CC BY
18
УДК 631.416.847(470.630)
DOI 10.24411/0235-2516-2018-10028
ДИНАМИКА СОДЕРЖАНИЯ ЦИНКА В ПОЧВАХ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ
А.И. Подколзин, д.б.н., А.Ю. Олейников, к.с.-х.н., М.С. Сигида, к.с.-х.н., А.В. Воскобойников, к.с.-х.н.
Ставропольский государственный аграрный университет, e-mail: sigida@list.ru
Приведены результаты исследований по содержанию цинка в различных типах и подтипах почв сельскохозяйственных угодий Ставропольского края, показана эффективность использования солей цинка в качестве удобрений. Рассматриваются особенности пространственного распределения подвижного цинка на пашне, пастбищах, сенокосах различных районов края. Установлено, что более, чем 99% всей площади сельхозугодий Ставрополья имеют низкое содержание подвижных форм цинка (менее 2 мг/кг почвы), а эффективность использования микроудобрений, содержащих цинк, зависит не только от биологических особенностей культуры, но и от его содержания в почве.
Ключевые слова, цинк, микроэлементы, динамика содержания цинка, типы почв.
DYNAMICS OF ZINC CONTENT IN SOILS OF THE STAVROPOL REGION
Dr.Sci. АХ Podkolzin, Ph.D. A.Yu. Oleynikov, Ph.D. M.S. Sigida, Ph.D. A.V. Voskoboinikov
Stavropol State Agrarian University, e-mail: sigida@list.ru
The presents the results of studies on the content of zinc in various types and subtypes of soils in the agricultural lands of the Stavropol Territory, shows the effectiveness of the use of zinc salts as fertilizers. The features of the spatial distribution of mobile zinc in arable land, pastures, hayfields of various regions of the region are considered. It can be seen from the research results that more than 99% of the entire area of Stavropol Territory farmland has a low content of mobile forms of zinc (less than 2 mg/kg of soil), and the efficiency of using zinc mi-crofertilizers depends not only on the biological characteristics of the crop, but also on its content in the soil.
Keywords: zinc, microelements, dynamics ofzinc content, types of soils.
Физиологическая роль цинка в растениях многообразна, он входит в состав более 30 ферментов, оказывает значительное внимание на окислительно-восстановительные процессы, скорость которых при его недостатке снижается. Дефицит цинка ведет к нарушению процессов превращения углеводов. Цинк участвует в активации ферментов, связанных с процессом дыхания [1]. Значение цинка для роста растений связано с его участием в азотном обмене, также установлено существенное его влияние на усвояемость фосфора [2]. Я.В. Пейве в 1940 г. начал работы по исследованию почв на содержание валовых запасов и подвижных форм микроэлементов [3]. Это послужило стимулом картирования почв СССР. Одновременно велась работа по созданию быстрых и доступных методов определения содержания микроэлементов в почве [4]. В Ставропольском крае все культурные растения по отношению к цинку можно разделить на три группы. Очень чувствительные, средне-чувствительные, слабо чувствительные: первая группа (кукуруза, плодовые, виноград, лен); вторая (сахарная свекла, подсолнечник, горох, соя, картофель, капуста, огурцы, ягодники); третья (пшеница,
ячмень, люцерна, морковь). Кроме биологических особенностей культур выявлено влияние уровня содержания подвижного цинка в почве на урожай и качество продукции [5]. Почвы сельскохозяйственных угодий Ставрополья испытывают недостаток подвижных форм цинка, кобальта и меди, более половины земель имеют низкую обеспеченность марганцем и бором [6-9].
Цель исследований - изучить динамику содержания цинка в зависимости от типа почвы и вида использования сельскохозяйственных угодий Ставропольского края.
Методы исследований. Пространственную частоту отбора объединенных проб устанавливали в зависимости от пестроты почвенного покрова и количества вносимых удобрений. Оптимальные размеры контрольных участков степных равнинных районов с преобладанием черноземов составляли 15 га, сухостепных равнинных районов с преобладанием каштановых почв - 25 га, предгорных районов с преобладанием черноземов - 5 га. На средне- и сильноэродированных почвах одну объединенную пробу на черноземах и на каштановых почвах отбирали с площади 3 га, на орошаемых землях также.
Организация территориальной системы контрольных участков включала их закладку на типичных почвах, в типичных климатических условиях с типичными системами земледелия. При определении местоположения контрольного участка учитывали рельеф местности, условия орошения, уровень химизации, наличие источников антропогенного воздействия. Почвенные пробы отбирали ежегодно. Всего было заложено 60 контрольных участков, из которых 31 находился в зоне черноземов и 29 в каштановой почвенной провинции. На пахотных почвах точечные пробы отбирали на глубину пахотного слоя, на кормовых угодьях - на глубину гумусового горизонта, но также не более, чем на 20 см.
Содержание цинка в почвах определяли с использованием атомно-абсорбционного и эмиссионного спектрального методов: для нахождения подвижных форм использовали ацетатно-аммонийную вытяжку (рН 4,8), для валовых - 5М ИКОз.
Для оценки почв по содержанию подвижного цинка использовали группировку, рекомендованную при проведении комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения [10]. В группу с низким содержанием включены почвы, где цинка менее 2 мг/кг, средним 2,1-5,0, с высоким - более 5 мг/кг.
Результаты исследований. Несмотря на сравнительно высокие запасы валового цинка в почвах Ставрополья, количество его подвижных форм, как правило, составляет лишь 1,3-2,0% от валового со-
держания (табл. 1). При этом содержание подвижного цинка в почвах края в меньшей мере зависит от валовых форм и более значительно изменяется от кислотности или щелочности, характера материнских пород, содержания органического вещества и других биоклиматических факторов. В черноземах цинка больше, так как эти почвы богаты органическим веществом. При повышении щелочности и уменьшении кислотности доступность цинка уменьшается.
Исследование зависимости содержания подвижного цинка от гранулометрического состава на контрольных участках определенных закономерностей не выявлено. Возможно влияние других факторов (антропогенных, погодных и т.п.) в период наблюдений оказалось более существенным (табл. 2).
Из всей обследованной пашни 99,4% площади относится к группе с низким содержанием подвижного цинка (менее 2,0 мг/кг). Среднее содержание отмечено лишь на обыкновенных черноземах в Ан-дроповском, Изобильненском, Труновском районах, типичных и выщелоченных черноземах Мине-раловодского и Предгорного районов. И лишь на площади 776 га в Изобильненском и Предгорном районе содержание цинка высокое, более 5 мг/кг почвы (табл. 3).
На орошаемой пашне в некоторых восточных районах края на светло-каштановых, каштановых и темно-каштановых почвах выявлен небольшой процент площадей со средним содержанием цинка.
1. Содержание форм цинка в слое почв 0-20 см в различных агроклиматических зонах Ставропольского края (2017 г.)
Почвы Цинк, мг/кг почвы
валовые подвижные
Зона влажных типичных и выщелоченных черноземов
Черноземы типичные 36,2 0,70
Черноземы выщелоченные 26,8 0,79
Зона умеренно влажная обыкновенных и южных черноземов
Черноземы обыкновенные 38,3 0,50
Черноземы обыкновенные солонцеватые 41,3 0,64
Черноземы южные 40,7 0,54
Черноземы южные (орошение) 30,0 0,15
Черноземы южные (пастбища) 30,3 0,62
Лугово-черноземные (многолетние насаждения) 52,2 0,85
Аллювиально-луговые 39,0 0,89
Зона засушливых темно-каштановых и каштановых почв
Темно-каштановые (пашня) 47,5 0,40
Темно -каштановые (солонцеватые) 36,1 0,60
Каштановые 48,5 0,37
Каштановые (орошение) 40,0 0,53
Каштановые солонцеватые 47,2 0,60
Аллювиально-луговые (многолетние насаждения) 58,3 1,23
Зона очень засушливая светло-каштановых почв
Светло-каштановые 50,8 0,30
Светло-каштановые (пастбища) 51,4 0,30
Светло-каштановые песчаные 20,3 0,30
Аллювиально-луговые (многолетние насаждения) 53,2 1,47
2. Гранулометрический состав и динамика
Высокое содержание установлено в Новоселицком районе на черноземе южном на 200 га и в Левокум-ском - на 200 га на светло-каштановых почвах.
По содержанию подвижного цинка гумусовый слой почв, занятых пастбищами и сенокосами, низко обеспечен. Его содержание на 108655 га пастбищ и 9329 га сенокосов составляет от 0,2 до 0,7 мг/кг почвы. К среднеобеспеченным относятся лишь 128 га пастбищ Туркменского района (каштановая почва) и 39 га сенокосов Предгорного района (табл. 4).
Для составления картограммы содержания подвижного цинка в почвах края все исследованные сельхозугодия были разделены на три группы. К первой (< 0,40 мг/кг) отнесено большинство почв, основные массивы сосредоточены в центральной и северной части края. Также такие почвы преобладают в Нефтекумском, Степновском и Курском районах.
Вторую группу (0,41-0,80 мг/кг) образуют значительные участки каштановых почв Левокумско-го, Буденовского, Советского и Курского районов. Эта группа просматривается также в западной и юго-западной частях края на черноземах разных подтипов. Третью группу с содержанием подвижного цинка (> 0,81 мг/кг) составляют в основном почвы региона Кавказских Минеральных Вод, отличающиеся более высокой гумусированностью и тяжелым гранулометрическим составом. Почвы всех трех групп относятся к низко обеспеченным подвижным цинком и нуждаются в применении цинкосодержащих микроудобрений.
Таким образом, содержание подвижных форм цинка более, чем на 99% площади всех сельхозугодий Ставрополья низкое (менее 2 мг/кг почвы). В черноземных почвах, имеющих большее содержание гумуса, в сравнении с каштановыми почвами выявлено и большое содержание подвижных форм цинка. На орошаемых землях эта
3. Распределение площади пашни по степени обеспеченности подвижным цинком на
1.01.2017 г.
Район Обследовано, га Низкое < 2,0 Среднее 2,1-5,0 Высокое > 5,0 Средневзвешенное, мг/кг
га % га % га %
Светло-каштановые
Апанасенковский 187739 187739 100 - - - - 0,4
Каштановые
Туркменский 191770 191770 100 - - - - 0,44
Черноземы южные
Ипатовский 251190,4 251190,4 100 - - - - 0,43
Петровский 159365,1 159365,1 100 - - - - 0,4
Черноземы обыкновенные
Андроповский 137451,3 137195,3 99,81 256 0,19 - - 0,6
Грачевский 100331,8 100331,8 100 - - - - 0,41
Изобильненский 108160,9 107775,9 99,64 323 0,3 62 0,06 0,6
Кочубеевский 108161,6 108161,6 100 - - - - 0,54
Красногвардейский 154555,3 154555,3 100 - - - - 0,5
Новоалександровский 131843,4 131843,4 100 - - - - 0,44
Труновский 116939,5 116939,5 99,97 36 0,03 - - 0,46
Шпаковский 108616,6 108616,6 100 - - - - 0,5
Черноземы типичные и выщелоченные
Минераловодский 83719,3 79627,1 95,11 4092,2 4,89 - - 0,7
Предгорный 85940,2 78690 91,56 6536,2 7,61 714 0,83 0,82
содержания подвижного цинка _в слое 0-20 см, мг/кг_
Гранулометрический Годы
состав 1996 2001 2006 2011 2017
Черноземы типичные
Среднесуглинистые 0,4 0,2 0,4 0,62 0,69
на плотной породе
Тяжелосуглинистые 0,6 0,2 0,44 0,5 0,79
Легкоглинистые 0,58 0,4 0,5 0,4 0,63
Черноземы выщелоченные
Легкосуглинистые 0,51 0,24 0,41 0,52 0,63
Тяжелосуглинистые 0,50 0,24 0,28 - -
Черноземы обыкновенные
Супесчаные 0,5 0,21 0,3 0,44 0,6
Легкосуглинистые на 1,1 0,35 0,5 1,6 0,8
плотной породе
Среднесуглинистые 0,60 0,20 0,28 0,20 0,40
Тяжелосуглинистые 0,58 0,28 0,40 0,30 0,50
Легкоглинистые 0,7 0,21 0,40 0,12 0,63
Темно-каштановые
Среднесуглинистые 0,58 0,31 0,36 0,40 0,53
Тяжелосуглинистые 0,50 0,20 0,28 0,23 0,46
Темно-каштановые (солонцеватые)
Тяжелосуглинистые - - - 0,19 0,72
Среднеглинистые 0,42 0,21 0,34 0,27 0,43
Каштановые
Среднесуглинистые 0,33 0,30 0,41 0,34 0,37
Светло-каштановые
Легкосуглинистые 0,47 0,37 0,45 0,41 0,34
Песчаные 0,13 0,15 0,15 0,15 0,30
4. Обеспеченность пастбищ и сенокосов подвижным цинком на 1.01.2017 г.
Район Обследовано, га Низкое < 2,0 Среднее 2,1-5,0 Высокое > 5,0 Средневзвешенное, мг/кг
га % 1 га % га %
Пастбища
Светло-каштановые
Апанасенковский 23032 23032 100,0 - - - - 0,4
Каштановые
Туркменский 2226 2098 94,2 128 5,8 - - 0,5
Черноземы южные
Ипатовский 27883,5 27883,5 100,0 - - - - 0,4
Петровский 7026 7026 100,0 - - - - 0,4
Черноземы обыкновенные
Андроповский 26439 26439 100,0 - - - - 0,52
Грачевский 1433 1433 100,0 - - - - 0,5
Изобильненский 203 203 100,0 - - - - 0,7
Кочубеевский 8671,5 8671,5 100,0 - - - 0,7
Красногвардейский 3011,3 3011,3 100,0 - - - 0,5
Новоалександровский 350 350 100,0 - - - 0,4
Труновский 845 845 100,0 - - - - 0,5
Шпаковский 3681 3681 100,0 - - - - 0,4
Черноземы типичные и выщелоченные
Минераловодский 924,4 924,4 100,0 - - - - 0,2
Предгорный 3057 3057 100,0 - - - - 0,4
Сенокосы
Каштановые
Туркменский 3099 3099 100,0 - - - - 0,2
Черноземы южные
Ипатовский 2151,7 2151,7 100,0 - - - - 0,2
Петровский 182 182 100,0 - - - - 0,4
Черноземы обыкновенные
Андроповский 1773 1773 100,0 - - - - 0,7
Кочубеевский 39 39 100,0 - - - - 0,7
Шпаковский 1403,4 1304,4 100,0 - - - - 0,4
Черноземы типичные и выщелоченные
Предгорный 720,3 681 94,5 39,3 5,5 - - 0,33
закономерность менее очевидна. На контрольных участках, где исследования проводили в производственных условиях, определенных закономерностей в зависимости содержания подвижного цинка от гранулометрического состава почв не выявлено.
Литература
1. Школьник М.Н., Макаров Н.А. Микроэлементы в сельском хозяйстве. - М.: Изд-во АН СССР, 1957. - 291 с.
2. Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия: учебник и учебное пособие для студентов высших учебных заведений. - М.: Колос, 2002. - 584 с.
3. Пейве Я.В. Содержание доступных форм микроэлементов в почвах СССР / Микроэлементы в растениеводстве. - Рига, 1958. - С. 255-278.
4. Агеев В.В. Системы удобрения в севооборотах Юга России. - Ставрополь: ЦНТИ, 2001. - 353 с.
5. Агеев В.В., Подколзин А.И. Агрохимия (Южно-Российский аспект): учебник для студентов высших учебных заведений. - Ставрополь: СтГАУ, 2006. - 480 с.
6. Калугин Д.В., Есаулко А.Н., Кукушкина В.В. Динамика содержания макро и микроэлементов под озимой пшеницей в результате реминерализации чернозема выщелоченного // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета, 2017, № 128. - С. 135-145.
7. Есаулко А.Н., Гречишкина Ю.И., Олейников А.Ю. Влияние микроудобрений на урожайность и качество зерна озимой пшеницы на черноземе выщелоченном // Агрохимический вестник, 2001, № 4. - С. 10.
8. Есаулко А.Н., Радченко В.И., Мануйлова Н.А. Влияние минеральных удобрений на содержание цинка в растениях горчицы и черноземе обыкновенном Центрального Предкавказья / Повестка дня на XXI век: Программа действий - экологическая безопасность и устойчивое развитие: сб. тр. конф. (г. Ставрополь, 01 января - 31 декабря 2002 г.). - Ставрополь: СтГАУ, 2002. - С. 188-189.
9. Есаулко А.Н., Гречишкина Ю.И., Бузов В.А., Олейников А.Ю., Редькина Н.В. Эффективность микроудобрений микромак и микроэл в посевах озимой пшеницы на черноземе выщелоченном // Плодородие, 2010, № 1. - С. 24-25.
10. Методические указания по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения. - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2003. - 240 с.
