CC BY
119
Вестник РГАТУ, № 3 (35), 2017
i fosfomyh udobrenij/ 1.Л. SHil'nikov, N.1. Akanova, L.B. CHemyshkova //РЫогосИе. 2014. №4(79). S. 21-23.
5. Cvej YA.P. Vliyanie sevooborotov/sistemy иСоЬгещ па fosfatnyjrezhimchemozema vyshchelochennogo /.У.У. IVап/па, Е.Т. Ре^а, ШР. Dubovyj//Zemledel/e. 2014. №2. S. 17-20.
6. Andr/anov S.N. Form/rovan/e fosfatnogo rezh/ma demovo-podzol/styh pochv V raznyh s/stemah иСо^еп^а. - М.: VNIIA, 2004. - 296 s.
7. Sushen/ca ВЛ. Fosfatnyj uroven' pochv / едо regul/rovan/e. - М.: Ко2007. - 376 s.
8. ВеккеП Р, Н.Т., т/е R.E. РШ and So/l. 1964. V. 21. № 3. R. 253.
УДК 631.4
ИЗМЕНЕНИЕ АГРОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ В ПРОЦЕССЕ ДЛИТЕЛЬНОГО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
УШАКОВ Роман Николаевич, д-р с.-х. наук, профессор, Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева, r.ushakov1971@mail.ru
НЕФЕДОВ Александр Васильевич, канд. с.-х. наук, ст. научн. сотр. аналитической лаборатории ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова», a.v.nefedov@ yandex.ru
ИВАННИКОВА Наталья Александровна, научн. сотр. аналитической лаборатории ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова», a.v.nefedov@ yandex.ru
Цель исследования - выявить изменения в дерново-подзолистых почвах при длительном сельскохозяйственном использовании для выработки рекомендаций по дальнейшему их использованию. Длительное освоение сельскохозяйственных земель на фоне неблагоприятных экологических воздействий может привести к нежелательным процессам в почвах или даже к деградации почвенного покрова. Поэтому возникает необходимость изучения текущих изменений в почвах и на их основе разработки прогнозных оценок, сценариев состояний почв. В основу методологии исследований положен системный подход. На основе архивных данных Рязанского филиала Центргипрозем, периодических обследований станцией агрохимической службы «Рязанская», анализов Мещерского филиала ФГБНУ «ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова», опубликованных в отчетах, научных публикациях, изучены изменения характеристики дерново-подзолистых песчаных почв за 25-летний период. Агрохимические и водно-физические свойства почвы определялись по общепринятым методикам. По результатам исследований установлены различия в плодородии дерново-подзолистых почв в зависимости от способов их использования. Внесение органических и минеральных удобрений, известкование на орошаемой пашне приводит к увеличению содержания подвижного фосфора в 1,4-2 раза, подвижного калия - в 4,1-13,6 раза, суммы поглощенных оснований - в 2,3-5 раз, степени насыщенности почвы основаниями - в 2- 2,8 раза, снижению кислотности - на 0,9-1,9 ед. рН
Отсутствие удобрений на пастбищах ухудшает плодородие дерново-подзолистых песчаных почв, т.к. содержание гумуса уменьшается в 2,2 раза, подвижного фосфора - в 2,5 раза; одновременно увеличивается кислотность.
Ключевые слова: дерново-подзолистые почвы, осушение, орошение, пашня, пастбище, мелиоративные системы, агрохимические свойства.
Введение
Начиная с 1980-1985 годов при обосновании мелиорации сельскохозяйственных земель стали учитывать не только увеличение урожайности и объемов производства сельскохозяйственной продукции, но и требование сохранения плодородия почв, рационального использования и охраны других природных ресурсов [1, 2].
Детальный учет природных условий территорий на любых уровнях особенно важен в настоящее время, когда использование материально-технических ресурсов ограничено, а формирование
благоприятных условий для сельскохозяйственного производства за счет антропогенного воздействия затруднено. Поэтому особую актуальность приобретают проблемы адаптации сельскохозяйственного производства к конкретным условиям с целью ведения хозяйства с большей экономической эффективностью. Стала очевидной необходимость более эффективного учета и оценки состояния земель сельскохозяйственного назначения. Такой учет может быть осуществлен в рамках почвенно-агроэкологического районирования территории. Под почвенно-агроэкологическим
© Ушаков Р. Н., Нефедов А. В., Иванникова Н. А., 2017г.
Сельскохозяйственные науки
Я
районированием понимается подразделение территории по комплексу параметров, характеризующих современное состояние агроэкосистем с учетом природных и антропогенных воздействий, обуславливающих трансформацию этих систем. Целью такого районирования является отражение объективной информации о почвенно-сельско-хозяйственных ресурсах, прогноз их изменения с учетом меняющейся экологической обстановки.
Объекты и методы Территория землепользования ОПХ «Полково» находится в южно-таежной подзоне дерново-подзолистых почв среднерусской почвенной провинции и расположена на второй надпойменной террасе реки Оки при переходе Мещерской низменности в пойму реки. Основной массив представляет собой слегка возвышенное довольно выровненное плато с небольшими понижениями и повышениями. В центре этого плато у села Полково расположены два пруда на месте бывшего болота; вода, накопленная в них, использовалась для полива. В южной части основного массива с востока на запад пролегает обширное лощинообразное понижение, так называемое урочище «Тинки», по центру которого проходит магистральный осушительный канал с затворами для двойного регулирования.
Заболачивание участка было обусловлено пониженным рельефом, близким залеганием грунтовых вод и затрудненным поверхностным стоком атмосферных и паводковых вод. По гранулометрическому составу, пищевому, тепловому и водному режимам почв участок является типичным для Мещерской низменности. Почвообразующими породами на территории хозяйства являются древне-аллювиальные пески. Гранулометрический состав преобладает песчаный и супесчаный. Окраска характеризуется пестротой. Не оглеенные отложения имеют светло-желтый, желто-бурый цвет, с оглиением в окраске появляются ржавые и сизые тона. Почвы хорошо водопроницаемые и обладают низкой влагоемкостью. Часто наблюдаются в толще песчаных и супесчаных отложений на различной глубине глинистые и суглинистые прослойки, как правило, сильно оглеенные, имеющие ржаво-буро-сизый цвет. Исследуемая территория (рис. 1) находится в области Московского артезианского бассейна. Водоупорными являются глины верхнеюрского и каменноугольного возраста (ро-стиславльский и верейский водоупоры). Водовме-щающими породами являются пески светло-серые с желтым оттенком, средне и мелко-тонкозернистые, местами глинистые.
Рис. 1 - Схема гидрогеологического разреза (восток-запад) территории региона, включающего в центральной части водосборный участок урочища «Тинки»
Цель нашего исследования - выявить изменения агрохимических свойств дерново-подзолистых песчаных почв при длительном использовании в сельском хозяйстве для выработки рекомендаций при дальнейшем их использовании.
Изучение тенденции изменения характеристики дерново-подзолистых песчаных почв за период наблюдений 1978-2003 годы составлен на основе: архивных данных Рязанского филиала Центрального Государственного проектного института по землеустройству (Центргипрозем); периодических обследований станцией агрохимической службы «Рязанская»; анализов Мещерского филиала ФГБНУ «ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова» опубликованных в отчетах, статьях и других документах. Методы, использованные для определения агрохимических и водно-физических свойств почвы: рН (КС1), ед. рН по ГОСТ 26483-85; гидролитическая кислотность, ммоль/100г почвы - ГОСТ 26212-91; подвижный калий, мг/кг - ГОСТ 54650-2011; подвижный фосфор, мг/кг - ГОСТ 54650-2011; органи-
ческое вещество, % - ГОСТ 26213-91; сумма поглощенных оснований, ммоль/100г почвы - ГОСТ 27821-88; гранулометрический состав определялся по общепризнанной методике.
Результаты и обсуждения Почвы экспериментальных участков являются характерным примером дерново-подзолистых песчаных и супесчаных почв Мещерской низменности. На рисунке 2 представлена картосхема расположения участков и разрезов. Почвенный покров разнообразный. Основные типы почв представлены дерново-подзолистыми и торфяными почвами. Нами были выбраны три участка дерново-подзолистых почв: участок 1 - дерново-глубоко подзолистые песчаные на древнеаллювиальных песках; участок 2 - дерново-глубоко подзолистые слабо глееватые песчаные на древнеаллювиальных песках; участок 3 - дерново-глубоко подзолистые глееватые песчаные на древнеаллювиальных песках.
Рис. 2 - Картосхема территории землепользования ОПХ «Полково» с расположением экспериментальных участков и разрезов
Агрохимические свойства и гранулометрический состав почв экспериментальных участков представлен в таблицах 1 и 2
Таблица 1 - Агрохимические свойства почв по данным 2003 года
Горизонт Глубина взятия образца, рН Гумус, % Р2О5 под-вижн. К2О под-вижн. Гидролитическая кислотность Сумма поглощенных оснований в ммоль/100 г почвы
см в мг на 1 кг почвы в ммоль/100 г почвы
Участок 1 Дерново-глубоко подзолистые песчаные на древнеаллювиальных песках
А1 1 - 15 4,2 0,4 20 26 2,5 1,2 32,4
Участок 2 Дерново-глубоко подзолистые слабо глееватые песчаные на древнеаллювиальных песках
Ап 0 - 25 5,1 0,8 >250 103 1,6 4,0 71,4
А2В 40 - 50 4,2 0,3 112,5 73 1,4 2,4 63,2
ВС 80 - 90 4,4 0,2 75 70 0,7 2,0 74,1
С 110 - 120 4,2 - - - - - -
Участок 3 Дерново-глубоко подзолистые глееватые песчаные на древнеаллювиальных песках
Ап 0 - 26 6,1 2,9 >250 339 1,8 10,0 84,7
А2 30 - 40 4,3 0,2 62,5 154 0,9 2,8 75,7
В 60 - 70 4,4 0,2 200 200 1,4 3,2 69,6
Таблица 2 - Гранулометрический состав почв по данным 2003 года
т Фракции, % Гигроскоп, вл.,
н о со и ГО X ю о песок пыль ил физ. глина физ. песок Гранулометрический
р £ у £ 1-0,25 0,250,05 0,050,01 0,010,005 0,0050,001 >0,001 >0,01 <0,01 состав
Сельскохозяйственные науки ,у*Ч|
и
Продолжение таблицы 2
Участок 1 Дерново-глубоко подзолистые песчаные на древнеаллювиальных песках
А1 1 - 15 16,1 69,1 5,9 1,0 2,9 5,0 8,9 91,1 песок связанный 0
Участок 2 Дерново-глубоко подзолистые слабо глееватые песчаные на древнеаллювиальных песках
Ап 0 - 25 8,1 74,8 8,2 1,3 3,9 3,7 8,9 91,1 песок связанный 0
А2В 40 - 50 5,3 81,1 4,3 2,9 1,7 4,7 9,3 90,7 песок связанный 0
ВС 80 - 90 11,2 68,3 13,5 1,0 1,3 4,7 7,0 93,0 песок связан-ный 0
Участок 3 Дерново-глубоко подзолистые глееватые песчаные на древнеаллювиальных песках
Ап 0 - 26 16,9 65,1 9,1 1,7 3,1 4,1 8,9 91,1 песок связанный 1,0
Участок 1. Дерново-глубоко подзолистые песчаные почвы сформировались на древнеаллюви-альных песках. Залегают на плоском водоразделе среднего уровня на основном участке землепользования. 40 га этих почв использовались под пастбищем. В морфологическом строении этих почв характерно наличие сверху рыхлой дернины мощностью 2-3 см. На землях под дерниной залегает гумусовый горизонт А1 мощностью 12-16 см коричневато-светлосерой окраски, рыхлый, песчаный, резко переходящий в переходный горизонт А2В, нижняя граница которого проходит на глубине 50-55 см. Этот горизонт буровато-белесый с мощными белесыми языками, рыхлый, песчаный. В отдельных разрезах четко выделяется подзолистый горизонт А2 мощностью до 20 см. Нижележащие горизонты подразделяются очень слабо. В общем, профиль дерново-глубоко подзолистых почв, так же как и слабоподзолистых, слабо дифференцирован. Содержание физической глины в гумусовом горизонте колеблется от 7,4 до 8,8 %. В агрохимическом отношении не пахотные дерново-глубоко подзолистые песчаные почвы близки к дерново-слабоподзолистым песчаным почвам. Содержание гумуса очень низкое - 0,4 %, обеспеченность подвижным фосфором и подвижным калием очень низкая (соответственно 20 и 26 мг на 1 кг почвы), гидролитическая кислотность составляет 2,5, а сумма поглощенных оснований - 1,2 ммоль/100 г почвы. Степень насыщенности основаниями очень низкая - 32,4 %, реакция почвенного раствора сильнокислая - рН=4,2.
Участок 2. Дерново-глубоко подзолистые слабо глеевые песчаные почвы сформировались на древнеаллювиальных песках, залегают на ровных и слабо пониженных участках плоского водораздела. Профиль слабо глееватых почв отличается от не оглеенных почв наличием темных марганцовых примазок и ржавых пятен в гумусовом горизонте. Более интенсивное оглеение ржаво-сизыми пятнами отмечается ниже 80 см. Такое оглеение песчаных почв не оказывает отрицательного вли-
яния на рост и развитие сельскохозяйственных культур, поэтому почвы в осушении не нуждаются. Мощность гумусового горизонта составляет 12-16 см, на пахотных участках - 25-30 см. Почвенный профиль очень слабо дифференцирован. Почвы бесструктурны, с неудовлетворительными водно-физическими свойствами, характеризуются большим объемным весом (в пахотном слое до 1,65 г/см3). Гранулометрический состав по профилю преобладает песчаный с содержанием частиц физической глины (сумма частиц размером менее 0,01 мм) от 7,0 до 9,3 %. На глубине 1,1-1,2 м проходит легко суглинистая прослойка, которая является временным водоупором. Пахотные участки заметно окультурены. Содержание гумуса в пахотном горизонте 0,8 %, в подпахотном - 0,3 %; реакция почвенного раствора по всему профилю сильнокислая (рН=4,2-4,4), в пахотном - слабо кислая, рН=5,1; содержание подвижного фосфора очень высокое (свыше 250 мг на 1кг почвы) в пахотном и повышенное (112,5 мг на 1 кг почвы) в подпахотном горизонте на глубине 30-40 см. Подвижным калием средне обеспечены: в пахотном слое содержится 103 мг на 1 кг почвы. Гидролитическая кислотность и сумма поглощенных оснований в пахотном горизонте невысокие: соответственно 1,6 и 4,0 ммоль/100 г почвы; степень насыщенности основаниями средняя - 71,4 %. Участок №2 -33 га - использовался как орошаемая пашня.
Участок 3. Дерново-глубоко подзолистые глее-ватые песчаные осушенные почвы занимают площадь 62 га и дерново-глубоко подзолистые глее-ватые супесчаные осушенные почвы площадью 46 га расположенны одним массивом. Сформировались на древнеаллювиальных песках, залегают на очень пологом склоне и в лощинно-образном понижении южнее с. Полково. Морфологическое строение профиля напоминает строение профиля дерново-глубоко подзолистых слабо глеева-тых почв, но имеет более интенсивные признаки оглеения. В настоящее время характеризуются нормальным увлажнением. Мощность пахотного
Вестник РГАТУ, № 3 (35), 2017
(гумусового) горизонта колеблется от 25 до 30 см. Содержание физической глины в пахотном горизонте у песчаных почв составляет 8,9-9,8 %, а у супесчаных 10,7-10,8 %, в этом незначительном показателе заключается их различие. По морфологическим, агрохимическим свойствам они близки между собой. Пахотный горизонт этих почв характеризуется очень высокой обеспеченностью подвижным фосфором, подвижным калием и высоким для песчаных почв содержанием гумуса 2,5-2,9 %. Реакция почвенного раствора колеблется от слабо кислой до нейтральной. Гидролитическая кислотность составляет 1,8 ммоль/100 г почвы, степень насыщенности основаниями колеблется от 74,3 до 84,7 %. Почвы использовались под пашню, из них участок № 3 - 72 га - орошаемая пашня.
Период между почвенными обследованиями -с 1978 по 2003 годы (табл. 3). На участках 2 и 3 находилась орошаемая пашня. За 25-летний пе-
риод ежегодно вносили в среднем азотных удобрений в пересчете на действующее вещество 60 кг/га; фосфорных - 40 кг/га; калийных - 80 кг/га. В 1988 году были внесены органические удобрения по 30 т/га, а в 1987 году внесли доломитовую муку нормой 4,5 т/га. За это время обменная кислотность в почвах участков 2 и 3 снизилась на 1,1 и 1,9 ед. рН соответственно, содержание подвижного фосфора возросло на 75 и 125 мг/кг, подвижного калия на 78 и 314 мг/кг, произошло улучшение физико-химических свойств. Гидролитическая кислотность уменьшилась на 0,8-4,4 ммоль/100 г почвы. Заметно возросла сумма поглощенных оснований - в 5- 2,3 раза, значительно увеличилась степень насыщенности почв основаниями - в 2,8-2 раза. Почвы находились в обработке, это значительно увеличило мощность пахотного горизонта на 9 см (участок 2) и 3 см (участок 3). Содержание гумуса не изменилось
Таблица 3 - Изменение агрохимических свойств почв за 25 летний период с 1978 по 2003 год
Год ис-следования Горизонт Глубина взятия см рН Гумус,% Фосфор подвижн. мг/кг Калий подвижн. мг/кг Гидролит-кислот. ммоль/ 100 г Сума погл. осн ммоль/ 100 г Степень насыщ. основ.%
Участок 1 Дерново-глубоко подзолистые песчаные на древнеаллювиальных песках
1978 Ап 0-15 4,6 0,9 50 25 2,3 1,2 34,3
2003 А1 1-15 4,2 0,4 20 26 2,5 1,2 32,4
Участок 2 Дерново-глубоко подзолистые слабо-глееватые песчаные на древнеаллювиальных песках
1978 Ап 0-16 4,0 0,8 175 25 2,4 0,8 25,0
2003 Ап 0-25 5,1 0,8 250 103 1,6 4,0 71,4
Участок 3 Дерново-глубоко подзолистые глееватые песчаные на древнеаллювиальных песках
1978 Ап 0-23 4,2 2,8 125 25 6,2 4,4 41,5
2003 Ап 0-26 6,1 2,9 250 339 1,8 10,0 84,7
Напротив, в почве участка 1 указанные свойства ухудшились. Здесь размещается малопродуктивное пастбище, которое зарастает древесно-кустарниковой растительностью. За прошедший период почва не обрабатывалась, не вносились удобрения. Вследствие этого произошло снижение гумуса более чем в два раза с 0,9 до 0,4 %. Уменьшилось содержание подвижного фосфора с 50 до 20 мг/кг, кислотность почв возросла на 0,4 ед. рН, несколько повысилась гидролитическая кислотность - на 0,2 ммоль/100г почвы. Сумма поглощенных оснований не изменилась, незначительно уменьшилась степень насыщенности почвы основаниями - на 1,8 %.
Выводы
Внесение органических, минеральных удобрений и известкование повышает плодородие дерново-подзолистых песчаных почв за счет увеличения содержания элементов питания, улучшения физико-химических свойств. Использование традиционных научно-обоснованных приемов возде-
лывания почв с изначально низким уровнем природного плодородия позволяет улучшить режим органического вещества в дерново-глубоко подзолистых песчаных почвах.
Для экономической эффективности и экологической безопасности ведения сельскохозяйственного производства необходимо проводить учет и оценку трансформации почвы с целью выявления изменений, происходящих в почве при сельскохозяйственном производстве, и выработки дальнейшей рекомендаций к их использованию.
Список литературы
1.Айдаров, И.П. Регулирование водно-солевого и питательного режимов орошаемых земель. [Текст] / И.П. Айдаров. - М. : ВО Агропромиздат, 1985. - с
2.Айдаров, И.П. Мелиоративный режим орошаемых земель и пути его улучшения. [Текст] / И.П. Айдаров, А.И. Голованов // Гидротехника и мелиорация. - 1986. - N8. - С.
Сельскохозяйственные науки
3
THE CHANGE OF AGROCHEMICAL PROPERTIES OF SOD-PODZOLIC SOILS IN THE COURSE OF
LONG AGRICULTURAL USE
Ushakov Roman N., doctor of agricultural Sciences, Professor, Ryazan state agrotechnological University named after P. A. Kostychev, r.ushakov1971@mail.ru
Nefedov Alexander V., Cand. of agricultural Sciences, senior researcher, analytical laboratory, FEDERAL state budgetary scientific institution "all-Russian research Institute of hydraulic engineering and land reclamation named after A. N. Kostyakov", a.v.nefedov@yandex.ru
Ivannikova Natalia A., researcher, analytical laboratory of FEDERAL state budgetary scientific institution "all-Russian research Institute of hydraulic engineering and land reclamation named after A. N. Kostyakov", a.v.nefedov@yandex.ru
The purpose of the study to detect changes in sod-podzolic soils under long-term agricultural use for the recommendations for their further exploitation. For a long period of development of agricultural land on the background of the adverse environmental effects may lead to undesirable processes in the soil or even to the degradation of the soil cover. Therefore there is a need to study current changes in the soils and on their basis the development of predictive assessments, scenarios, conditions of the soil. With the aim of farming with the greater economic efficiency it is necessary to study changes and assessment of agricultural land under soil-agroecological zoning of land. The basis of the research methodology is a systemic approach. On the basis of archival data, the Ryazan branch of Tsentrgiprozem; periodic surveys by the agrochemical service station "Ryazanskaya"; tests Meshchersky branch of FSBI "VNIIG im. A. N. Kostyakov" is published in reports, articles and other documents studied the change characteristics of sod-podzolic sandy soils over a 25 year period. Agrochemical and water-physical soil properties were determined according to generally accepted methods. The results of the studies found differences in the fertility of sod-podzolic soils. Long-term agricultural use causes changes in soil fertility, depending on the methods of land use. The application of organic, mineral fertilizers and liming on irrigated arable land leads to an increase in the arable layer and long-term accumulation of phosphorus in 1,4 - 2 times, potassium 4.1 - 13.6 times. Reduction of acidity of 0.9 and 1.9 pH units, increasing the amount of absorbed bases in the 5 - 2.3 times the degree of soil base saturation increased 2.8 - 2 times. The extensive use of soils for pasture fertilizer reduces the fertility and productivity of sod-podzolic sandy soils, the humus content decreases by 2.2%, phosphorus 2.5%, the acidity increases. Thus, for economic efficiency and environmental safety of operation of the agricultural lands need to assess the transformation of the soil to identify changes occurring in the soil under agricultural use.
Key words: sod-podzolic soil, drainage, irrigation, arable land, pasture, drainage systems, agrochemical properties.
Literature
1.Ajdarov, I.P. Regulirovanie vodno-solevogo i pitatel'nogo rezhimov oroshaemyh zemel'. [Tekst] / I.P. Ajdarov // M., VO Agropromizdat, - 1985.
2.Ajdarov, I.P. Meliorativnyj rezhim oroshaemyh zemel' i puti ego uluchshenija. [Tekst] / I.P. Ajdarov, A.I. Golovanov // Gidrotehnika i melioracija, - 1986, - N8
