CC BY
25
УДК 631.417 (470.32)
ГУМУСОВОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧВ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНОЗЕМЬЯ И ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЕГО СОДЕРЖАНИЯ
НЕДБАЕВ ВН.,
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент ФГБОУ ВО Курская ГСХА. МАЛЫШЕВА Е.В.,
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент ФГБОУ ВО Курская ГСХА.
Реферат. Для определения гумусового состояния почв Центрального Черноземья и путей повышения его содержания проведены пятнадцатилетние исследования. Приведена структура почвенного покрова Центрального Черноземья и его гумусовое состояние. Показана сущность деградационных процессов пахотных земель и определены основные причины явления. Показаны основные направления повышения почвенного плодородия. Почвенный покров пахотных земель Центрального Черноземья представлен черноземами выщелоченными и оподзоленными, площадь которых составляет 4424 тыс. га (41,3 %), черноземами типичными - 3728 тыс.га (34,8 %), черноземами обыкновенными - 1560 тыс.га(14,6 %), черноземами южными 42 тыс.га (0,4 %), серыми лесными - 756 тыс.га (7 %) и прочими почвами 195 тыс.га (1,9 %). Содержание гумуса в серых лесных почвах составляет 2,65 %, а в черноземах 5,8 % [1]. Продовольственная безопасность Центрально-Черноземного региона находится в прямой зависимости от интенсивности и устойчивости системы земледелия, главным звеном которой является почвенный покров. Почва-основа существования человека и поэтому охрана почвенных ресурсов и повышение их плодородия актуальная проблема современности. Деградация почвенного плодородия обострилась с того момента, как требованиями почвоохранных технологий, содержащихся в составленных Роскомземом в 80-х - 90-х годах проектах внутрихозяйственного землеустройства, стали повсеместно пренебрегать. В результате распаханность территорий увеличилась до 65 %, а использование тяжёлой сельскохозяйственной техники привело к усилению физической деградации (водная и ветровая эрозия, обесструктури-вание и переуплотнение, переувлажнение). Проведенные исследования в трех ротациях пятипольного севооборота (15 лет) показали, что внесение дефеката на темно-серой лесной оподзоленной почве повышает содержание органического вещества и улучшает eё агрогенетические свойства.
Ключевые слова: почва, плодородие, гумус, деградация, эрозия, химическая мелиорация.
HUMUS SOIL CONDITION OF THE CENTRAL BLACK EARTH REGION AND WAYS TO INCREASE ITS CONTENT
NEDBAEV V.N.,
candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor of FSBEI HE Kursk State Agricultural Academy. MALYSHEVA E.V.,
candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor of FSBEI HE Kursk State Agricultural Academy.
Essay. To determine the humus state of the soils of the Central Black Soil Region and ways to increase its content, fifteen-year studies have been conducted. The structure of the soil cover of the Central Chernozem region and its humus state are given. The essence of degradation processes of arable lands is shown and the main causes of the phenomenon are determined. The main directions of increasing soil fertility are shown. The soil cover of arable land of the Central Chernozem region is represented by leached and podzolized chernozem, the area of which is 4,424 thousand hectares (41,3 %), typical chernozems - 3,728 thousand hectares (34.8 %), and chernozem ordinary - 1,560 thousand ha (14, 6 %), southern chernozem 42 thousand hectares (0.4 %), gray forest - 756 thousand hectares (7 %) and other soils 195 thousand hectares (1,9 %). The humus content in gray forest soils is 2,65 %, and in chernozem 5.8 % [1]. Food security of the Central Black Earth region is directly dependent on the intensity and sustainability of the farming system, the main element of which is the soil cover. The soil is the basis of human existence and, therefore, the protection of soil resources and increasing their fertility is an urgent problem of our time. The degradation of soil fertility has become aggravated since the requirements of the soil-protection technologies contained in the on-farm land management projects compiled by Roskomzem in the 1980s-1990s have been neglected everywhere. As a result, the plowing of the territory increased to 65%, and the use of heavy agricultural machinery led to increased physical degradation (water and wind erosion, decompression and multiplexing, over-wetting). Studies conducted in three rotations of a five-field crop rotation (15 years) showed that the introduction of a defecate on dark gray forest podzolized soil increases the organic matter content and improves its agrogenetic properties.
Keywords: soil, fertility, humus, degradation, erosion, chemical reclamation
Введение. На территории Центрального Черноземья около 450 тыс.га (43,2 %) площади сельхозугодий подвержено эрозии, т.е. фактически каждый третий гектар пашни является эродированным. В настоящее время скорость прироста эродированных почв составляет от 0,4 до 1 % в год. В результате физической деградации происходит смыв верхнего плодородного слоя почвы и резкое снижение органического вещества-гумуса.
Физико-химическая деградация приводит к повышению гидролитической кислотности почвы и, как следствие, к разрушению структуры и дегуми-фикации. Доля кислых почв в Центральном Черноземье за последние 30 лет увеличилась с 30 % до 60 % [2].
Деградационные процессы снизили продуктивность значительной площади сельскохозяйственных земель, существенно нарушили длительные экологические связи, изменили водный баланс территории.
Решить указанные проблемы, или хотя бы уменьшить негативный эффект от них, можно посредством интенсификации земледелия. Но и в этом мы сталкиваемся со значительными трудностями, в том числе и с разрушительной политикой в области химической мелиорации. Площадь произвесткованных кислых почв за тот же период сократилась более чем в 23 раза - с 4,7 млн. га в 1990 году до 0,2 в 2018 году [3].
Не лучше обстоят дела и с питательным режимом почв. Количество вносимых минеральных удобрений с 1991 года непрерывно сокращается. К 2018 году этот показатель снизился в 5 раз. Одновременно удельный вес площади удобренной минеральными удобрениями в объеме всей посевной площади уменьшился с 65 % до 50 %.
Получается парадоксальная ситуация - Россия производит 18 млн. т. минеральных удобрений (действующего вещества) в год, но использует от этих объемов в своем сельском хозяйстве лишь 10 %, а остальное отправляет на экспорт [4].
Аналогичная ситуация и с органическими удобрениями. Объемы их внесения с 1990 года сократились более чем в 6 раз. До настоящего времени данный вопрос не включен в соответствующий целевой показатель Государственной программы развития сельского хозяйства.
Органические удобрения и химические мелиоранты образуют устойчивые коллоиды, которые образуют агрономически ценную (водопрочную) структуру, изменяя агрогенетические свойства почвы.
По выражению К.К. Гедройца «на известкование нельзя смотреть лишь как на меру поднятия урожайности почвы, значение его гораздо шире. Углекислый кальций внесенный в почву в достаточном количестве (во всяком случае в количестве большем, чем это нужно для создания оптимальных условий урожайности), предохраняет почву от неминуемого в противном случае разрушения и именно наиболее
ценной части почвы-поглощающего комплекса» [5].
Следовательно, основным направлением повышения почвенного плодородия является оптимизация гумусного состояния почв региона под влиянием химической мелиорации.
Материал и методика исследования. Экспериментальная часть исследований была выполнена на темно-серой лесной оподзоленной среднесуглини-стой почве в АО «Учебно-опытное хозяйство «Зна-менское» Курской области. Опыты проводили в зерно-пропашном пятипольном севообороте в течение трех ротаций. Содержание гумуса в пахотном слое почвы составляет 2,65 %, рН(кс1) - 5,4, Нг 5,2 мг-экв. на 100 г почвы, степень насыщения основаниями -87 %, щелочногидролизуемого азота - 78 мг/кг по Корнфильду, подвижного фосфора (Р2О5) - 80 мг/кг и обменного калия (К2О) - 100 мг/кг почвы по Кирсанову [6].
Для проведения химической мелиорации в опыте использовали два химических мелиоранта.
1. Дефекат Золотухинского сахарного завода трехлетнего хранения, который содержит 70 % Са-СО3, 14 % органических веществ, 0,8 % азота, 0,6 % Р2О5, 0,4 % К2О. Агрохимический анализ химического мелиоранта показывает, что дефекат представляет собой не только кальцийсодержащее соединение, но и практически органо-минеральное удобрение. В Центрально-Черноземной свеклосеющей зоне ежегодно на 16 сахарных заводах накапливается до 50 млн. тонн органоминерального фильтрационного осадка - дефеката. Этого количества достаточно для ежегодного известкования 5-8 млн. га пашни
2. Фосфоритная мука полученная из фосфорито-носных желваковых месторождений ЦентральноЧерноземного региона. Они представлены фосфоритами песчаного типа из которых путем размола получается перспективное фосфорное и известковое удобрение. Возобновление добычи фосфоритов в частности в Курской области и их применение в качестве химического мелиоранта в дозе 2-3 т/га (Щигров-ское месторождение является четвертым в России по запасам фосфоритов) позволит сократить площадь пахотных почв с низким содержанием подвижного фосфора на 70-80 % и повысить средневзвешенное его содержание на 50-60 мг на кг почвы. Фосфоритная мука оказывает нейтрализующее действие на кислотность почвы, так как в её составе фосфор находится в виде трехзамещенного фосфата кальция-Са3(РО4)2. Использование её повышает степень насыщенности почвы основаниями, тем самым снижая актуальную кислотность и содержание алюминия.
Схема опыта и методика проведения исследований. В опыте изучались разные дозы дефеката, рассчитанные по полной гидролитической кислотности и рН(кй), внесенные в чистом виде, и совместно с фосфоритной мукой (мелиоративная смесь) один раз за ротацию с использованием картограмм агрохимического обследования.
Таблица 1 - Агрохимические показатели темно-серой оподзоленной почвы по различным вариантам полевого опыта, 2008-2018 г._
Варианты опыта рНка Нг А1 Кмин Р2О5 К2О Гумус, %
мг-экв. на100 г почвы мг. на 100 г почвы
1. Контроль (без мелиорации) 5,4 5,20 0,28 7,8 8,0 10,0 2,65
2. Дефекат,6 т/га 6,3 3,10 0,08 10,6 14,0 14,6 3,75
3. Дефекат, 3 т/га + фос-мука3 т/га 6,2 3,10 0,08 10,8 16,7 15,3 3,80
Таблица 2 - Влияние химической мелиорации на содержание и гумифицированность (%) органиче-
ского вещества в темно-се рой лесной почве
Вариант опыта Гумус, % (ГВ), % Детрит Д, % ГВ:Д Степень разложения ОВ, %
1. Контроль (без мелиорации) 2,65 1,9 0,75 2,53 72,2
2. Дефекат, 6 т/га 3,75 2,80 0,95 2,94 75,7
3. Дефекат, 3 т/га + фосмука 3 т/га 3,80 2,6 1,20 2,17 76,8
Варианты опыта
1. Контроль (без химической мелиорации)
2. Дефекат 6т/га
3. Дефекат 3 т/га + фос. мука 3т/га
В 2003 году при закладке опыта химические мелиоранты были внесены осенью под зяблевую вспашку в первом поле пятипольного севооборота. В последующие две ротации севооборота, то есть в 2008 и 2013 годах проведено повторное известкование и совместное применение известкования и фос-форитования.
Результаты исследования. Перед закладкой опыта были отобраны почвенные образцы по вариантам, в которых определялись два вида кислотности (обменная и гидролитическая), содержание алюминия, доступных КРК и общего гумуса (таблица 1).
Известкование уже к концу первой ротации севооборота снизило показатели гидролитической кислотности до 3,1 мг-экв /100 г почвы, а обменная кислотность увеличилась с 5,4 до 6,3. Содержание подвижного алюминия снизилось на известкованных вариантах более чем в три раза. При внесении извести увеличивается количество микроорганизмов и повышается содержание доступного растениям азота (таблица 1).
Содержание гумуса в пахотном слое почвы на контрольном варианте составило 2,6 %. Положительное действие химических мелиорантов на гу-мусное состояние почв заключается в том, что кальций предотвращает вымывание гумуса в нижние слои почвы и создает благоприятные условия для разложения растительных остатков и их гумификацию, вследствие этого замедляются процессы минерализации. Происходит объединение частичек почвы в мелкие агрегаты, что улучшает ее агрофизические свойства и структуру [7]. Содержание гумуса на вариантах с внесением дефеката и фосфоритной муки за 15 лет увеличилось на 1,10 % и 1,15 % соответственно.
Действие кальцийсодержащих соединений (дефеката и фосфоритной муки) многогранно, что приводит к коренному улучшению почв подзолистого ряда. Кальций активизирует полезную почвенную микрофлору, способствует образованию и закреплению гумуса в почве, улучшает ее агрофизические свойства, положительно влияет на физиологическое равновесие почвенного раствора и т.д. Высокая степень минерализации органического вещества не снижает скорости и емкости круговорота веществ и энергии в агроценозе [8].
Фосфоритная мука при известковании кислых почв за три ротации севооборота способствует повышению доступного фосфора в почве с 9,0 до 16,7 мг. на 100 г почвы. Совершенно очевидно, что фосфоритная мука на кислых почвах с низким содержанием фосфора по эффективности близка к суперфосфату. Нами рекомендовано для производственных условий внесение фосфоритной муки в дозе 3 т/га как наиболее эффективной и экономически выгодной. Очевидно и другое. Создание оптимального фосфатного режима увеличивает содержание минерального азота и обменного калия.
Результаты полевого опыта (2003-2018 гг.) показали, что внесение в почву извести в виде дефеката в сочетании с фосфоритной мукой способствует получению урожайности озимых зерновых 50-60 ц/га, ячменя 45-50 ц/га, сои 28-30 ц/га, кукурузы на зерно 75-80 ц/га [9, 10].
Вывод. Повышенная эффективность совместного использования в условиях кислых почв фосфоритной муки и извести по сравнению с внесением только извести происходит в результате не только снижения кислотности, но и улучшения питательного режима темно-серой лесной оподзоленной почвы. Высокая степень минерализации органического вещества (биоса) в этих условиях способствует увеличению содержания гумуса в пахотных почвах и повышению их плодородия.
Список использованных источников
1. Черкасов Г.Н., Масютенко Н.П., Чуян О.Г. Проблемы почвенных ресурсов Центрального Черноземья // Актуальные проблемы почвоведения, экологии и земледелия (материалы научно-практической конференции Курского отделения межрегиональной общественной организации «Общество почвоведов имени В.В.Докучаева», г. Курск, декабрь 2010 г.) - Курск. ГНУ ВНИИЗ и ЗПЭ РАСХН, 2010. - С. 3-7.
2. Доклад о состоянии и использовании земель сельскохозяйственного назначения. - М.: ФГНУ «Ро-синформагротех», 2014. - 176 с.
3. Шильников И.А., Аканова Н.А., Темников В.Н. Значение известкования и потребность в известковых удобрениях // Агрохимический вестник. - 2008. - № 6. - С. 28-31.
4. Алейников Д.П. А готово ли наше сельское хозяйство использовать минеральные удобрения? // Экономика сельскохозяйственных и перерабатывающих предприятий. - 2009. - № 1. - С.6-11.
5. Гедройц К.К. Учение о поглотительной способности почв. - М.; Л.: Сельхозгиз, 1932. - 201 с.
6. Недбаев В.Н. Органическое вещество как показатель эволюции темно-серой лесной оподзоленной почвы Центрального Черноземья
7. Эффективность мелиоративной смеси на темно-серой лесной почве юго-западной Лесостепи России / В.Д. Муха, О.Н. Мирошниченко, В.Н. Недбаев, С.И. Худяков // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2014. - № 1.- С. 27-28.
8. Муха В.Д. Естественно-антропогенная эволюция почв (общие закономерности и зональные особенности). - М.: КолосС, 2004. - 271 с.
9. Окультуривание зональных почв Черноземья отходами свеклосахарного производства / И.Я. Пи-горев, Н.В. Беседин, В.Н. Недбаев, Е.В. Малышева // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2017. - № 1. - С. 27-28.
10. Муха В.Д., Пигорев И.Я. , Худяков С.И. и др. Патент на изобретение № 2487106 «Способ химической мелиорации серых лесных почв» от 10.07.2013 г.
11. Долгополова Н.В. Факторы плодородия в биологическом земледелии лесостепи Центрального Черноземья // Региональный вестник. - 2016. - № 2(3). - С. 27-29.
12. Анализ динамики регионального развития экосистем / С.Н. Волкова, Е.Е.Сивак, М.И. Пашкова и др. // Региональный вестник. - 2016. - № 1. - С. 33-36.
13. Долгополова Н.В., Широких Е.В. Состав органического вещества в профиле чернозема типичного Стрелецкого заповедного участка // Региональный вестник. - 2016. - № 1. - С. 25-27.
List of used sources
1. Cherkasov G.N., Masyutenko N.P., Chuyan OG Problems of soil resources of the Central Chernozem Region // Actual problems of soil science, ecology and agriculture (materials of the scientific and practical conference of the Kursk branch of the interregional public organization "Society of Soil Scientists named after VV Dokuchaev, Kursk, December 2010) - Kursk. GNU VNIIZ and ZPE of the RAAS, 2010. - P. 3-7.
2. Report on the state and use of agricultural land. - M.: FGNU "Rosinformagrotekh", 2014. - 176 p.
3. Shilnikov I.A., Akanova N.A., Temnikov V.N. The value of liming and the need for lime fertilizers // Ag-rochemical Bulletin. - 2008. - № 6. - P. 28-31.
4. Aleinikov D.P. Is our agriculture ready to use mineral fertilizers? // Economics of agricultural and processing enterprises. - 2009. - № 1. - С.6-11.
5. Gedroits K.K. The doctrine of the absorption capacity of the soil. - M.; L .: Selkhozgiz, 1932. - 201 p.
6. Nedbaev V.N. Organic matter as an indicator of the evolution of dark-gray forest podzolized soil of the Central Chernozem Region.
7. Efficiency of ameliorative mixture on the dark-gray forest soil of the south-western Forest-Steppe of Russia / V.D. Mukha, O.N. Miroshnichenko, V.N. Nedbaev, S.I. Khudyakov // Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy. - 2014. - № 1. - P. 27-28.
8. Mucha V.D. Natural anthropogenic evolution of soils (general laws and zonal features). - M.: KolossS, 2004. - 271 p.
9. Cultivation of zonal soils of Chernozem region with beet sugar production / I.Ya. Pigorev, N.V. Besedin, V.N. Nedbaev, E.V. Malysheva // Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy. - 2017. - № 1. - P. 27-28.
10. Mukha V.D., Pigorev I.Ya., Khudyakov S.I. and other. Patent for invention No. 2487106 "Method of chemical melioration of gray forest soils" dated July 10, 2013.
11. Dolgopolova N.V. Fertility factors in biological agriculture of the forest-steppe of the Central Chernozem Region // Regional Bulletin. - 2016. - № 2 (3). - P. 27-29.
12. Analysis of the dynamics of the regional development of ecosystems / S.N. Volkova, E.E.Sivak, M.I. Pashkova et al. // Regional Bulletin. - 2016. - № 1. - P. 33-36.
13. Dolgopolova N.V., Shirokikh E.V. The composition of organic matter in the black soil profile of a typical Streletsky protected area // Regional Bulletin. - 2016. - № 1. - P. 25-27.
