CC BY
42
УДК 631.452(470,325)
МНОГОЛЕТНЯЯ ДИНАМИКА ПЛОДОРОДИЯ ПАХОТНЫХ ПОЧВ
БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ
С.В. Лукин, д.с.-х.н.
Центр агрохимической службы «Белгородский», e-mail: [email protected]
На основе анализа данных сплошного агрохимического обследования пахотных почв выявлены закономерности изменения основных параметров почвенного плодородия: кислотности, содержания органического вещества, подвижных форм фосфора и калия, микроэлементов. Рассмотрена динамика известкования кислых почв и применения удобрений.
Ключевые слова: известкование, кислотность, микроэлементы, мониторинг, органическое вещество почвы, плодородие почв, чернозем.
LONG-TERM DYNAMICS OF SOIL FERTILITY ARABLE OF BELGOROD REGION
S.V. Lukin
Based on analysis of solid agrochemical survey of arable soil, the regularities of the basic parameters of soil fertility: acidity, organic matter content, mobile phosphorus and potassium, and microelements. In this paper we consider the dynamics of liming acid soils and fertilizer use.
Keywords: liming, acidity, microelements, monitoring, soil organic matter, soil fertility, chernozem.
Важнейшее и ничем не заменимое свойство почвы -это ее способность производить урожай. За счет использования плодородия почв человечество получает более 90% продуктов питания. Поэтому сохранение и повышение почвенного плодородия - это стратегическая государственная задача, напрямую связанная с обеспечением продовольственной безопасности России. Для ее научно-обоснованного решения агрохимическая служба почти пятьдесят лет проводит мониторинг плодородия почв.
Цель данной работы - проанализировать многолетнюю динамику основных показателей плодородия пахотных почв, применения органических и минеральных удобрений в Белгородской области.
Территория Белгородской области включает лесостепную (около 75% площади) и степную почвенные зоны. Площадь пахотных почв составляет 1651 тыс. га. В структуре пашни преобладают типичные черноземы (44,8%), выщелоченные черноземы (25,7%) и серые лесные почвы (6,2%), распространенные в основном в лесостепной зоне. Черноземы обыкновенные и черноземы остаточно-карбонатные занимают 14,1% пашни, преимущественно в степной зоне. Доля черноземов солонцеватых составляет 3,6% площади пашни. По результатам последнего почвенного обследования, проводимого более тридцати лет назад, доля эродированной пашни составляла 47,9% [1]. Продолжительность периода с температурами выше 10°С составляет 150-158 дней, а сумма температур выше 10°С изменяется от 2500 на севере до 2750°С на юго-востоке области. В западной части годовая сумма осадков составляет 605-612, в юго-восточной - 559 мм.
При проведении обследования одну объединенную почвенную пробу (состоящую из 20-40 точечных проб) отбирали из пахотного (0-25 см) слоя почвы с площади 20 га. В отобранных пробах определяли: органическое вещество по методу Тюрина в модификации ЦИНАО, подвижные формы фосфора и калия по методу Чирикова в модификации ЦИНАО, подвижные формы цинка, меди и кобальта по методу Крупского и Александровой, под-
вижные формы серы по ГОСТ 26490-85, рН солевой вытяжки методом ЦИНАО.
Основной точкой отсчета и сравнения при проведении мониторинга плодородия почв было изучение целинных аналогов пахотных почв. В черноземе типичном тучном мощном заповедника «Белогорье» содержание органического вещества в верхнем слое гумусово-аккумулятивного горизонта составляет 10,1%, подвижных форм фосфора - 28 мг/кг, подвижных форм калия - 101 мг/кг, рНкс1 - 6,0. Целинные черноземы характеризуются достаточно низким уровнем содержания подвижных форм всех микроэлементов за исключением бора.
Один из основных видов деградации лесостепных подтипов черноземов и серых лесных почв области -декальцирование и подкисление, что приводит к ухудшению агрофизических параметров, снижению эффективности удобрений, уменьшению размеров симбиоти-ческой азотфиксации, ухудшению качества растениеводческой продукции и другим негативным последствиям. За 1976-2009 гг. доля кислых почв (рНкс1 < 5,5) в области увеличилась с 22,9 до 42,0%, в том числе сред-некислых (рНкс1 4,6-5,0) - с 1,5 до 11,7% (таблица). Ежегодные потери урожая, обусловленные влиянием неблагоприятной кислотности почв на растения, оцениваются в пересчете на зерно в 190 тыс. т.
Причина декальцирования - отрицательный баланс кальция в земледелии. Восполняются потери кальция в почве путем известкования. В 1984-1989 гг. в области известковалось 33,1 тыс. га, в 2005-2009 гг. - 1,7 тыс. га/год. С 2010 г. начала реализовываться программа известкования кислых почв и в 2012 г. было произвестковано 35,8 тыс. га, что выше объемов, достигнутых в середине восьмидесятых годов прошлого столетия, однако более чем в 2 раза меньше запланированных объемов (рис. 1).
В степных юго-восточных районах области в основном почвенный покров представлен черноземами обыкновенными, для которых характерно перемещение карбонатов с восходящими токами влаги в пахотный слой и подщелачивание реакции среды.
Динамика основных показателей плодородия почв
Показатель Циклы и годы агрохимического обследования
I II III IV V VI VII VIII
1964-1970 1971-1975 1976-1983 1984-1989 1990-1994 1995-1999 2000-2004 2005-2009
Доля кислых почв, % не опр. не опр. 22,8 26,9 35,9 33,5 36,4 42,0
Доля среднекислых почв, % не опр. не опр. 1,5 3,8 7,1 6,1 8,2 11,7
Подвижный фосфор, мг/кг 55 72 86 103 119 131 121 116
Подвижный калий, мг/кг 105 97 120 130 126 128 121 127
Органическое вещество, % не опр. не опр. не опр. 4,9 4,8 4,9 4,9 5,0
Подвижная сера, мг/кг не опр. не опр. не опр. не опр. 6,60 5,47 3,47 2,60
Подвижный цинк, мг/кг не опр. не опр. не опр. не опр. 1,40 0,66 0,51 0,50
Тыс.га
33,1 3 ,8
31
1 14,5 1
1 9,4
6,
:: 1,2 V I гяш 1111
1984- 1990- 1995- 2000- 2005- 2010 2011 2012 Годы 1989 1994 1999 2004 2009
Рис. 1. Динамика известкования кислых почв, тыс. га
т/га
5'4 5,2
2>2 В
— — и» | 1
1964- 1971- 1976- 1984- 1990- 1995- 2000- 2005- 2010 2011 2012 Г°ДЫ 1970 1975 1983 1989 1994 1999 2004 2009
Рис. 2. Динамика внесения органических удобрений, т/га посевной площади
Содержание и запасы органического вещества в почвах традиционно служат основным критерием почвенного плодородия. Дегумификация почв - одна из острейших агроэкологических проблем. По результатам почвенного обследования на протяжении 1955-1985 гг. снижение содержания органического вещества в пахотном слое почв составляло 0,5-1,0%, в 1985-2009 гг. стабилизировалось на уровне 4,8-5,0%. Аналогичная тенденция характерна для многих регионов России. Некоторые авторы [2] объясняют это тем, что содержание органического вещества в старопахотных почвах достигло уровня «базисного минимума», ниже которого снижение содержания за счет минерализации происходит очень медленно. В настоящее время 75% пахотных почв области относится к категории среднеобеспеченных (4-6%) по содержанию органического вещества.
Максимальный уровень использования органических удобрений был зафиксирован в 1984-1989 гг., когда в среднем за год вносили 5,4 т/га органических удобрений, что приближалось к научнообоснованным нормам. В 2005-2009 гг. органических удобрений было внесено в среднем 1,2 т/га. В связи с высокими темпами развития животноводства в 2012 г. уровень применения органических удобрений (в пересчете на навоз КРС) увеличился до 4 т/га (рис. 2).
Обеспеченность почв подвижным фосфором принято считать одним из главных признаков ее окультуренности. По данным первого цикла агрохимического обследования (1964-1970 гг.) основным фактором, лимитирующим урожайность сельскохозяйственных культур, было низкое (55 мг/кг) содержание подвижного фосфора в почвах. За период 1970-1999 гг. поступление фосфора с удобрениями существенно превосходило отчуждение этого элемента с урожаем и смывом почвы. В результате средневзвешенное содержание подвижных форм фосфора в почвах области увеличилось до 131 мг/кг. В 2000-2009 гг. баланс фосфора в земледелии стал отрицательным, что привело к снижению средневзвешенного содержания фосфора в почвах до 116 мг/кг (на 11,5%). По данным последнего завершенного цикла агрохимического обследования 41,5% пахотных почв области относятся к категории среднеобеспеченных (51-100 мг/кг), а 30,4% - к категории с повышенным (101-150 мг/кг) содержанием подвижного фосфора.
В 1964-1975 гг. средневзвешенное содержание подвижного калия в почве составляло 105 и 97 мг/кг. В 1976-1983 гг. величина данного параметра увеличилась до 120 мг/кг. В 1984-2009 гг. средневзвешенное содержание подвижного калия было относительно стабильным и находилось на оптимальном для большинства сельскохозяйственных растений уровне 121-130 мг/кг, несмотря на резко отрицательный баланс калия, который наблюдается на протяжении последних двадцати лет [3]. Валовое содержание калия в черноземах почти на порядок выше, чем фосфора. Исследованиями уста-
новлено, что в результате преобразования внесенного калия в необменную форму содержание его в почве после внесения удобрений увеличивается незначительно. Даже без внесения калийных удобрений в связи с постоянным пополнением количества подвижного калия за счет необменных форм в процессе динамического равновесия концентрация подвижного калия может длительное время сохраняться на неизменном уровне [4]. По данным восьмого цикла агрохимического обследования 39,0% пахотных почв относятся к категории с повышенным содержанием (81-120 мг/кг), а 36,1% почв - к категории с высоким (121 -180 мг/кг) содержанием подвижного калия.
Рис. 3. Динамика внесения минеральных удобрений, кг/га посевной площади
тыс.к.ед./га
з, 3 з 43 3, 78 3, 66
1 я
2,35
i 1, 90 1
-
1964- 1971- 1976- 1984- 1990- 1995- Z000- 2005- 2010 2011 2012 Го«ь| 1970 1975 1983 1989 1994 1999 2004 2009
Рис. 4. Динамика продуктивности пашни, тыс. кормовых единиц/га
Как негативный фактор современного агроэкологического состояния почв следует отметить их очень низкую обеспеченность подвижной серой и важнейшими микроэлементами. За 1990-2009 гг. средневзвешенное содержание подвижной серы в пахотных почвах сократилось в 2,5 раза, подвижного цинка - в 2,8 раза. Причина этого в низком уровне использования органических, серосодержащих минеральных удобрений и микроудобрений. Низкое содержание подвижных форм серы характерно для 97,3% обследованных почв, цинка - для 99,8%, кобальта - для 96,9%, меди - для 99,0%. В результате недобор зерна по самым скромным
оценкам составляет не менее 200 тыс. т/год зерна. Практически все пахотные почвы области хорошо обеспечены подвижными формами бора.
Содержание в пахотных почвах области токсичных элементов (мышьяка, кадмия, свинца, ртути) и искусственных радионуклидов (цезия-137, стронция-90) не представляет опасности для получения экологически безопасной
сельскохозяйственной продукции. Не выявлено пахотных почв, содержащих тяжелые металлы в концентрациях, превышающих ОДК или ПДК.
Между уровнем применения
минеральных удобрений по циклам агрохимического обследования и продуктивностью почв в области установлена положительная корреляция (г = 0,72) [5]. В среднем за 1964-2009 гг. на 1 га посевной площади вносили 82 кг минеральных и 2,8 т органических удобрений, а продуктивность составляла 2,91 тыс. корм.ед. В 2005-2009 гг. в среднем вносили 89 кг/га минеральных и 1,2 т/га органических удобрений, при этом продуктивность составила 3,43 тыс. корм.ед/га (рис. 3, 4).
Таким образом, на протяжении последних двадцати лет пахотные почвы Белгородской области в целом характеризуются стабильным содержанием органического вещества и подвижных форм калия. В то же время наметились негативные тенденции снижения содержания подвижных форм фосфора, серы и основных микроэлементов, повышения кислотности почв лесостепной зоны. Пока ниже необходимого уровня объемы внесения удобрений и известкования.
Литература
1. Соловиченко В.Д. Плодородие и рациональное использование почв Белгородской области. - Белгород: Отчий дом, 2005. - 292 с.
2. Завьялова Н.Е. Методические подходы к изучению гумусного состояния пахотных почв // Плодородие, 2006, № 1. - С. 11-15.
3. Лукин С.В. Круговорот основных питательных элементов в земледелии Белгородской области // Достижения науки и техники АПК, 2012, № 4. - С. 15-17.
4. Синягин И.И. Агротехнические условия высокой эффективности удобрений. - М.: Россельхозиздат, 1980. - 222 с.
5. Лукин С.В. Применение удобрений и продуктивность пашни // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук, 2012, № 6. - С. 14-17.
