CC BY
22
е.
ПЛОДОРОДИЕ
УДК 631.821.1
Известкование
в
почв
Орловской области
Л.А. НЕЧАЕВ, доктор сельскохозяйственных наук
Всероссийский НИИ зернобобовых и крупяных культур В.И. КОРОТЕЕВ, кандидат сельскохозяйственных наук
Департамент сельского хозяйства Орловской области E-mail: office@vniizbk. orel. ru
Обосновано проведение известкования почв в земледелии на основе уровня кислотности и гранулометрического состава почв.
Ключевые слова: известкование, степень кислотности почв, гранулометрический состав, урожайность культур.
Реакция почвенного раствора оказывает сложное многостороннее действие на почву и растения. Повышенная кислотность отрицательно влияет на физико-химическое состояние плазмы клеток корня, их проницаемость и набухаемость, из-за чего ухудшается рост растений, поглощение питательных веществ из почвы и удобрений. Избыточное количество ионов в почвенном растворе усиливает проникновение их в клеточный сок, что отрицательно сказывается на прохождении биохимических процессов: прежде всего, тормозится синтез белков и сложных сахаров, а в растениях накапливается азот и моносахара. Под влиянием повышенной кислотности задерживается закладка генеративных органов.
Кроме того, повышенная кислотность оказывает многостороннее косвенное воздействие на почву: ионы водорода, вытесняя из почвенного поглощающего комплекса катионы кальция, повышают дисперсность почвы, вследствие чего она имеет плохую структуру, низкую емкость поглощения, слабую буферность. При этом подавляется деятельность полезной микрофлоры и образование доступных для растений элементов питания.
Одно из радикальных средств получения высоких урожаев и качественной продукции на кислых почвах - их известкование, которое имеет также и природоохранное значение.
В Центральной России, в том числе в Орловской области, почвы известковали многие годы, но наиболее широко - в 1970-1980 гг., благодаря чему кислотность их понизи-
лась. Однако главный итог двадцатилетнего применения известковых удобрений состоит в том, что был изменен характер природного процесса обеднения почв основаниями, в первую очередь, кальцием. На рубеже 80-х гг. баланс кальция в почвах Центральной Лесостепи впервые стал положительным. Вместе с тем, площади кислых почв мало снизились, так как уровень применения известковых удобрений составлял менее половины потребности в них. В результате две трети удобрений расходовалось на компенсацию потерь кальция и лишь одна треть - на снижение почвенной кислотности.
I. Кислотность почв пашни в Орловской области, тыс. га
Степень кислотности 1976-1982 гг. 1983-1989 гг. 2007-2009 гг.
Сильнокислые 22,2 22,9 36,2
Среднекислые 449,7 503,2 757,0
Слабокислые 953,6 871,6 635,6
Близкие к нейтральным и нейтральные 201,5 275,5 246,2
2. Средние ежегодные прибавки урожая от внесения извести на дерново-подзолистой почве с различной кислотностью (данные Географической сети опытов России)
Культура Кислотность почвы (рНсо^) Прибавки урожая, ц/га (при дозах СаС03, т/га)
2-4 4-6 6-8 более 8
Озимая пшеница 4,5 и ниже 3,9 4,6 5,4 6,6
4,6-5,0 2,7 4,0 4,6 5,0
5,1-5,5 1,0 1,5 2,0 2,5
Озимая рожь 4,5 и ниже 2,0 3,0 3,5 3,8
4,6-5,0 1,7 2,0 2,4 2,8
5,1-5,5 0,5 1,0 1,2 1,2
Ячмень 4,5 и ниже 3,6 4,0 4,5 5,1
4,6-5,0 3,0 3,6 4,1 4,4
5,1-5,5 1,4 1,8 2,0 2,0
Овес 4,5 и ниже 2,0 2,3 2,6 2,9
4,6-5,0 1,7 2,0 2,2 2,5
5,1-5,5 0,5 1,0 1,2 1,2
Кукуруза на силос 4,5 и ниже 40 60 70 80
4,6-5,0 20 30 40 40
5,1-5,5 10 15 20 20
Яровая пшеница 4,5 и ниже 2,0 2,4 2,6 2,8
4,6-5,0 1,0 1,5 2,0 2,0
5,1-5,5 0,5 0,8 0,8 1,0
Многолетние травы 4,5 и ниже 18 25 27 30
(сено) 4,6-5,0 12 15 18 20
5,1-5,5 9 12 13 15
Корнеплоды 4,5 и ниже 60 90 120 140
4,6-5,0 20 40 50 60
5,1-5,5 10 15 15 15
Картофель 4,5 и ниже 10 14 18 20
4,6-5,0 13 17 17 10
5,1-5,5 5 5 5 -
U ф
2 л
<в
<в л
s
а
z
IO
ч
P О
1ёГаГвГаёа.р65 11 25.09.2012, 15:50
За последние десятилетия отмечено значительное подкисление почв ЦЧЗ. Так, в 1971 г. площадь кислых почв составляла 418 тыс. га (32,2 % пашни), а к 199S г. - 1630 тыс. га (48,3 % пашни). Значительно ухудшилось состояние кислотности почв пашни и в Орловской области (табл. 1), поскольку известкование, фосфоритование и применение органических удобрений здесь начиная с 1994 г. резко снизились. Если в 1980 г. известкование проводили на площади 119,S-1SS,7 тыс. га, то с 1994 по 2003 гг. было произвестковано всего 0,8-S,8 тыс. га, а в 20042009 гг. - 1,4-4,4 тыс. га.
Подкислению почв способствуют и минеральные удобрения. Типичные физиологически кислые удобрения - сульфат аммония, хлористый и сернокислый калий; физиологически щелочные - кальциевая и натриевая селитра. Подкисляющее действие удобрений связано и с присутствием в их составе свободных кислот (серной, фосфорной, азотной). Так, внесение в течение семи лет минеральных удобрений в опытах лаборатории агрохимии ВНИИЗБК (19972003 гг.) в дозе N250P310K315 изменило рН с S,6 до S,2, т.е. темно-серая лесная почва, считавшаяся близкой к нейтральной, стала близкой к слабокислой.
Известкование почв особенно необходимо при интенсификации адаптивно-ландшафтного и точного земледелия, поскольку в этих случаях резко усиливается миграция оснований из пахотного слоя и вынос кальция урожаем. В среднем его потери составляют 3S0-6S0 кг/га (в год в пересчете на СаСО3), и с ростом применения минеральных удобрений увеличиваются.
Обобщение результатов 2300 учетов урожаев сельскохозяйственных культур, полученных за 60 лет в различных полевых опытах [1, 2], показывает относительно высокую эффективность влияния известкования на продуктивность наиболее распространенных культур (табл. 2).
Кислотность почвы относится к одному из основных факторов, определяющих активность клубенько-^ вых бактерий бобовых растений при ® фиксации атмосферного азота. Дан-I-. ные исследований ВНИИЗБК и Все-z российского НИИ земледелия и за-ф щиты почв от эрозии показывают, что g большинство клубеньковых бакте-■з рий заражают растения и фиксируют ç атмосферный азот при рН почвен-
ф ного раствора в пределах S-8. Поэто-00
12
му известкование кислых почв оказывает положительное действие как на распределение, так и на активность клубеньковых бактерий, что положительно сказывается на урожае зернобобовых культур, их качестве и в конечном счете повышает продуктивность культур севооборота. Об этом свидетельствуют результаты стационарного опыта с зернопаропро-пашными севооборотами (с зернобобовыми культурами и без них) лаборатории агроэкосистем ВНИИЗБК, заложенного на темно-серой сред-несуглинистой почве (табл. 3).
Как видно из данных таблицы 3, без внесения удобрений и мелиоранта в севообороте без зернобобовых культур урожайность озимой пшеницы составляла 19,3 ц/га, гречихи - ^,4, ячменя - 22,8 и сиде-рата (люпина) - 32,0 ц/га, а в севообороте с зернобобовыми культура-
ми - соответственно 29,6; 18,6 и 23^ ц/га. Еще сильнее повышается урожайность культур в вариантах с применением органических и минеральных удобрений, известкования.
По чувствительности к кислотности почвы зернобобовые культуры можно расположить в такой убывающий ряд: люцерна, клевер, эспарцет (культуры наиболее чувствительные и наиболее отзывчивые на известкование); горох, вика, соя, кормовые бобы, фасоль (менее чувствительные к известкованию, но проявляют достаточно высокую положительную реакцию на нейтрализацию не только сильной и средней, но и слабой кислотности почвы) и, наконец, люпин и сераделла (не требуют известкования средне-кислых почв, положительно реагируют на известкование кислых почв под другие культуры севооборота).
3. Урожайность культур севооборотов в зависимости от наличия в них зернобобовых культур, внесения удобрений и извести (стационарный опыт ВНИИЗБК, 1996-2000 гг.)
Удобрение Озимая пшеница, 19982000 гг. Гречиха, 19961997 гг. Ячмень, 19961997 гг. Сидерат (люпин) 19971999 гг.
органическое (В) известковое (С) минеральное (D)
Севооборот без зернобобовых (фактор А)
Без Без Без удобр. 19,3 15,4 22,8 32,0
удобрений мелиоранта РК 28,8 17,5 22,4 31,1
PK+N0,5 32,0 18,3 30,6 34,9
PK+N1,0 33,0 19,7 33,3 39,3
СаО, Без удобр. 21,4 17,7 23,7 28,3
по 1,0 Нг РК 27,2 18,7 24,5 32,0
PK+N0,5 33,3 19,1 32,1 35,5
PK+N1,0 31,4 19,1 35,3 41,2
Навоз, Без Без удобр. 18,9 18,5 24,1 32,5
80 т/га мелиоранта РК 23,4 19,3 26,9 32,9
PK+N0,5 32,3 19,7 33,0 37,2
PK+N1,0 28,6 18,9 32,5 43,5
СаО Без удобр. 23,9 20,3 27,9 30,9
по 1,0 Нг РК 25,9 19,2 28,1 33D0
PK+N0,5 35,5 19,1 35,0 37D8
PK+N1,0 36,7 19,5 36,0 42D8
Севооборот с зернобобовыми (А)
Без Без Без удобр. 29,6 18,6 23,5 22D4
удобрений мелиоранта РК 37,4 19,7 25,8 26D4
PK+N0,5 36,1 20,6 34,3 29D5
PK+N1,0 37,6 19,4 35,5 29D9
СаО, Без удобр. 26,6 20,1 26,9 22D4
по 1,0 Нг РК 39,4 20,8 28,9 26D2
PK+N0,5 32,6 20,3 38,6 28D6
PK+N1,0 33,2 19,3 36,7 29D0
Навоз, Без Без удобр. 31,8 20,0 26,8 25D7
80 т/га мелиоранта РК 42,5 19,4 29,9 25D6
PK+N0,5 36,8 21,0 37,3 31D0
PK+N1,0 34,7 20,0 40,8 31D2
СаО Без удобр. 32,2 20,0 28,1 22D4
по 1,0 Нг РК 39,8 20,9 31,1 26D7
PK+N0,5 33,2 20,4 39,4 32D1
PK+N1,0 33,6 20,3 39,4 31D0
НСР05для фактора А 1,9 0,3 1,7 1,9
для фактораВ 1,9 0,3 1,7 1,9
для фактора С 1,9 0,3 1,7 1,9
для фактора D 2,8 0,3 2,5 2D6
ÏëîàîÔîàèà.p65 12 25.09.2012, 15:50
4. Дозы извести в зависимости от рН и гранулометрического состава темно-серой лесной и дерново-подзолистых почв, т/га (многолетние данные Географической сети опытов и ВНИИЗБК)
Гранулометрический рН СОЛ
состав почвы 3,8- 4,0 4 1- 4,3 4 4-4, 5 4,6 4 9 5, 0 5 ,2 5 3 5 5 5 6 -6 ,0
Песчаный 4,5- 4,0 4, 0- 3,5 3, 0-2 ,5 2,5- 2 0 1 ,5 1, 0 0 7 0 5 0 3 0 0
Супесчаный 7,0- 5,5 5, 5- 4,5 3 5-3, 3 3,0- 2 5 2 0 1 5 1 ,2 1, 0 1 0 0 0
Легкосуглинистый 8,0- 6,5 6, 5- 5,5 4 5-4, 3 4,0- 3, 5 3 0 2 5 2 0 1 5 2 0 1 0
Среднесуглинистый 9,0- 8,0 8, 0- 6,5 5, 5-5 ,3 5,0- 4 5 4 ,0 3, 5 3 0 2 5 2 5 1 5
Тяжелосуглинистый 10,5 -9,5 9, 5- 7,5 7, 0-6 ,5 6,5- 6 0 5, 5 5 ,0 4 ,5 4, 0 3 5 2 0
Легкоглинистый 12,5 -9,5 10 ,0 -8,0 7, 5-7 0 7,5- 6 0 6 0 5 ,5 5 0 4 5 4 5 3, 0
Средне- и тяжелоглинистый 14,5- 10,5 11 ,0 -9,0 8, 0-7 ,5 7,5- 7, 0 6 5 6 ,0 5 5 5 ,0 5 0 3 5
Расчет доз мелиоранта основывается на знании агрохимических и агрофизических свойств почв. Например, в старопахотных почвах содержание обменного водорода может быть незначительным, а наиболее токсичны для растений обменный алюминий, марганец и железо, которые нейтрализуют кальций и магний. Доза известкового удобрения устанавливается с учетом блокировки вредных элементов, возмещения потерь кальция, нейтрализации подкисляющего действия минеральных удобрений, насыщения сорбционной емкости кальцием, возмещения потерь известкового удобрения в результате смыва.
Многолетние данные Географической сети опытов и стационаров ВНИИЗБК свидетельствуют о том, что известкование высокорентабельно, и в большинстве случаев затраты на него окупаются в течение одного-двух лет. Известкование особенно эффективно, если его объемы рассчитывать на основе кислотности и гранулометрического состава почв (табл. 4).Так, на песчаных почвах в зависимости от кислотности требуется 1,0-4,S т/га извести, на среднесуг-линистых - 3,S-9,0, а на легкоглинистых - S,S-12,S т/га.
Установлена также пригодность определения Са лактатным методом для характеристики обеспеченности этим элементом почв и растений [1, 2, 4, S]. Оптимальные уровни обеспеченности кальцием составляют для песчаных почв 200 мг/кг, суглинистых - 300, тяжелоглинистых - 400-S00 мг/кг.
Ландшафтно-экологические аспекты современного земледелия должны быть основаны на соответствии агробиологических требований культур и их сортов биоклиматическому потенциалу и мелиоративному состоянию агроландшафта. В таких системах земледелия конкретные рекомендации по размещению полевых и лесных культур, структуре по-
севов должны разрабатываться исходя из особенностей проведения мелиораций. Это один из важнейших принципов оптимизации, экологически безопасного и эффективного использования агроландшафта.
Таким образом, значение известкования кислых почв существенно возрастает в связи с переходом на интенсивные адаптивно-ландшафтные системы земледелия, когда получить высокий урожай без внесения извести нельзя. Кальций, внесенный с известью, коагулирует почвенные коллоиды, улучшает структуру почвы, повышает ее водопрочность, изменяет биологические процессы в почве. При известковании кислых черноземов и темно-серых лесных почв Центральной Лесостепи активизируется не только жизнедеятельность полезной микрофлоры, но и улучшаются минеральное питание растений и физические свойства почв, активизируется трансформация органических соединений.
Для организации рационального известкования почв и государственного контроля за использованием земель, экономически и научно обоснованной работы с удобрениями надо изменить структуру штата и функции областных Центров химизации и сельскохозяйственной радиологии. В их структуру надо ввести отдел для проведения почвенно-мелиоративных обследований, что ранее делалось системой ликвидированного в настоящее время Гип-розема. Обследованию должны подлежать все земли сельскохозяйственного назначения. На их основе необходимо составлять почвенные карты землепользований и землевладений.
Литература
I. Расширенное воспроизводство плодородия почв в интенсивном земледелии Нечерноземья. Под общ. ред. ак. РАСХН Н.З. Милащенко. - М., 1993. -
864 с.
2. 60 лет Географической сети с удобрениями/Бюллетень ВИУА, № 115. - М., 2001. - 220 с.
3. Нечаев Л.А., Баранов В.М., Торуба-ров Н.П. Мелиорация земель в адаптивно-ландшафтном земледелии Центральной лесостепи ЦЧО. - Орел: Труд, 2005. - 472 с.
4. Нечаев Л.А., Гнетиева Л.Н. Результаты исследований по повышению плодородия почвы и эффективному использованию удобрений/Научное обеспечение производства зернобобовых и крупяных культур. Сб. научн. тр. - Орел, 2004. - С. 136-144.
5. Нечаев Л.А., Гнетиева Л.Н., Хлебников А.И., Коротеев В.И. Влияние на агрохимические свойства темно-серых лесных почв длительного применения удобрений в биологизированном земледелии/Длительное применение удобрений. Агрохимические, агрономические Пря-нишниковские чтения, посвященные 145-летию со дня рождения Д.Н. Прянишникова. - Новосибирск, 2011. - С. 249263.
Статья поступила е редакцию 23.09.2011
Soil liming in Orel region
u
a
L.A. Nechaev, V.I. Koroteev
rn s
There is being shown the necessity of soils liming for agriculture based on the acidity level and granulometric soil composition. to
Keywords: liming, acidity level, granulometric composition, yield.
■ P
1ёГаГбГаёа.р65 13 25.09.2012, 15:50
