CC BY
19
ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ
УДК 631.821.1(571.16)
DOI 10.24411/0235-2516-2018-10067
ИЗВЕСТКОВАНИЕ - ОДИН ИЗ ФАКТОРОВ ПОВЫШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ
И.Б. Сорокин, д.с.-х.н., Е.А. Сиротина
Станция агрохимической службы «Томская», e-mail: sorokin.ib@mail.ru
По результатам анализа многолетних данных агроэкологического мониторинга земель сельскохозяйственного назначения, проведенных Томской государственной агрохимической службой, 83% пахотных земель Томской области являются кислыми и степень их кислотности ежегодно увеличивается - каждые 10 лет средневзвешеннаярН снижается на 1-2 единицы, а также увеличивается площадь кислых почв. Имеется острая необходимость известкования данных почв для повышения эффективности сельскохозяйственного производства в Томской области. По расчету потребности в известняковой муке составляет 3,248 млн. т. В области имеются большие месторождения известняка, например Каменское (61 млн. т), расположенное в 50 км от г. Томска, где возможна добыча ценного мелиоранта, существенно поднимающего эффективность сельскохозяйственного производства. Представлены результаты опытов по повышению эффективности использования кислых пахотных земель в Томской области. Для успешного развития сельскохозяйственного производства необходимы разработка и принятие долгосрочной целевой программы «Известкование кислых почв на территории Томской области», предусматривающей: компенсацию сельхозтоваропроизводителям части затрат на известкование; проектно-сметное и техническое обеспечение работ; местное производство известняковых мелиорантов. Выполнение программы известкования кислых почв позволит увеличить ежегодное производство в Томской области на 54,9-129,2 тыс. т зерновых единиц, что составит увеличение ежегодного дохода в растениеводстве области на 494,1-1162,8 млн. руб. (в ценах 2017 г.), а также обеспечит рост продуктивности земель сельскохозяйственного назначения.
Ключевые слова: кислотность почв, известкование, известняковая мука, кальций, агрохимическое обследование, Томская область.
LIMING OF ACID SOILS - IMPROVEMENT OF SOIL FERTILITY IN THE TOMSK REGION
Dr.Sci. I.B. Sorokin, E.A. Sirotina
Station of State Agrochemical Service «Tomskaya», e-mail: sorokin.ib@mail.ru
Based on the results of the analysis of long-term agroecological monitoring of agricultural lands conducted by the Tomsk State Agrochemical Service, 83% of the arable lands of the Tomsk Region are acidic and their acidity increases every year - every 10 years the weighted average pH is reduced by 1-2 units, acid soils. There is an urgent need for liming of these soils to improve the efficiency of agricultural production in the Tomsk region. According to the calculation of the demand for limestone flour, 3.248 million tons are required. There are large deposits of limestone in the region, for example Kamenskoye (61 million tons), located 50 km from Tomsk, where it is possible to extract a valuable ameliorant, which essentially raises the efficiency of agricultural production. The results of scientific experiments are presented to develop measures that increase the effectiveness of the use of acidic arable land in the Tomsk region. For the successful development of agricultural production in the Tomsk region, it is necessary to develop and adopt a long-term target program «Liming of acid soils on the territory of the Tomsk region», which stipulates the measures: compensation of a part of costs for liming to agricultural producers; design estimates and technical support of works; local production of limestone meliorants. Implementation of the program for liming acidic soils will increase annual production in the Tomsk region by 54.9-129.2 thousand tons of grain units, which will increase the annual income in crop production by 494.1-1162.8 million rubles (in prices of 2017), and will also ensure the productivity of agricultural land.
Keywords: acidity of soils, liming, limestone flour, calcium, agrochemical examination, Tomsk region.
Кислотность почв, обусловленная присутствием в ней катионов алюминия, марганца, железа и преимущественно водорода, оказывает влияние на подвижность и доступность большинства элементов питания растений, а также на почвенные биохимические и микробиологические процессы. Многолетними исследованиями и практическим опытом возделывания растений установлены следующие отрицательные свойства кислых почв: снижение эффективности минеральных удобрений в 1,5-2 раза; разрушение структуры почвы; переход А13+, Бе3+ в токсичную для растений форму; ухудшение питания фосфором, Са и Мg; увеличение поступления в растения тяжелых металлов и радионуклидов; потери азота и других элементов питания из пахотного горизонта; подавление почвенных микро- и макроорганизмов; снижение устойчивости сельскохозяйственных культур к заболеваниям и другим неблагоприятным условиям среды, гибели посевов озимых культур и многолетних трав при перезимовке. Все вышеперечисленное вызывает снижение качества и количества урожая [1-7].
Известкование кислых почв нормализует их реакцию среды, а также оказывает комплексное воздействие на свойства почв. Кальций и магний необходимы для жизни растений, поэтому содержащие известь удобрения, не только средство снижения кислотности почв [8]. Повсеместно наблюдается ежегодный вынос кальция и магния с урожаем: злаковых культур - 20-40 кг СаО, гороха, льна - 40-60 кг, кукурузы и картофеля - 60-120 кг, клевера - 120250 кг, а капусты - 300-500 кг/га. Также наблюдается их вымывание из почвы в результате дождей и талых вод при промывном типе водного режима, характерного для территории Томской области.
Продолжительность действия известковых удобрений зависит от дозы их внесения, химического и гранулометрического состава применяемых мелиорантов, количества осадков, гранулометрического состава почв, а также продолжительности покрытия почв растительностью. Часто непродуктивные потери кальция и магния в почве превышают полезный вынос, поэтому для устойчивого и экологически безопасного развития сельского хозяйства необходимо управлять динамикой почвенной кислотности [9, 10].
Известкование увеличивает емкость почвенного поглощающего комплекса. Также на сохранение плодородия произвесткованных почв влияет положительный баланс почвенного органического веще-
ства, который обеспечивает биологизация земледелия [11-13].
Известкование кислых почв, наряду с общей био-логизацией земледелия - неизбежный шаг на пути дальнейшего повышения урожайности и эффективности сельскохозяйственного производства в Томской области, как в интенсивном, так и в органическом земледелии. По опыту других регионов [9-15] уже с 1-го года после известкования урожайность сельскохозяйственных культур увеличивается на 17-40%. Эффект от известкования длится в течение 8-10 лет. Также повышаются эффективность удобрений, качество сельскохозяйственной продукции и экологическое состояние агроландшафтов. Эти фактические показатели взяты за основу прогнозных расчетов эффективности известкования.
Цель исследований - разработка мер, повышающих эффективность использования кислых почв в Томской области на основе анализа данных агроэко-логического мониторинга земель сельскохозяйственного назначения и научных опытов, проведенных Томской государственной агрохимической службой.
Условия и методы исследований. Многолетний полевой опыт с внесением известняковой муки в разных дозах заложен в 2016 г на серой лесной опод-золенной и дерново-подзолистой почве, которая характеризуется сильнокислой реакцией среды (рНка 4,4-4,5), слабой гумусированностью (2,6%), содержание нитратного азота высокое (28,3 мг/кг почвы), подвижного фосфора - высокое (171 мг/кг), обменного калия - низкое (52 мг/кг). Полная доза внесения (7,2 т/га) известняковой муки рассчитана на основе агрохимических данных опытного участка.
Методы лабораторных испытаний: ГОСТ 2648385. Почвы. Приготовление солевой вытяжки и определение рН по методу ЦИНАО; ГОСТ 28268-89 Почвы. Методы определения влажности; ГОСТ Р 54650-2011 Почвы. Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Кирсанова; ГОСТ 26951-86 Почвы. Определение нитратов ионометрическим методом; ГОСТ 26489-85 Почвы. Определение обменного аммония по методу ЦИНАО; ГОСТ 26213-91 Почвы. Определение органического вещества.
Статистическая обработка проведена с помощью программы Снедекор.
Результаты. По данным Томской агрохимической службы площадь кислых почв и степень кислотности пахотных почв ежегодно увеличивается: каждые 10 лет рН снижается на 1 -2 единицы (табл. 1).
1. Динамика средневзвешенного показателя рИка по турам агроэкологического обследования в районах Томской области
Район 1995-2005 гг. 2010-2016 гг.
Асиновский 5,1 5,0
Томский 5,1 4,9
Чаинский 4,5 4,4
2. Анализ кислотности пахотных почв по районам Томской области (данные Государственной агрохимической службы на 2017 г.)
Районы Пло- Сильнокислые Среднекислые Слабокислые Близкие к Средне- Потреб-
щадь, pHкcl < 4,5 pHкcl 4,6-5,0 pHкcl 5,1-5,5 нейтральным взвешен- ность в из-
га pHкa 5,6-7,0 ное, вестняковой
га % га % га % га % pHкcl муке, т
Александровский 620 - - - - 620 100 - - 5,3 3720,0
Асиновский 46989 3822 8,1 19033 40,5 20292 43,2 3842 8,2 5,0 298925,0
Бакчарский 54536 16004 29 27047 50 9214 17 2271 4 4,8 402172,5
Верхнекетский 1200 1164 97 36 3 - - - - 4,1 10746,0
Зырянский 58135 120 0,2 8975 15,4 42176 72,6 6864 11,9 5,2 321449,0
Каргасокский 2500 2435 96,8 65 3,2 - - - - 4,0 22402,5
Кожевниковский 71268 - - 1934 2,7 24198 34 45136 63,3 5,7 145660,0
Колпашевский 13551 7599 56 5062 37,4 794 5,9 96 0,7 4,0 111120,0
Кривошеинский 36790 4220 11,5 13672 37,2 13185 35,8 5713 15,5 5,0 219630,0
Молчановский 21131 7660 37 7632 36 3478 16 2361 11 4,7 147048,0
Первомайский 38070 2249 6 15623 41 15311 40 4887 13 5,0 202627,5
Парабельский 8397 6596 78,4 1633 19,6 84 1 84 1 4,2 72115,5
Тегульдетский 4591 3948 86 416 9 148 3 79 2 4,4 39540,0
Чаинский 35303 27677 78 6178 18 1089 3 359 1 4,4 301962,0
Шегарский 59077 3015 5 19396 33 26393 45 10273 17 5,2 180381,4
Томский 117363 25230 22 47332 40 31086 26 13715 12 4,9 768576,0
По Томской области 568901 111739 19,6 174034 30,6 187448 32,9 70606 16,9 5,0 3 248 074,9
На 2017 г. площадь кислых почв в Томской области составляет более 83%. Для единовременной нормализации реакции почвенной среды этих земель необходимо внести 3,24 млн. т известковых материалов (табл. 2). Для известкования 5-10% от площади кислых почв (23-47 тыс. га) по предварительным расчетам ежегодно требуется 145-193 млн. руб. В первую очередь известкования должны быть включены пахотные почвы более кислые и обладающие более высоким потенциальным плодородием по другим агрохимическим показателям. Это позволит на первых этапах выполнения программы известкования получить наибольшую отдачу в виде повышения урожайности сельскохозяйственных культур.
В полевом опыте внесение извести в полной дозе 7,2 т/га способствовало существенному снижению степени кислотности на 0,4 (НСР05 0,1) и гидролитической кислотности на 0,67 мг-экв/100 г (НСР05 0,12).
При полной дозе извести выявлено существенное увеличение суммы обменных оснований на 2,4 мг-экв/100 г почвы (НСР05 1,4) и степени насыщенности почвы основаниями - на 5,6% (НСР05 1,7). Дозы внесения 3,6 т/га и 1,8 т/га существенно не повлияли на
снижение гидролитической кислотности и увеличение суммы обменных оснований.
Внесение извести в дозах 7,2 и 3,6 т/га оказало положительное влияние на элементы структуры урожая (высота растений, длина метелки, количество колосков и зерен, масса 1000 семян) и количество растений на 1 м2. Озерненность метелки, масса 1000 семян и густота продуктивного стеблестоя способствовали повышению урожайности зерна.
Существенная прибавка урожая овса 9,3 ц/га (НСР05 4,8) получена при полной дозе внесения извести 7,2 т/га (табл. 3). При крайнем недостатке извести оправдано применение половинных доз. Дозы внесения известняковой муки 3,63 и 1,8 т/га обеспечили прибавку урожая 4,7 ц/га (15,4%) и 2,3 ц/га (7,5%).
По сбору соломы выявлено существенное повышение относительно контроля по всем вариантам на 0,72 т/га, 0,32 и 0,55 т/га соответственно по дозам извести 7,2 т/га, 3,6 и 1,8 т/га.
Повышение урожайности овса от 7,5 до 30,5% дало возможность получить дополнительно доход с 1 га на сумму 2300-9300 руб.
3. Урожайность зерна овса (ц/га) и сбор соломы в полевом опыте 2(
Вариант Урожайность, ц/га Отклонение от контроля Сбор соломы, т/га Отклонение от контроля
ц/га % т/га %
Контроль 30,5 - - 2,63 - -
Известняковая мука, 7,2 т/га 39,8 +9,3 +30,5 3,35 +0,72 +27,4
Известняковая мука, 3,6 т/га 35,2 +4,7 +15,4 2,95 +0,32 +12,2
Известняковая мука, 1,8 т/га 32,8 +2,3 +7,5 3,18 +0,55 +20,9
НСР05 4,8 0,29
16-2017 гг.
Основная проблема известкования в Томской области - отсутствие местного производства молотого известняка. Использование привозного известняка ведет к его удорожанию в 3 раза [16]. В то время, как в Томской области имеются свои большие месторождения известняка, например Каменское (61 млн. т), расположенное в 50 км от г. Томска, где возможно производство не только щебня, но и ценного мелиоранта, существенно поднимающего эффективность сельскохозяйственного производства.
На кислых почвах невозможно получить высокий урожай хорошего качества сельскохозяйственных культур. Даже на среднекислых почвах эффективность удобрений снижается в 2-3 раза, а на сильно кислых почвах растениеводство, как правило, не рентабельно. Окупаемость затрат на известкование составляет 2-4 года, поэтому необходима государственная поддержка. Назрела острая необходимость в государственной программе известкования кислых почв в Российской Федерации [17].
Также для успешного развития сельскохозяйственного производства в Томской области необходимо разработка и принятие долгосрочной целевой программы «Известкование кислых почв на территории Томской области» (возможно как часть федеральной государственной программы), предусматривающей меры: компенсации сельхозтоваропроизводителям части затрат на известкование; проектно-сметное и техническое обеспечение работ; местное производство известняковых мелиорантов.
Таким образом, для успешного развития сельскохозяйственного производства в Томской области необходима разработка и принятие долгосрочной целевой программы «Известкование кислых почв на территории Томской области». Выполнение программы известкования кислых почв позволит увеличить ежегодное производство на 54,9-129,2 тыс. т зерн.ед., что составит увеличение ежегодного дохода в растениеводстве области на 494,1-1162,8 млн. руб. (в ценах 2017 г.).
Литература
1. Нуриев С.Ш., Лукманов А.А., Ахтямов А.И., Миннуллин Р.М. Экологическая роль известкования кислых почв в республике Татарстан // Агрохимический вестник, 2010, № 1. - С. 2-4.
2. Чекмарев П.А., Лукманов А.А., Нуриев С.Ш., Гайров Р.Р. Состояние кислотности почв Республики Татарстан // Достижения науки и техники АПК, 2013, № 12. - С. 8-11.
3. Просянников В.И., Просянникова О.И. Агроэкологические условия плодородия пахотных почв на юго-востоке Западной Сибири // Вестник Российской академии естественных наук. Западно-Сибирское отделение, 2015, № 17. - С. 91-99.
4. Громов Н.Б., Соловьев В.М. Состояние и динамика плодородия пахотных почв Ярославской области // Агрохимический вестник, 2012, № 6. - С. 2-4.
5. Котченко С.Г., Абрамов Н.В. Мониторинг состояния плодородия почв Тюменской области // Мир Инноваций, 2015, № 1-4. - С. 100-106.
6. Бутырин М.В., Штанцова В.В. Динамика основных показателей плодородия почв Тюменской области // Земледелие, 2017, № 4. - С. 9-14.
7. Котченко С.Г., Воронин А.Я. Динамика плодородия почв Тюменской области // Достижения науки и техники АПК, 2016, Т. 30, № 7. - С. 41-43.
8. Якушев В.П., Осипов А.И. Химическая мелиорация почв - вчера, сегодня, завтра // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета, 2013, № 30. - С. 68-72.
9. Лукманов А.А., Миннуллин Р.М. Известкование кислых почв в республике Татарстан местными известковыми удобрениями // Агрохимический вестник, 2017, Т. 5, № 5. - С. 37-41.
10. Лукин С.В. Динамика кислотности и проведение химической мелиорации пахотных почв в Белгородской области // Агрохимический вестник, 2016, Т. 6, № 6. - С. 2-6.
11. Лукин С.В. Биологизация земледелия в Белгородской области: итоги и перспективы // Достижения науки и техники АПК, 2016, Т. 30, № 7. - С. 20-23.
12. Лукманов А.А., Гайров Р.Р., Каримова Л.З. Биологизация земледелия - дешевый источник повышения плодородия почв // Агрохимический вестник, 2015, Т. 2, № 2. - С. 6-9.
13. Лукин С.В. Экономическая эффективность биологизации земледелия Белгородской области // АПК: Экономика, управление, 2015, № 7. - С. 63-68.
14. Корнейко Н.И., Поддубный А.С. Программа известкования кислых почв в Белгородской области // Достижения науки и техники АПК, 2012, № 12. - С. 17-19.
15. Чекмарев П.А., Лукин С.В. Итоги реализации программы биологизации земледелия в Белгородской области // Земледелие, 2014, № 8. - С. 3-6.
16. Титова Э.В., Сорокин И.Б. Агрохимические ресурсы природного происхождения Томской области. В сборнике: Проблемы изучения и использования торфяных ресурсов Сибири / Материалы Третьей международной научно-практической конференции, 2015. - С. 226-239.
17. Чекмарев П.А., Купреев Е.М., Ермаков А.А. К проблеме кислотности почв нечерноземной зоны Российской Федерации // Достижения науки и техники АПК, 2017, № 7. - С. 14-19.
