CC BY
462
УДК 631.452
ФОСФОР В ЗЕМЛЕДЕЛИИ ЦЕНТРАЛЬНО-ЧЕРНОЗЕМНОГО РАЙОНА
П.А. ЧЕКМАРЕВ, член-корреспондент РАСХН, директор Департамент Министерства сельского хозяйства РФ С.В. ЛУКИН, доктор сельскохозяйственных наук, директор
ФГУ «ЦАС «Белгородский»
Ю.И. СИСКЕВИЧ, кандидат географических наук, директор
ФГУ «ЦАС «Липецкий»
Н.П. Юмашев, кандидат сельскохозяйственных наук, директор
ФГУ «ЦАС «Тамбовский»
А.Н. ХИЖНЯКОВ, директор ФГУ «САС «Курская»
E-mail: serg.lukin2010@yandex.ru
Резюме. Проанализированы закономерности изменения содержания подвижного фосфора в пахотных почвах Центральночерноземного района за последние 45 лет их сельскохозяйственного использования. По результатам первого цикла сплошного агрохимического обследования (1964-1970 гг.) в пахотных почвах Центрально-Черноземных областей было зафиксировано минимальное средневзвешенное содержание подвижных форм фосфора. Оно изменялось в пределах46...77мг/кг, что было основным агрохимическим фактором, лимитирующим урожайность сельскохозяйственных культур.
С середины семидесятых и до девяностых годов прошлого века баланс этого элемента в земледелии ЦЧР был положительным благодаря его высокому поступлению с удобрениями (45,7.71,0 кг/га).
В результате наибольшие значения средневзвешенного содержания подвижных форм фосфора в почве в Белгородской и Курской области отмечены в 1995-1999 гг.
(131 и 139 мг/кг соответственно), в Липецкой области - в 1994-1997гг.
(103 мг/кг), в Тамбовской области
- в 1996-2002гг. (95мг/кг). Вэтотпе-риод более половины обследованных площадей относилось к категории средней и повышенной обеспеченности его подвижными формами.
Сдевяностых годов прошлого века идо сих пор поступление этого элемента сократилось в несколько раз.
Минимальная величина этого показателя по циклам агрохимического обследования в разных областях варьировала от2,7до 11,7кг/га.
В результате зафиксировано снижение средневзвешенного содержания подвижного фосфора в пахотных почвах, по сравнению с максимальным уровнем, на 5. 15 мг/кг.
По материалам последних завершенных циклов агрохимического обследования в почвах Курской области оно составляет 133 мг/кг,
Белгородской - 116 мг/кг, Липецкой - 91 мг/кг, Тамбовской области
- 90 мг/кг.
В целом на современном этапе обеспеченность пахотных почв ЦЧР подвижным фосфором снижается, тем не менее средневзвешенное его содержание в почвах Курской и Белгородской областей пока остается на уровне близком к оптимальному.
Ключевые слова: фосфор, подвижные формы фосфора, баланс фосфора, плодородие почв, удобрения, агроландшафт.
Фосфор - один из важнейших биогенных элементов. В растениях он содержится в органических (85.. .95 %) и минеральных (5...15 %) соединениях. Последние представлены в основном кальциевыми, калиевыми, аммониевыми и магниевыми солями ортофосфорной кислоты. Наибольшую долю и важнейшую роль в жизни растения осуществляет фосфор, входящий в состав органических соединений (нуклеиновых кислот, нуклеопротеидов и фос-фатопротеидов, аденозинфосфатидов, сахарофосфатов. фосфатидов, фитина).
Валовое содержание фосфора в пахотном слое черноземов составляет 0,1.0,25 %, причем лишь 10.20 % его количества представлено относительно доступными растениям соединениями. Больше всего этот элемент содержится в глинистых почвах, несколько меньше - в суглинистых и наиболее бедны им супесчаные и песчаные почвы. В почве фосфор встречается в виде органических и неорганических соединений. Органический фосфор может находиться в значительном количестве преимущественно в гумусе. Содержание его оксида в гумусовых веществах
обыкновенных черноземов составляет 0,90.1,27 %, выщелоченных черноземов - 1,10.1,43 % [1].
Таблица 1. Распределение пахотных почв Центрально-Черноземного рай-
она по содержанию подвижного фосфора, % от обследованной площади
Содержание подвижного фосфора, мг/кг Средне- Запа-
Цикл Годы очень низкое (<20) низкое (21...50) среднее (51...100) повы- шенное (101...150) высокое (151...200) очень всокое (>200) взвешенное значение, мг/кг сы в пахотном слое, кг/га
I 1964-1970 7,4 46,6 Белгородская область 39,9 4,7 1,0 0,4 55 165
II 1971-1975 1,7 22,7 65,1 7,6 1,9 1,0 72 216
III 1976-1983 3,0 14,8 57,2 16,4 5,1 3,5 86 258
IV 1984-1989 2,3 10,6 43,9 25,5 11,2 6,5 103 309
V 1990-1994 1,9 7,8 34,7 28,1 14,4 13,1 119 357
VI 1995-1999 0,9 5,0 33,6 30,8 16,4 13,3 131 393
VII 2000-2004 0,6 6,5 38,0 31,1 13,5 10,3 121 363
VIII 2005-2009 0,6 7,2 41,5 30,4 11,8 8,5 116 348
I 1964-1970 1,1 24,1 Курская область 57,8 11,7 2,5 2,8 77 231
II 1971-1975 0,2 10,4 62,5 18,0 3,9 5,0 91 273
III 1976-1983 0,2 9,8 52,9 22,7 6,3 8,1 102 306
IV 1984-1989 0,1 3,6 42,6 31,2 12,6 9,9 116 348
V 1990-1994 0,05 2,2 31,8 34,15 18,0 13,8 126 378
VI 1995-1999 0,0 1,6 23,8 37,7 21,9 15,0 139 417
VII 2000-2004 0,1 1,6 27,8 38,1 22,1 10,3 133 399
I 1964-1969 14,0 57,0 Липецкая область 26,0 2,3 0,5 0,2 46 138
II 1970-1975 9,1 53,0 32,0 4,0 1,2 0,7 52 156
III 1976-1981 9,0 45,0 35,0 7,3 2,3 1,4 59 177
IV 1982-1986 8,7 39,0 35,0 9,7 3,7 3,9 67 201
V 1987-1989 5,0 31,0 36,0 14,0 6,0 8,0 82 246
VI 1990-1993 4,0 24,0 33,0 18,0 9,0 12,0 96 288
VII 1994-1997 2,0 18,0 36,0 22,0 11,0 11,0 103 309
VIII 1998-2002 3,5 17,0 40,0 20,5 10,0 10,0 99 297
IX 2003-2007 3,0 21,0 44,0 19,0 8,0 5,0 91 273
I 1964-1970 0,6 37,0 Тамбовская область 56,3 4,5 0,7 0,9 64 192
II 1971-1977 0,0 1,8 24,4 40,7 23,5 9,5 76 228
III 1978-1984 1,0 17,3 57,5 18,7 3,0 2,5 84 252
IV 1985-1990 0,3 13,6 52,7 24,7 6,1 2,6 92 276
V 1991-1995 0,1 12,4 51,4 27,3 7,3 1,5 93 279
VI 1996-2002 0,0 9,9 51,1 31,1 7,4 0,5 95 285
VII 2003-2009 0,1 14,6 49,1 29,9 5,9 0,1 90 270
Обеспеченность подвижными формами фосфора -один из основных показателей окультуренности почвы. Целинные черноземы Курской области (заповедник «Казацкая степь») характеризуются средней (55.80 мг/кг) величиной этого показателя [2]. В Белгородской области заповедные черноземы («Ямская степь») отличаются низким содержанием подвижного фосфора - 24.28 мг/кг [3].
Под оптимальным фосфатным уровнем почвы понимают такое содержание в ней подвижных форм этого элемента, при котором обеспечивается формирование максимальных урожаев культур севооборота, и они не реагируют на внесение фосфорных удобрений. По мнению П.Г Акулова, оптимальное содержание подвижного фосфора (по Чирикову) в черноземах для большинства сельскохозяйственных культур составляет 90.150 мг/кг [2]. В.В. Медведев считает, что для зерновых культур оно соответствует уровню 151.200 мг/кг а для пропашных
- более 200 мг/кг [4].
Цель нашей работы - проанализировать динамику изменения содержания подвижных форм фосфора в пахотных почвах Центрально-Черноземного района и оценить современное состояние почв по этому показателю.
Условия, материалы и методы. В работе использовали материалы сплошного агрохимического обследования пахотных почв, проводимого агрохимической службой в Белгородской, Курской, Липецкой и Тамбовской областях. В структуре почвенного покрова этих регионов преобладают черноземы типичные и выщелоченные. В Белгородской области на их долю приходится 44,8 и 25,7 % соответственно, в Курской - 22,0 и 33,4 %, в Липецкой - 14,3 и 50,9 %, в Тамбовской - 27,1 и 58,7 %. В соответствие с общепринятой методикой в серых лесных почвах, а также черноземах оподзоленных, выщелоченных и типичных определение содержания подвижных форм фосфора проводится по методу Чирикова (ГОСТ 26204-91).
Результаты и обсуждение. Основатель отечественной агрохимической школы академик Д.Н. Прянишников в первой половине прошлого века писал, что в черноземах имеется «. большой запас азота, пока хватит и калия: нужно добавить только один элемент - фосфор, чтобы обновить чернозем, истощенный многовековой культурой без удобрений».
По результатам первого цикла сплошного агрохимического обследования в пахотных почвах Центральночерноземных областей было зафиксировано минимальное средневзвешенное содержание подвижных форм фосфора. Величина этого показателя изменялась в пределах 46.77 мг/кг (табл. 1), что было основным агрохимическим фактором, лимитирующим урожайность сельскохозяйственных культур.
Наиболее низкая средневзвешенная концентрация подвижного фосфора отмечалась в почвах Липецкой (46 мг/кг) и Белгородской (55 мг/кг) областей. Доля почв с низкой обеспеченностью подвижным фосфором в этих регионах составляла соответственно 57,0 и 46,6 %.
Средневзвешенное содержание подвижного фосфора в почвах Тамбовской области было равно 64 мг/кг а в Курской области - 77 мг/кг В этих субъектах Федерации преобладали пахотные почвы, характеризовавшиеся средней обеспеченностью подвижным фосфором, доля почв с низкой обеспеченностью в Тамбовской области составляла 37,0 %, а в Курской - 24,1 %.
Одно из основных условий устойчивости агроландшафтов - регулирование биологического круговорота веществ. Нарушение баланса биогенных элементов в земледелии ведет к ее снижению. По мнению Д.Н. Прянишникова, для обеспечения систематического роста урожаев необходимо возвращать в почву 100 % фосфора.
На протяжении 1964-1990 гг поступление фосфора с удобрениями систематически увеличивалось. В годы первого цикла обследования в Белгородской и Липецкой областях с удобрениями вносили соответственно 17,1 и 13,6 кг/га этого элемента. Наибольшее поступление фосфора в агроландшафты Белгородской и Курской областей наблюдалось в 1984-1989 гг - 61,5 и 52,0 кг/га, в Липецкой области в 1990-1993 гг - 71,0 кг/га, в Тамбовской области в 1985-1990 гг - 45,7 кг/га (табл. 2). Расчеты показывают, что с середины семидесятых и до девяностых годов прошлого века его баланс в земледелии ЦЧР был положительным. Практически в эти годы фосфорные удобрения на большинстве площадей вносили «в запас» [5, 6]. Использование фосфорных удобрений на черноземных почвах приводит к накоплению метастабильных фосфатов кальция и железа.
Таблица 2. Поступление фосфора в агроланд-
шафты с удобрениями, кг д.в./га
Цикл Годы Минеральные удобрения Органические удобрения Все- го
Белгородская область
I 1964-1970 12,3 4,8 17,1
II 1971-1975 15,0 5,8 20,8
III 1976-1983 23,0 9,0 32,0
IV 1984-1989 47,0 14,5 61,5
V 1990-1994 40,0 13,0 53,0
VI 1995-1999 12,0 6,0 18,0
VII 2000-2004 9,2 2,5 11,7
VIII 2005-2009 20,0 2,5 22,5
Курская область
I 1964-1970 н.д. н.д. н.д.
II 1971-1975 н.д. н.д. н.д.
III 1976-1983 24,8 7,2 32,1
IV 1984-1989 41,3 10,7 52,0
V 1990-1994 31,2 7,7 38,9
VI 1995-1999 3,9 2,9 6,8
VII 2000-2004 5,9 1,4 7,3
Липецкая область
I 1964-1969 11,0 2,6 13,6
II 1970-1975 12,9 3,8 16,7
III 1976-1981 22,2 6,0 28,2
IV 1982-1986 38,2 9,5 47,7
V 1987-1989 53,2 10,9 54,1
VI 1990-1993 58,9 12,1 71,0
VII 1994-1997 7,9 5,0 12,9
VIII 1998-2002 5,4 2,6 8,0
IX 2003-2007 17,4 3,7 21,1
Тамбовская область
I 1964-1970 н.д. н.д. н.д.
II 1971-1977 11,1 2,8 13,9
III 1978-1984 22,5 7,1 29,6
IV 1985-1990 37,9 7,8 45,7
V 1991-1995 6,4 4,7 11,1
VI 1996-2002 0,7 2,0 2,7
VII 2003-2009 4,8 0,9 5,7
Эти формы обладают большей, чем природные фосфаты, растворимостью, которая сохраняется долгое время, чем и объясняется повышение содержания усвояемой фосфорной кислоты и длительное последействие удобрений. Наибольшие значения средневзвешенного содержания подвижных форм фосфора в почвах зафиксированы в Белгородской и Курской областях в 1995-1999 гг - 131 и 139 мг/кг соответственно, в Липецкой области в 1994-1997 гг - 103 мг/кг в Тамбовской области в 1996-2002 гг - 95 мг/кг В этот период более половины обследованных площадей относилось к категориям со средней и повышенной обеспеченностью подвижными фосфатами.
С девяностых годов прошлого века и до сих пор поступление этого элемента с удобрениями снизилось в несколько раз. Минимальная величина этого показателя по циклам агрохимического обследования в Белгородской области пришлась на 2000-2004 гг - 11,7 кг/га, в Курской на 1995-
— Достижения науки и техники АПК, №05-2011
1999 гг - 6,8 кг/га, в Липецкой на 1998-2002 гг. - 8,0 кг/га, в Тамбовской на 1996-2002 гг. - 2,7 кг/га. В результате во всех областях зафиксировано снижение средневзвешенного содержания подвижного фосфора в пахотных почвах, по сравнению с максимальным уровнем, на 5.15 мг/кг По результатам последних завершенных циклов агрохимического обследования самое высокое средневзвешенное содержание подвижных форм фосфора зафиксировано в почвах Курской - 133 мг/кг и Белгородской обла-
стей - 116 мг/кг, в Липецкой и Тамбовской областях оно составляет соответственно 91 и 90 мг/кг [7, 8].
Выводы. Таким образом, материалы агрохимического обследования свидетельствуют о том, что на современном этапе обеспеченность пахотных почв ЦЧР подвижным фосфором снижается. Причина этого - его отрицательный балансе. Тем не менее, средневзвешенное содержание подвижного фосфора в почвах Курской и Белгородской областей пока остается на уровне близком к оптимальному.
Литература.
1. Панников В.Д., Минеев В.Г. Почва, климат, удобрение и урожай. - М.: Колос, 1977. - 416 с.
2. Акулов П.Г. Воспроизводство плодородия и продуктивность черноземов. - М.: Колос, 1992. - 223 с.
3. Лукин С.В., Соловиченко В.Д. Результаты мониторинга плодородия почв государственного заповедника «Белогорье»//Достижения науки и техники АПК. -2008. - №8 - С. 15-17.
4. Медведев В.В. Мониторинг почв Украины. - Харьков: ПФ «Антиква», 2002. - 428 с.
5. Лукин С.В., Авраменко П.М. Закономерности изменения содержания подвижного фосфора и обменного калия в почвах Белгородской области// Агрохимия. - 2007. - №6. - С. 22-26.
6. Лукин С.В., Корнейко Н.И. Мониторинг плодородия пахотных почв Белгородской области//Землеустройство, кадастр и мониторинг земель. -2008. - №4. - С.42-46.
7. Сискевич Ю.И. Агрохимический мониторинг при кадастровой оценке пахотных земель в зонах интенсивного земледелия. Автореф. дис. . канд. с.-х. наук. - Воронеж: ВГПУ, 2007. - 22 с.
8. Юмашев Н.П., Трунов И.А. Почвы Тамбовской области. - Мичуринск-Наукоград РФ: Изд-во Мичурин. гос. агр. ун-та, 2006. - 216с.
ROLE OF PHOSPHORUS IN AGRICULTURE IN CENTRAL CHERNOZEM REGION P.A. Chekmarev, S.V. Lukin, Yu.I Siskevich, N.P. Yumashev, A.N. Khizhnyakov
Summary. The patterns of mobile phosphorus content changes in the arable soils of Central chernozem region over the past 45 years of their agricultural use are analyzed. Subsequent to the results of the first cycle of continuous agrochemical inspection (1964-1970) the minimal weight average content of mobile forms of phosphorus is fixed in the arable soils of Central chernozem region. It changes within 46...77 mg/ kg, which was the main agrochemical factor limiting crop yield.
Since the mid-seventies and to the nineties last century the balance of this element in the agriculture of CCR was positive due to its high flow with fertilizers (45.7.71.0 kg/ha). In the issue the maximum weight average contents of mobile forms of phosphorus were registered in Belgorod and Kursk regions in 1995-1999 (131 and 139 mg/kg correspondingly), in Lipetsk region in 1994-1997 (103 mg/kg), in Tambov region in 19962002 (95 mg/kg). In this period more than half of the examined lands belonged to ones with medium and higher provision of its mobile forms. Since the nineties of last century and up to date the inflow of this element decreased several times. The minimal value of this index in cycles of agrochemical monitoring in different regions varied from 2.7 to 11.7 kg/ha. Consequently the increase in the weight average content of mobile phosphorus in arable soils is fixed as compared with the maximum level by 5.15 mg/kg. According to recent complete cycles of agrochemical monitoring in soils of Kursk region it is 133 mg/kg, Belgorod region - 116 mg/kg, Lipetsk one - 91 mg/kg, Tambov one - 90 mg/kg.
In general on the modern stage the provision of arable soils in CCR with mobile phosphorus decreases, however, its weight average content in soils of Kursk and Belgorod regions still remains on the level close to optimal one.
УДК 631.811:633.14
УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ОЗИМОЙ РЖИ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ В СЕВООБОРОТЕ НА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ СРЕДНЕСУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЕ
А.М. КОНОВА, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией Смоленский НИИСХ
Л.М. ДЕРЖАВИН, доктор сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией
Л.Н. САМОЙЛОВ, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник
ВНИИА им. Д.Н.Прянишникова E-mail: smniish@yandex.ru
Резюме. Изучение влияния возрастающих доз минеральныхудо-брений и ихразличныхсочетаний на продуктивность озимой ржи на среднесуглинистой дерново-подзолистой почве в условиях Смоленской области показало, что получение наибольшей продуктивности озимой ржи возможно при благоприятных условиях 1987 и
2009 гг. в вариантах с внесением 40.60 кг/га азота и содержанием в пахотном слое 100...150 мг Р2О5 и 50...80мг К2О на 1 кг почвы. Дальнейшее увеличение доз азотныхудобрений и запасов подвижного фосфора в почве было нецелесообразным. Снижение урожайности озимой ржи в 1988, 1989 и 2008 гг. связано с неблагоприятным воздействием погодных условий на выполненность зерна. Качество зерна озимой ржи определялось дозами азотных удобрений и погодными условиями в период налива и созревания. С увеличением доз азота до 160 кг/га содержание сырого белка в зерне повышалось на 22,2 %.
Установлено, что между содержанием сырого белка в зерне озимой ржи и количеством общего азота в растениях в начальные фазы их развития существует тесная корреляция. Полученные уравнения регрессии позволяют прогнозировать вероятный уровень белковости зерна.
Ключевые слова: озимая рожь, минеральные удобрения, севооборот, урожайность, качество, дерново-подзолистые среднесуглинистые почвы.
