CC BY
16
УДК 631.416.4(571.1)
И.А. БОБРЕНКО, O.A. МАТВЕЙЧИК, А.Г. ШМИДТ
Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина, Омск
ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ПОДВИЖНОГО КАЛИЯ В ПОЧВАХ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
В основу исследований положены результаты локального мониторинга 1994-2018 гг. на реперных участках, заложенных на землях сельскохозяйственного назначения, и архивные материалы крупномасштабного агрохимического обследования 1965-2018 гг. Объектами исследований являлись почвы лесостепной зоны Омской области: чернозем обыкновенный маломощный малогумусный тяжелосуглинистый; лугово-черноземная среднемощная среднегумусная тяжелосуглинистая почва; солонец лугово-черноземный глубокий малогумусный легкоглинистый. Почти все пахотные почвы южной лесостепи (98,5%) имеют высокое и очень высокое содержание калия (> 120 мг/кг почвы). В северной лесостепи такие почвы составляют 44,8%. В целом пахотные почвы лесостепной зоны Омского Прииртышья имеют высокое и очень высокое содержание подвижного калия на площади 1495,6 тыс. га (73,8%), но их доля постепенно сокращается в среднем на 0,01% в год. За 25-летний период мониторинга установлено понижение средневзвешенного содержания подвижного калия в пахотном слое чернозема обыкновенного реперных участков со 191,2 до 186,0 мг/кг почвы, лу го во-черноземных почв - со 187,2 до 179,4 мг/кг почвы. Его содержание в солонцах глубоких лугово-черноземных находилось на одном уровне (174,0175,4 мг/кг почвы).
Ключевые слова: калий, содержание, почва, обследование, динамика.
Введение
Большое значение в жизни растений играет калий. Он влияет на развитие растений на протяжении всей жизни, способствуя образованию и перемещению в них углеводов. Оптимальные условия калийного питания, сбалансированное соотношение элементов в растениях, особенно азота и калия, обеспечивают получение высокого урожая в качественном и количественном отношении [1-5].
Постоянное перераспределение ионов калия в системе «твердая фаза почвы -почвенный раствор», а также трансформация их положения в твердой фазе почвы требует периодической регистрации этих изменений. В агрохимической практике при оценке плодородия почв анализируют содержание в ней подвижных форм калия. Под подвижным калием подразумевается сумма обменного и водорастворимого калия, при этом водорастворимая форма составляет незначительный процент от общего количества калия, извлеченного соответствующими вытяжками [6-9].
Цель исследований - выявить закономерности изменения содержания подвижного калия в пахотных почах лесостепи Омской области при длительном использовании в земледелии.
Материалы и методы
В основу исследований положены результаты локального мониторинга 1994-2018 гг. на реперных участках, заложенных на землях сельскохозяйственного назначения. Объектами исследований являлись почвы лесостепной зоны Омской области: чернозем обыкновенный маломощный малогумусный тяжелосуглинистый (СП «Дружба» Горь-ковского района); лугово-черноземная среднемощная среднегумусная тяжелосуглинистая почва (СПК «Пушкинский» Омского района); солонец лугово-черноземный глубокий малогумусный легкоглинистый (ООО «Юрьевское» Кормиловского района). Также
О Бобренко И.А., Матвейчик O.A., Шмидт А.Г., 2020
в работе использовались архивные материалы крупномасштабного агрохимического обследования, проведенного Центром агрохимической службы «Омский» и Станцией агрохимической службы «Тарская» (1965-2018). В почвенных пробах определяли подвижный калий по методу Чирикова.
Результаты исследования Общие запасы калия в почве велики, хотя нередко доступных его форм для растений недостаточно. На поступление калия в растения оказывает влияние реакция среды, наиболее интенсивно поступает калий из слабокислых и щелочных растворов. Поэтому калий в черноземных почвах оказывается наименее проблемным элементом по уровню обеспеченности растений не только из-за достаточно большого его содержания в черноземных почвах, но и по причине благоприятной реакции среды [8-10]. По результатам шести туров агрохимического обследования 1965-2018 гг. можно констатировать, что запасы доступного для растений калия в пахотных почвах лесостепной зоны Омского Прииртышья в целом достаточны для возделывания сельскохозяйственных культур (таблица, рис. 1).
Динамика площадей почв по содержанию подвижного калия в почвах лесостепной зоны Омского Прииртышья (1965-2018)
Природно-сельскохозяйственная зона Тур обследования (года) Группа обеспеченности подвижным калием
Очень низкое и низкое, <40 Среднее, 41-80 Повышенное, 81-120 Высокое, 121-180 Очень высокое, > 180
тыс. га % тыс. га % тыс. га % тыс. га % тыс. га %
Северная лесостепь I(1965-1972) 98,0 10,5 198,5 21,2 206,9 22,1 238,7 25,5 192,4 20,6
II (1972-1982) 98,0 10,5 188,6 20,2 191,9 20,5 232 24,8 224,0 24,0
III (1982-1990) 116,7 12,5 213,7 22,9 172,8 18,5 176,8 18,9 254,5 27,2
IV (1990-2000) 113,1 12,1 209,6 22,4 208,9 22,4 198,0 21,2 204,9 21,9
V (2000-2012) 148,6 15,9 178,5 19,1 200,9 21,5 214,3 22,9 192,2 20,6
VI (2012-2018) 153,1 16, 169,3 18,1 193,5 20,7 231,6 24,8 187,0 20,0
Южная лесостепь I(1965-1972) 0,1 0,01 2,3 0,2 18,5 1,7 74,5 6,8 998,0 91,3
II (1972-1982) 0,0 0,0 0,2 0,0 11,7 1Д 47,1 4,3 1034,4 94,6
III (1982-1990) 0,0 0,0 0,8 0,1 12,8 1,2 52,2 4,8 1027,6 94,0
IV (1990-2000) 0,0 0,0 1,4 0,1 13,7 1,3 49,9 4,6 1028,4 94,1
V (2000-2012) 0,0 0,0 1,3 0,1 14,4 1,3 101,4 9,3 976,3 89,3
VI (2012-2018) 0,0 0,0 1,2 0,1 15,2 1,4 143,2 13,1 933,8 85,4
Всего лесостепь I(1965-1972) 98,1 4,8 200,8 9,9 225,4 ПД 313,2 15,4 1190, 4 58,7
II (1972-1982) 98,0 4,8 188,8 9,3 203,6 10,0 279,1 13,8 1258,4 62,1
III (1982-1990) 116,7 5,8 214,5 10,6 185,6 9,2 229,0 11,3 1282,1 63,2
IV (1990-2000) 113,1 5,6 211,0 10,4 222,6 11,0 247,9 12,2 1233,3 60,8
V (2000-2012) 148,6 7,3 179,8 8,9 215,3 10,6 315,7 15,6 1168,5 57,6
VI (2012-2018) 153,1 7,5 170,5 8,4 208,7 10,3 374,8 18,5 1120,8 55,3
В южной лесостепной зоне за весь период наблюдений практически не обнаружено площадей почв с низким уровнем обеспеченности подвижным калием. Почти все пахотные почвы этой зоны (98,5%) имеют высокое и очень высокое содержание калия (> 120 мг/кг почвы). В северной лесостепи такие почвы составляют 44,8%, а с очень низкой и низкой обеспеченностью (< 40 мг/кг почвы) - 10,5-16,4% от обследованной площади. Фактически за 52 года наблюдений они увеличились в полтора раза, с 98 до 153,1 тыс. га. По сравнению с южной в северной лесостепи в структуре почв пашни до 12,5% приходится на серые лесные и подзолистые почвы (менее плодородные, чем
черноземные), поэтому часть подзоны имеет низкую обеспеченность почв подвижным калием [11; 12]. В целом пахотные почвы лесостепной зоны Омского Прииртышья имеют высокое и очень высокое содержание подвижного калия на площади 1495,6 тыс. га (73,8%), но их доля постепенно сокращается в среднем на 0,01% в год.
2100,0
1800,0
1500,0
£ 1200,0
о 3
900,0
600,0
300,0
0,0 98,1
I тур (19651972)
II тур (19721982)
III тур (19821990)
IV тур (19902000)
V тур (20002012)
VI тур (20122018)
■ оч. высокое >180 мг/кг почвы J повышенное 81-120 мг/кг почвы оч. низкое и низкое < 40 мг/кг почвы
и высокое 121-180 мг/кг почвы среднее 41-80 мг/кг почвы
Рис. 1. Динамика площадей почв по содержанию подвижного калия в почвах лесостепной зоны Омского Прииртышья (1965-2018)
Сравнение результатов разных туров агрохимического обследования показывает, что, несмотря на высокий вынос калия урожаем сельскохозяйственных культур, низкий уровень применения калийных удобрений, содержание средневзвешенного подвижного калия в почвах существенно не изменилось (рис. 2). При этом период достаточно высокого для региона применения минеральных и органических удобрений в 1982-1991 гг. дал возможность увеличить средневзвешенное содержание подвижного калия до 191 мг/кг почвы, но к настоящему времени этот уровень снизился уже к начальному естественному содержанию.
Содержание в почве подвижного калия обусловлено в значительной степени гранулометрическим и минеральным составом почвообразующих пород, поэтому между почвами разных типов существуют определенные отличия (рис. 3). В результате исследований реперных участков без применения удобрений за весь период наблюдений (1994-2018) установлено, что черноземы обыкновенные из всех зональных почв лесостепной зоны Омского Прииртышья характеризуются наиболее высоким содержанием подвижного калия. Именно в этих типах почв в пахотном горизонте выявлен очень высокий его уровень. Но содержание подвижного калия постепенно уменьшается. Полученная динамика подтверждает это: за 25-летний период мониторинга установлено некоторое понижение средневзвешенного содержания подвижного калия в пахотном слое почв со 191,2 до 186,0 мг/кг почвы Аналогичные изменения происходят и в лугово-
черноземных почвах, и здесь его концентрация уменьшилась со 187,2 до 179,4 мг/кг почвы.
§ 200,0
я
а
190,0
а Ч
ы .-г а О
§80,0 К
£70,0 60,0 I И.50,0
$ 140,0
130,0 120,0
33 0
191,0
0у6
1965-1972
северная лесостепь среднее по лесостепи органические удобрения, т/га
1982-199(^о „1990-2000
! оды
2000-2012 2012-2018
южная лесостепь
■минеральные удобрения, кг/га д.в.
Рис. 2. Влияние применения минеральных и органических удобрений на изменение содержания подвижного калия в почвах лесостепи Омского Прииртышья (1965-2018)
200,0
л й г
о с
-§190,0
О
сч
И -
¡180,0
£ а.
<и ч о
и
170,0
191,2
175,4
189,6
186,2
186,0
Чернозем обыкновенный
Лугово-
черноземная
почва
Солонец лугово-
черноземный
глубокий
1994-1998 1999-2003 2004-2008 2009-2013 2014-2018
Годы
Рис. 3. Динамика изменения содержания подвижного калия в пахотном горизонте почв реперных участков в лесостепной зоне Омского Прииртышья (1994-2018)
Представители интразональных почв - солонцы глубокие лугово-черноземные -не отличаются очень высоким содержанием подвижного калия, но и этот уровень элемента в пахотном горизонте почв достаточен для питания сельскохозяйственных культур. Поэтому, как и на других типах почв в лесостепной зоне Омского Прииртышья,
растения не испытывают его недостаток. Содержание подвижного калия со временем не уменьшалось и находилось на одном уровне (174,0-175,4 мг/кг почвы). Вероятно, это связано с меньшей урожайностью при возделывании на менее плодородной засоленной почве и соответственно с выносом данного элемента питания культурами, который не сильно влиял на баланс калия, в отличие от такового влияния на черноземных почвах.
Заключение
Таким образом, пахотные почвы лесостепной зоны Омского Прииртышья имеют высокое и очень высокое содержание подвижного калия на площади 1495,6 тыс. га (73,8%), но их доля постепенно сокращается в среднем на 0,01% в год. Почти все пахотные почвы южной лесостепи (98,5%) имеют высокое и очень высокое содержание калия (> 120 мг/кг почвы). В северной лесостепи такие почвы составляют 44,8%. За 25-летний период мониторинга без применения удобрений установлено понижение средневзвешенного содержания подвижного калия в пахотном слое чернозема обыкновенного реперных участков со 191,2 до 186,0 мг/кг почвы, лугово-черноземных почв -со 187,2 мг/кг до 179,4 мг/кг почвы. Его концентрация в солонцах глубоких лугово-черноземных находилась на одном уровне (174,0-175,4 мг/кг почвы).
С одной стороны, установлено положительное действие минеральных и органических удобрений на калийный режим почв региона за многолетний период, с другой -без их применения наблюдается устойчивая тенденция уменьшения содержания подвижного калия.
I.A. Bobrenko, О.A. Matvejchik, A.G. Shmidt
Omsk State Agrarian University named after P. A. Stolypin, Omsk
Changes in the content of mobile potassium in the soils of the forest-steppe
of Western Siberia
The research is based on the results of local monitoring in 1994-2018 on reference plots laid on agricultural lands and on the archival materials of a large-scale agrochemical survey carried out in 1965-2018. The objects of research were the soils of the forest-steppe zone of the Omsk Region: ordinary chernozem with low fertility, low humus and high loamy content; meadow-chernozem with average fertility, average humus and high loam content; deep meadow-chernozem solonetz with low humus and low clay content. Almost all arable soils of the southern forest-steppe (98.5%) have high and very high potassium content (> 120 mg/kg of soil). In the northern forest-steppe, such soils account for only 44.8%. In general, the arable soils of the forest-steppe zone of the Omsk Irtysh Region have a high and very high content of mobile potassium on an area of 1.495.6 thousand ha (73.8%), but their share is gradually decreasing by an average of 0.01% per year. Over the 25 -year monitoring period, the weighted average content of mobile potassium in the arable layer of ordinary chernozem reference plots decreased from 191.2 to 186.0 mg/kg of soil, on meadow-chernozem soils from 187.2 mg/kg to 179.4 mg/kg of soil. Its content in solonetzes of deep meadow-chernozem soils remained at the same level (174.0-175.4 mg/kg of soil).
Keywords: potassium, content, soil, examination, dynamics.
Список литературы
1. Бобренко И.А. Оптимизация минерального питания кормовых, овощных культур и картофеля на черноземах Западной Сибири : автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук / И.А. Бобренко. - Тюмень, 2004. - 32 с.
2. Ермохин Ю.И. Почвенно-растительная оперативная диагностика «ПРОД-ОмСХИ» мине-
References
1. Bobrenko I.A. Optimizaciya mineral'nogo pitaniya kormovyh, ovoshchnyh kul'tur i kartofelya na chernozemah Zapadnoj Sibiri : avtoref. dis. ... d-ra s.-h. nauk / I.A. Bobrenko. - Tyumen', 2004. - 32 s.
2. Ermohin Yu.I. Pochvenno-rastitel'naya ope-rativnaya diagnostika "PROD-OmSHI" mineral'nogo
ралыюго питания, эффективности удобрений, величины и качества урожая сельскохозяйственных культур : монография / Ю.И. Ермохин. - Омск : ОмГАУ. - 1995. - 208 с.
3. Кочергин А.Е. Условия питания зерновых культур азотом, фосфором и калием и применение удобрений на черноземах Западной Сибир : авто-реф. дис. ... д-ра с.-х. наук / А.Е. Кочергин. - Омск : ОмСХИ, 1965.-40 с.
4. Болдышееа Е.П. Диагностика и оптимизация микроэлементного питания озимой ржи на лугово-черноземной почве Западной Сибири : ав-тореф. дис. ... канд. с.-х. наук / Е.П. Болдышева. -Омск, 2018. - 18 с.
5. Попова В.И. Оптимизация применения микроудобрений при возделывании озимой пшеницы в условиях южной лесостепи Западной Сибири : автореф. дис. ... канд. с.-х. наук / В.И. Попова. - Омск, 2018. - 22 с.
6. Ермохин Ю.И. Плодородие почвы и факторы внешней среды - основа программирования урожаев : учеб. пособие / Ю.И. Ермохин, Н.К. Тру-бина. - Омск : Изд-во ОмГАУ, 2012. - 136 с.
7. Параметры плодородия пахотных почв земель сельскохозяйственного назначения Омской области : монография / И.А. Бобренко, Я.Р. Рейн-гард, Ю.В. Аксенова, О.В. Нежевляк. - Омск : ЛИТЕРА, 2016. - 108 с.
8. Прокошев В.В. Калий и калийные удобрения / В.В. Прокошев, И.П. Дерюгин. - М. : Jle-дум, 2000. - 185 с.
9. Якименко В.П. Калий в агроценозах Западной Сибири / В.Н. Якименко. - Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2003. - 231 с.
10. Красницкий В.М. Агрохимическая и экологическая характеристики почв Западной Сибири : монография / В.М. Красницкий. - Омск : ОмГАУ, 2002. - 144 с.
11. Soil and ecological evaluation of agrocher-nozems of Siberia / A.A. Shpedt, Yu.V. Aksenova, M.R. Shayakhmetov, etc. // International Transaction Journal of Engineering, Management, & Applied Sciences & Technologies. - 2019. - Vol. 10. - № 3. -Pp. 309-318.
12. Shpedt A.A. Soil Exhaustion Criteria for Central Siberia / A. A. Shpedt, Y.V. Aksenova // Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. - 2018. -V. 10(4).-Pp. 870-873.
Бобренко Игорь Александрович, д-р с.-х. наук, проф., Омский ГАУ, bobrenko67@mail.ru; Матвейчик Олег Анатольевич, ассистент, Омский ГАУ, matvei4ik_oleg@mail.ru; Шмидт Александр Генрихович, старший преподаватель, Омский ГАУ, ag.shmidtl7z3 l@omgau.org.
pitaniya, effektivnosti udobrenij, velichiny i kachestva urozhaya sel'skohozyajstvennyh kul'tur : monografiya / Yu.I. Ermohin. - Omsk : OmGAU. - 1995. - 208 s.
3. Kochergin A.E. Usloviya pitaniya zernovyh kul'tur azotom, fosforom i kaliem i primenenie udobrenij na chernozemah Zapadnoj Sibir : avtoref. dis. ... d-ra s.-h. nauk / A.E. Kochergin. - Omsk : OmSHI, 1965.-40 s.
4. Boldysheva E.P. Diagnostika i optimizaciya mikroelementnogo pitaniya ozimoj rzhi na lugovo-chernozemnoj pochve Zapadnoj Sibiri : avtoref. dis. ... kand. s.-h. nauk / E.P. Boldysheva. - Omsk, 2018. -18 s.
5. Popov a V.l. Optimizaciya primeneniya mi-kroudobrenij pri vozdelyvanii ozimoj pshenicy v uslo-viyah yuzhnoj lesostepi Zapadnoj Sibiri : avtoref. dis. ... kand. s.-h. nauk / V.l. Popova. - Omsk, 2018. - 22 s.
6. Ermohin Yu.I. Plodorodie pochvy i faktory vneshnej sredy - osnova programmirovaniya urozhaev : ucheb. posobie / Yu.I. Ermohin, N.K. Trubina. - Omsk : Izd-vo OmGAU, 2012. - 136 s.
7. Parametry plodorodiya pahotnyh pochv ze-mel' sel'skohozyajstvennogo naznacheniya Omskoj oblasti: monografiya / I.A. Bobrenko, Ya.R. Rejngard, Yu.V. Aksenova, O.V. Nezhevlyak. - Omsk : LITERA, 2016. - 108 s.
8. Prokoshev V.V. Kalij i kalijnye udobreniya / V.V. Prokoshev, I.P. Deryugin. - M. : Ledum, 2000. -185 s.
9. Yakimenko V.N. Kalij v agrocenozah Zapadnoj Sibiri / V.N. Yakimenko. - Novosibirsk : Izd-vo SO RAN, 2003.-231 s.
10. Krasnickij V.M. Agrohimicheskaya i ekolo-gicheskaya harakteristiki pochv Zapadnoj Sibiri : monografiya / V.M. Krasnickij. - Omsk : OmGAU, 2002. -144 s.
11. Soil and ecological evaluation of agrocher-nozems of Siberia / A.A. Shpedt, Yu.V. Aksenova, M.R. Shayakhmetov, etc. // International Transaction Journal of Engineering, Management, & Applied Sciences & Technologies. - 2019. - Vol. 10. - № 3. -Pp. 309-318.
12. Shpedt A.A. Soil Exhaustion Criteria for Central Siberia / A.A. Shpedt, Y.V. Aksenova // Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. - 2018. -V. 10(4). - Pp. 870-873.
Bobrenko Igor' Alexandrovich, Doc. Agr. Sei., Prof., Omsk SAU, bobrenko67@mail.ru; Mat-vejehik Oleg Anatolyevich, assistant, Omsk SAU, matvei4ik oleg@mail.ru; Shmidt Alexander Genrikho-vich, senior lecturer, Omsk SAU, ag.shmidtl7z31@om-gau.org.
