CC BY
28
СВОЙСТВА ПОЧВ
УДК 631.8 (470.29)
ДИНАМИКА СОДЕРЖАНИЯ ПОДВИЖНОГО ФОСФОРА В ПОЧВАХ АГРОЭКОСИСТЕМ КАЛИНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ
В.И. Панасин, д.с.-х.н., Д.А. Рымаренко, к.б.н., С.И. Новикова, к.б.н.
ФГБУ «Центр агрохимической службы «Калининградский», e-mail:[email protected]
Приведена динамика содержания подвижного фосфора в почвах агроландшафтов Калининградской области за 1965-2014 гг. Показано, что в 1970-1990 гг. изменение содержания подвижного калия определялось преимущественно объемом применения удобрений. Темпы снижения содержания подвижного фосфора в последний период зависят от действия нескольких факторов: динамики кислотности, гранулометрического состава и вида использования угодий. Для регулирования фосфатного режима необходимо проведение агроприемов по стимулированию биологической активности почвы.
Ключевые слова: динамика, подвижный фосфор, почвы, Калининградская область.
AGROCHEMICAL ASPECTS OF MOBILE PHOSPHORUS CONTENT DYNAMIC IN SOIL AT AGROECOSYSTEMS IN KALININGRAD REGION
Dr.Sci. V.I. Panasin, PhD. D.A. Rymarenko, PhD. S.I. Novikova
Centre of State Agrochemical Service «Kaliningradsky», e-mail: [email protected]
This article presents the dynamic of mobile phosphorus content in soils of the agrolandscapes in Kaliningrad region over the period 1965-2014. The results show that the change in content of mobile phosphorus content is mainly determined by the volume offertilizer application for the period 1970-1990. The rate of mobile phosphorus content decrease during last period depends on several factors: acidity dynamic, granulometric composition and types of land uses. It's necessary to conduct agrarian measures stimulating soil biological activity for regulation of soil phosphorous regime.
Keywords: dynamic, mobile phosphorus, soils, Kaliningrad region.
Превращение соединений фосфора в почвах различного генезиса, а также его роль в жизнедеятельности растительных и животных организмов освещены достаточно подробно [1-3]. Исследованиями Комплексной экспедиции АН СССР на территории Калининградской области (1949-1952 гг.) было установлено, что около половины почв региона имеет недостаточное содержание подвижного фосфора [4]. Среднее содержание подвижного Р2О5 в дерново-подзолистых окультуренных почвах составило 7,8±0,4 мг/100 г, при этом отмечалась отчетливо выраженная зависимость обеспеченности почв фосфором от окультуренности. Дерновые почвы, как правило, отличались повышенным содержанием подвижных фосфатов по сравнению с дерново-подзолистыми. Обеспеченность насыщенных основаниями почв подвижным фосфором была достоверно выше, чем ненасыщенных, независимо от генезиса.
С 1965 г. агрохимической службой проводится систематический мониторинг содержания многих элементов минерального питания в почвах сель-
скохозяйственных угодий региона, в том числе и подвижного фосфора. К настоящему времени проведено девять туров агрохимического обследования. За этот период отобрано и проанализировано более миллиона образцов почв. Для детального исследования динамики агрохимических свойств почв были заложены реперные участки на основных почвенных разновидностях. Почвенный покров земель сельскохозяйственных угодий Калининградской области достаточно детально описан в литературе [4-6].
Почвенные образцы отбирали согласно ГОСТ 28168-89. В образцах почв и почвообразующих пород подвижный фосфор определяли по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО. Анализ почвенных образцов на другие агрохимические показатели проводили по стандартным гостированным методикам, принятым в агрохимической службе, групповой и фракционный состав гумуса - по методу Пономаревой и Плотниковой.
Источниками подвижных фосфатов в агроэкоси-стемах служат почвообразующие породы, семена,
минеральные и органические удобрения. Содержание фосфора в атмосфере и атмосферных осадках пренебрежимо мало [2]. Результаты первого тура агрохимического обследования показали, что почвы северо-западной части области отличаются относительно повышенным содержанием подвижного фосфора, тогда как почвы южного подпруженного геоморфологического района, как правило, имели низкое содержание подвижного Р205. По-видимому, это связано со спецификой минералогического состава почвообразующих пород и хозяйственной деятельностью человека [7].
В динамике содержания подвижных фосфатов за последние десятилетия прослеживаются два периода (рисунок). Первый (70-80-е годы ХХ века) характеризовался возрастающими объемами применения органических и минеральных удобрений. С 1975 г. в регионе проводили фосфоритование кислых и бедных фосфором почв [8]. Динамика содержания подвижных фосфатов в этот период тесно коррелирует с объемом применения фосфорсодержащих удобрений. С начала 90-х годов ХХ века произошло резкое сокращение объемов применения удобрений. В результате наблюдается снижение содержания подвижных форм фосфора, при этом темпы снижения на пашне несколько выше, чем на лугопастбищных угодьях. Это может быть связано как с более интенсивным окультуриванием пахотных почв в предыдущий период, так и с некомпенсированным отчуждением Р205 с урожаем в последние десятилетия, а также с ежегодными непроизводительными потерями за счет вымывания. Повышенные темпы снижения содержания под-
вижного фосфора на пастбищах по сравнению с сенокосами могут быть вызваны снижением поступления Р205 с экскрементами животных вследствие сокращения поголовья скота и перехода части хозяйств на стойловое их содержание. По данным локального мониторинга реальные темпы снижения содержания Р205 составляют 4 мг/кг в год, что значительно ниже расчетного количества.
В силу специфики сочетания природно-климатических факторов почвообразования верхние горизонты большинства окультуренных дерново-подзолистых почв постепенно подкисляются, при этом темпы подкисления зависят от гранулометрического состава, содержания гумуса, наличия в нижних горизонтах профиля и глубины залегания карбонатов, а также от степени переувлажнения [9]. Содержание подвижного фосфора находится в существенной зависимости от окислительно-восстановительных условий. Возрастание концентрации обменного водорода до определенного предела приводит к ускорению мобилизации фосфата из основных кальциевых солей. Однако снижение рНКс1 до величин 5,0-5,2 и ниже способствует ускорению ретроградации фосфатов вследствие химического поглощения полуторными оксидами [1, 10]. Нашими исследованиями установлен рост содержания подвижного фосфора в окультуренных дерново-подзолистых почвах при увеличении рНКс1 от 5 до 6 [11]. При более высоких значениях рН подвижность фосфатов регулируется концентрацией ионов кальция, активность фосфат-ионов в почвенном растворе лимитируется растворимостью преципитата, три-кальцийфосфата и более основных солей.
"Всеугодья "^Пашня ^Сенокос "^Пастбище Пкгд.в./га
Динамика содержания подвижного фосфора и внесение фосфорных удобрений
Для детализации зависимости динамики содержания подвижных фосфатов от кислотно-основных свойств почвенного поглощающего комплекса были рассчитаны коэффициенты корреляции между изменением содержания подвижного Р205 и сдвигом величины рНКс1, а также изменением содержания обменных катионов за последние 20 лет. Установлена достоверная прямая зависимость между сдвигом рНКс1 и динамикой содержания подвижных фосфатов (г = +0,59), тогда как связь между изменением содержания подвижного Р205 и гидролитической кислотностью оказалась статистически недостоверной. Найдена достоверная прямая зависимость между динамикой содержания подвижных фосфатов и обменно поглощенных катионов щелочных металлов (г = +0,62 для натрия и г = +0,46 для калия).
Коэффициенты линейной корреляции между изменением содержания подвижного Р205 и обменных форм кальция и алюминия равны по величине и противоположны по знаку (г = +0,43 для кальция и г = -0,43 для алюминия). Это указывает на возрастание роли полуторных оксидов в иммобилизации и химическом поглощении фосфатов в имеющемся диапазоне рН. В перспективе процессы подкисле-ния почв приведут к ускорению снижения содержания доступных фосфатов и уменьшению эффективности растворимых фосфорных удобрений вследствие их хемосорбции и ретроградации.
Важным фактором, определяющим аккумуляцию соединений фосфора в гумусовых горизонтах почв, служит содержание и состав почвенного органического вещества. Последнее в определенной мере играет роль депо биогенных элементов, в том числе и фосфора. Установлена тесная прямая корреляционная зависимость для дерново-подзолистых окультуренных почв региона между валовым содержанием фосфора и общим углеродом [12], при этом на кислых почвах с рН менее 5,6 связь между содержанием подвижного фосфора и общего углерода обратная (г = -0,39). На близких к нейтральным и нейтральных почвах зависимость между содержанием подвижного Р205 и органического углерода не выявлена [12]. Это может подтверждать нелинейность связи между содержанием подвижного фосфора и гумуса вследствие неодинаковой устойчивости органоминеральных комплексов фосфата с отдельными фракциями гумусовых веществ в зависимости от обменной кислотности и активности полуторных оксидов.
В дерново-подзолистых почвах Калининградской области фосфор относительно равномерно распределен между различными фракциями гумусовых веществ [12]. В кислой среде при фульват-ном типе гумусообразования возможна миграция фосфора в нижележащие горизонты почвенного профиля в форме фосфатных моноэфиров фульво-кислот. С другой стороны, возрастает прочность и
устойчивость к гидролизу органоминеральных комплексов фосфорных эфиров с полуторными оксидами, что приводит к снижению содержания подвижных фосфатов.
Нами обнаружена прямая достоверная корреляционная связь между содержанием первой фракции гуминовых кислот и подвижного фосфора (г = +0,61). Возможно, часть входящего в состав этих соединений фосфатов в кислой среде способна переходить в раствор вследствие гидролиза эфирных связей. С другой стороны, при введении в почву с удобрениями значительных количеств одновалентных катионов (аммония и калия) увеличивается подвижность гуминовых кислот первой фракции, что может приводить к обеднению пахотного горизонта подвижными фосфатами.
Содержание тонкодисперсных минеральных частиц также влияет на динамику подвижного фосфора в почвах. Нами обнаружена прямая корреляционная зависимость между содержанием физической глины и изменением содержания подвижного фосфора (г = +0,50). Аккумуляция подвижных фосфатов в суглинистых почвах происходит преимущественно в форме органоминеральных комплексов с гуминовыми кислотами, на что указывает тесная положительная корреляционная связь между подвижным Р205 и суммарным содержанием гуми-новых кислот, а также второй фракцией гуминовых кислот (г = +0,70 и г = +0,73 соответственно). В песчаных и супесчаных почвах достоверной связи между содержанием подвижного фосфора и гуми-новых кислот не обнаружено. Это может быть вызвано отсутствием в большинстве песчаных почв региона минеральных коллоидов, которые служат стабилизирующим моментом для образования фосфорногуминовых комплексов. Возможно, это -одна из причин снижения содержания подвижных фосфатов на легких почвах.
Таким образом, при сохранении современного уровня применения средств химизации земледелия в ближайшие десятилетия темпы снижения содержания подвижных фосфатов будут ускоряться, при этом усилится дифференциация почв по содержанию P2Os. Это связано с неравномерным подкислением почв региона, а также различным содержанием фосфатов в породах. В составе мероприятий по регулированию фосфатного режима почв сельскохозяйственных угодий целесообразно проведение агроприемов по стимулированию биологической активности почвы.
Литература
1. Чириков Ф.В. Агрохимия калия и фосфора. - М.: Сельхозгиз, 1956. - 464 с.
2. Чумаченко И.Н. Фосфор в жизни растений и плодородии почв. - М.: ЦИНАО, 2003. - 123 с.
3. Сушеница Б.А. Фосфатный уровень почв и его регулирование. - М.: Колос, 2007. - 367 с.
4. Важенин И.Г., Белякова В.И. Агрохимическая характеристика почв / Агрохимические работы в Калининградской области. - М.: Изд-во АН СССР. - С. 40-70.
5. Завалишин А.А., Надеждин Б.В. Почвенный покров Калининградской области / Почвы Калининградской области. - М.: Наука, 1961. - С. 5-130.
6. Панасин В.И. Агрохимические свойства почв Калининградской области и применение удобрений. - Калининград, 1974. - 272 с.
7. Анциферова О.А. Валовой фосфор в почвообразую-щих породах и почвах западной части Калининградской области // Агрохимический вестник, 2014, № 2. - С. 11-13.
8. Панасин В.И., Слобожанинова В.Д., Чашкина А.В. Применение удобрений в Калининградской области. -Калининград, 1997. - 130 с.
9. Панасин В.И., Рымаренко Д.А. Анализ динамики кислотности почв сельскохозяйственных угодий Калининградской области // Агрохимический вестник, 2014, № 5. - С. 15-18.
10. Чумаченко И.Н., Сушеница Б.А. Фосфор и воспроизводство плодородия почв // Агрохимический вестник, 2001, № 1. - С. 28-31.
11. Панасин В.И., Слобожанинова В.Д. Агрохимические основы известкования кислых почв Калининградской области. Часть 1. - Калининград: Калининградский государственный университет, 2003. - 144 с.
12. Панасин В.И., Рымаренко Д.А. Гумус и плодородие почв Калининградской области. - Калининград: Изд-во КГУ, 2004. - 220 с.
УДК 631:445.4:005.584.1 (470.345)
ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ ПОД ВЛИЯНИЕМ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
1В.И. Каргин, д.с.-х.н., 2М.М. Гераськин, к.э.н., 3Г.Г. Брагин, к.с.-х.н.
1 Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева, e-mail: [email protected] 2Государственный университет по землеустройству, e-mail: [email protected] 3Государственный центр агрохимической службы «Мордовский», e-mail: agrohim_13@ mail.ru
На основе наблюдений выявлены тенденции и закономерности в изменении агрохимических показателей черноземов выщелоченных. За 18 лет содержание гумуса в пахотном слое снизилось на 4,0-22,8%. Минерализация гумуса наиболее интенсивно протекала в подпахотном слое почвы, где потери гумуса по сравнению с исходным содержанием составили 1,46-2,96% в год. Включение многолетних трав в течение 2-3 лет не предотвращало потери гумуса. За исследуемый период произошло подкисление реакции почвенного раствора на 0,2-0,8 ед., снижение содержания поглощенных оснований в слое 0-100 см на 3,0-8,2 мг-экв/100 г. Полученные результаты необходимо использовать в освоении проектов внутрихозяйственного землеустройства.
Ключевые слова: чернозем выщелоченный, агрохимические свойства, проекты внутрихозяйственного землеустройства.
CHANGES OF LEACHED CHERNOZEMS PROPERTIES UNDER INFLUENCE OF AGRICULTURAL USE
1Dr. Sci. V.I. Kargin, 2PhD. M.M. Geraskin, 3PhD. G.G. Bragin
1The Mordovian State University named after N.P. Ogarev, e-mail: [email protected] 2State University on land management, e-mail: [email protected] 3State center of agrochemical service «Mordovsky», e-mail: agrohim_13@ mail.ru
Tendencies and regularities in change of agrochemical parameters of leached chernozem are revealed on the basis of the made observations. It is revealed that during 18 year period humus concentration in arable layer decreased by 4,0-22,8% to the initial contents. The humus mineralization most intensively proceeded in 50-100 cm layer of a soil profile where humus losses in compare with the initial made 1,46-2,96% a year. Introduction of perennial herbs within 2-3 years doesn't prevent humus losses. There was an acidulation of soil solution reaction to 0,2-0,8 units, decrease in the absorbed bases content in 0-100 cm layer on 3,0-8,2 mg-eq/100 g during studied period. Results of researches require it's usage for land management.
Keywords: leached chernozem, agrochemical properties, projects of intraeconomic land management.
