2%) в 2011 -2015 гг., что в основном обусловлено выводом из оборота низкопродуктивных земель в 1990-2000 гг. (см. табл. 1).
Урожайность сельскохозяйственных культур отображает положение дел в земледелии в целом, включая все компоненты, в том числе плодородие почв (табл. 3). За 1965-2015 гг. сбор клубней картофеля увеличился с 6,27до 20,70 т/га, овощей - с 8,88 до 31,12 т/га, зерновых - с1,37 до 2,27 т/га, кукурузы - с 12,87 до 17,75 т/га (пик урожайности последней приходился на 1981-1985 гг. и составлял 29,45 т/га).
Рост урожайности сельскохозяйственных культур при сравнительно невысоком уровне применения минеральных и органических удобрений на современном этапе стал возможен вследствие высокого уровня использования средств химизации сельскохозяйственного производства в 70-90-е гг. прошлого столетия, а также
благодаря совершенствованию современных агро-технологий, использованию имеющихся удобрений с учётом почвенного плодородия конкретного поля и участка.
О необходимости увеличения объёмов использования минеральных и органических удобрений свидетельствуют показатели баланса элементов питания. В 1986-1990 гг. он был положительным (табл. 4). В этот период вносили 84 кг/га
Таблица 4. Баланс элементов питания пахотных почв, кг/га
Годы Азот 1 Фосфор I Калий 1 Всего
1965-1970 -34 -18 -23 -75
1971-1975 -13 -6 -9 -28
1976-1980 -9 -4 -6 -19
1981-1985 -8 -3 -5 -16
1986-1990 + 15 +8 +4 +27
1991-1995 -29 -12 -22 -63
1996-2000 -37 -16 -28 -81
2001-2005 -37 -21 -32 -90
2006-2010 -42 -26 -40 -108
2011-2015 -37 -26 -32 -95
действующего вещества минеральныхудобрений и 5,5 т/га органических удобрений (см. табл. 3), объёмы фосфо-ритования достигли макисмума и составляли 34,8 тыс.га в год (см. табл. 2).
В 1991-2015 гг. баланс элементов питания был и остается отрицательным, несмотря на положительные сдвиги в объёмах применения минеральных удобрений, которые выросли с 16 кг д.в./га в 2006-2010 гг., до 35 кг
Таблица 5. обеспеченность пахотных почв подвижными формами микро-элементов( по состоянию на 01.01.2016)
Микроэлемент
Площадь почв с оазличной обеспеченностью, %
низкая средняя высокая
Медь 90,4 9,5 (0,2-0,5 мг/кг)
(менее 0,2 мг/кг)* Цинк 98,5 1,5 (2,0-5,0 мг/кг) (менее 2,0 мг/кг) Марганец 37,2 50,9 (10,0-20,0 _(менее 10 мг/кг)_мг/кг)_
* в скобках значения, соответствующие существующей градации.
д.в./га сегодня. Внесение органических удобрений с максимума в 1981-1985 гг. снизилось к 1996-2000 гг. до 0,8 т/га. Впоследние годы наметился некоторые рост их использования (до 1 т/га), хотя для создания бездефицитного баланса гумуса требуется внесение органических удобрений в количествах превышающих нынешнее в 10 раз и более. По данным Л.Н.Каретина,
для решения проблемы гумуса в среднем по области необходимо вносить 9,8 т/га органических удобрений, в том числе 5,2 т/га для компенсации потерь и 4,8 т/га для увеличения его содержания [1]. При площади пашни 1300 тыс.га потребность в органических удобрениях для достижения такого уровня составляет 13 млн т в год.
Увеличение объемов внесения органических удобрений позволит повыситьуровень обеспеченности почв многими микроэлементами. По данным агрохимического обследования в Тюменской области низким содержанием меди характеризуются 90,4% площади пашни, цинка -98,5%, марганца - 37,2% (табл. 5). Средневзвешенное содержание этих микроэлементов составляет 0,14 (обеспеченность низкая), 1,52 (обеспеченность низкая) и 15,40 (обеспеченность средняя) мг/кг.
выводы. За период проведения агрохимического мониторинга почв Тюменской области динамика показателей их плодородия имеет положительную направленность. Доля кислых почв и почв с низким содержанием подвижного фосфора и калия в последние годы находится на одном уровне и даже сокращается (в основном в результате выведения из оборота малопродуктивных земель), снижение средневзвешенных показателей плодородия пахотных почв (содержание подвижных фосфора и калия, гумуса, кислотность) отсутствует. В то же время на фоне увеличения урожайности сельскохозяйственных культур, при внесении невысоких объёмов минеральных и органических удобрений, не обеспечивающих положительного баланса элементов минерального питания, высока вероятность ухудшение плодородия пахотных почв в будущем. С целью исключения этого негативного процесса, необходимо наращивать применение минеральных и органических удобрений, увеличивать площади фосфоритования, а также известкования кислых почв.
Средневзвешенное содержание, мг/кг
0,1 (более 0,5 мг/кг) - (более 5,0 мг/кг) 11,9 (более 20,0 " мг/кг)
0,14 1,52 15,40
Литература.
1. Каретин Л.Н. Почвы Тюменской области. Новосибирск: Наука, 1990. 286 с.
2. Зональная система земледелия Тюменской области /под редакцией И. С. Хомякова. Новосибирск: Сибирское отделение ВАСХНИЛ, 1981. 372с.
3. Лукин С.В., Четверикова Н.С. Мониторинг плодородия пахотных почв лесостепной зоны Центрально-Чернозёмного района // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2010. №1. С. 71-73.
4. Абрамов Н.В. Производительность агросистем и состояние плодородия почв в Западной Сибири. Тюмень: ФГБОУ ВПО ГАУ Северного Зауралья, 2013. 252 с.
5. Агрохимия/ под ред. В.М. Клечковского. М.: Колос, 1967. 583 с.
6. Чекмарёв П.А. Состояние плодородия пахотных почв Центрально-Черноземных областей России // Агрохимический вестник. 2015. №3. С. 8-11.
7. Лукин С.В., Авраменко П.М. Закономерности изменения содержания подвижного фосфора и обменного калия в почвах Белгородской области //Агрохимия. 2007. №6. С. 22-26.
8. Чекмарёв П.А., Лукин С.В., Сискевич Ю.И. и др. Мониторинг содержания органического вещества пахотных почвах ЦЧР //Достижения науки и техники АПК. 2011. №9. C. 23-26.
DYNAMICS OF FERTILITY OF ARABLE SOILS IN TYuMEN REGION
S.G. Kotchenko1, A.Y. Voronin2
'Station of AgrochemicalService «Tyumenskaya», Roshchinskoe sh., 2, korp. 10, Tyumen', 625041, Russian Federation 2Station of Agrochemical Service «Ishimskaya», ul. Michurina, 21, Plodopitomnik, Ishim, 627400, Russian Federation Summary. The article analyses the results of complete agrochemical survey of arable soils in Tyumen region over the period 1964-2015. The soil cover of arable soils is represented mainly by gray forest, chernozem and meadow soils. Weighted average indices of soil fertility over the period 1964-2015 changed insignificantly: the acidity reduced less than on 0.1 pH units (from 5.58 to 5.50), the content of mobile phosphorus increased from 47.20 mg/kg to 79.00 mg/kg, of mobile potassium reduced insignificantly from 117 mg/kg to 114 mg/kg. The organic matter content is constant at the level of 5.3%. The significant reduction in the volumes of the application of mineral fertilizers occurred in the recent decades, it decreased from the maximum 84 kg/ha (a.s.) in 1985-1990 to 35 kg/ha in 2011-2015. The amount of organic fertilizers decreased more than 10 times and reached 0.9 t/ha in 2011-2015. The balance of nutrients in the agriculture of Tyumen region is negative since 1991. At the same time the yields increased for grain to 2.27 t/ha, for potatoes - to 20.70 t/ha, for vegetables - to 31.12 t/ha, for corn - to 17.13 t/ha. Keywords: agrochemical survey, soil acidity, mobile forms of phosphorus and potassium, soil organic matter, fertilizers. Author Details: S.G. Kotchenko, director (e-mail: [email protected]); A.Y Voronin, director (e-mail: [email protected]). For citation: Kotchenko S. G., Voronin A. Y Dynamics of Fertility of Arable Soils in Tyumen Region. Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2016. V.30. No.7. Pp. 41-43.
