Мониторинг содержания микроэлементов в черноземных почвах Центрального Предкавказья Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

в/

ПЛОДОРОДИЕ

doi: 10.24411/0044-3913-2020-10301 УДК 631.416.9:631.445.4(470.62/67)

о

СЧ О СЧ О

Ф ^

Ш

4

ш ^

5

ш СО

Мониторинг содержания микроэлементов в черноземных почвах Центрального Предкавказья

Ю. И. ГРЕЧИШКИНА1, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент (е-mail: lnwg@mail.ru) В. Г. СыЧЕВ2, доктор сельскохозяйственных наук, академик РАН, директор (е-mail: geosetvniia@gmail.com) 1Ставропольский государственный аграрный университет, пер. Зоотехнический, 12, Ставрополь, 355017, Российская Федерация 2Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии им. Д. Н. Прянишникова, ул. Прянишникова, 31а, Москва, 127550, Российская Федерация

Исследования с целью изучения содержа -ния валовыхи подвижныхформ микроэлементов в черноземах Центрального Предкавказья проводили в2000-2018гг. в Ставропольском крае. Объектами исследования выступали основные подтипы черноземных почв, сформированные на наиболее распространенных почвообразующих породах. Агрохимическое обследование почв и определение в них валовых и подвижных форм микроэлементов выполняли в соответствии с общепринятыми методами. Валовое содержание бора в пахотном слое черноземных почв Центрального Предкавказья варьирует от 85 до 120 мг/кг, марганца - от240до 385 мг/кг, меди - от 10,0 до 16,8 мг/кг, цинка - от 26,8 до 38,3 мг/кг, кобальта - от 4,8 до 5,6 мг/кг. По подтипам черноземных почв Центрального Предкавказья концентрация подвижных форм бора составляет от 2,22 до 2,60 мг/кг, что свидетельствует об их очень высокой обеспеченности этим микроэлементом. Содержание подвижного марганца в пахотном слое черноземов варьирует от 14,9 до 17,1 мг/ кг почвы, что классифицируется как средняя обеспеченность, подвижной меди - от 0,20 до 0,24 мг/кг(низкая и средняя обеспеченность), кобальта - от0,05 до 0,08 мг/кг (острый недостаток), цинка - от 0,43 до 0,64 мг/кг(острый недостаток). Отмечена тенденция снижения содержания подвижного марганца в южных черноземах. Для черноземных почв Центрального Предкавказья необходима реализация комплекса мероприятий, направленных на повышение содержания подвижных форм цинка, кобальта, меди и марганца, значение которых по мере увеличения урожаев сельскохозяйственных культур будет возрастать.

Ключевые слова: микроэлементы, чернозем, почва, мониторинг, плодородие, удобрения, системы удобрения, валовые формы.

Для цитирования: Гречишкина Ю. И., Сычев В. Г. Мониторинг содержания микроэлементов в черноземных почвах Центрального Предкавказья / Земледелие. 2020. № 3. С. 8-10. doi: 10.24411/00443913-2020-10301.

Группа микроэлементов, которые содержатся в почвах и растениях в ничтожно малых количествах, заслуживает пристального внимания исследователей. О важности микроэлементов свидетельствуют разнообразные нарушения в ходе роста и развития растений при их недостатке или отсутствии.

Цель работы - изучение содержания микроэлементов в основных подтипах черноземов Центрального Предкавказья.

Объектами исследования выступали основные подтипы черноземных почв Центрального Предкавказья, сформированные на наиболее распространенных почвообразующих породах. Работу проводили в 2000-2018 гг в Ставропольском государственном аграрном университете на стационаре кафедр агрохимии и физиологии растений и земледелия, а также в производственных условиях.

Агрохимическое обследование почв выполняли в соответствии с «Методическими указаниями по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения» (М., 2003). Содержание подвижных соединений цинка, марганца, меди и кобальта в почвах определяли по методу Крупского и Александровой в модификации ЦИНАО (ГОСТ Р 50686-94, ГОСТ Р 50685-94, ГОСТ Р 50683-94); бора - по методу Бергера и Труога в модификации ЦИНАО (ГОСТ Р 50688-94) при их извлечении ацетатно-аммонийным буферным раствором с

1. Уровень обеспеченности почв подвижными формами микроэлементов

(ЦИНАО, 1994), мг/кг

Обеспеченность Бор Марганец I Медь Цинк Кобальт

Низкая < 0,34 < 10,0 < 0,20 < 2,00 < 0,16

Средняя 0,34.0,70 10,0.20,0 0,20.0,50 2,00.5,00 0,16.0,30

Высокая > 0,70 > 20,0 > 0,50 > 5,00 > 0,30

Главным фактором регулирования круговорота веществ в современном земледелии следует считать изменение содержание макро- и микроэлементов [1, 2]. К числу основных условий формирования стабильно высоких урожаев сельскохозяйственных культур относятся контроль и корректировка содержания и поступления элементов питания [3, 4, 5].

Недостаток или отсутствие микроэлементов в почве зачастую вызывает сходные признаки у различных растений. При их дефиците нарушаются окислительно-восстановительные процессы в растительной клетке, углеводный и азотный обмен. Оптимальное соотношение микроэлементов повышает устойчивость растений не только к болезням, но и к неблагоприятным условиям внешней среды [6].

рН 4,8 и последующем определении на атомно-абсорбционном спектрофотометре; статистическую обработку экспериментальных данных - методом дисперсионного анализа (Б. А. Доспехов, 1985). Уровень обеспеченности почв подвижными формами микроэлементов оценивали в соответствие с общепринятой шкалой (табл. 1).

Валовые запасы микроэлементов в черноземных почвах Центрального Предкавказья достаточны (табл. 2), но их переходу в подвижное состояние, очевидно, препятствует высокая щелочность и карбонатность почв и другие факторы. Так, валового марганца в почвах в 10...20 раз больше, чем подвижного, меди - в 50.150 раз, цинка - в 30. 120 раз, кобальта - в 50.130 раз. В целом в легкодоступные для растений

2. Содержание валовых форм микроэлементов в пахотном слое черноземных почв Центрального Предкавказья (2018 г.), мг/кг

Почва Бор 1 Марганец I Медь I Цинк 1 Кобальт

Чернозем выщелоченный 100 240 10,0 26,8 5,1

Чернозем типичный 120 274 16,8 36,2 4,8

Чернозем обыкновенный 85 385 16,0 38,3 5,6

Чернозем южный 92 327 14,5 35,2 5,0

3. Содержание подвижных форм микроэлементов в пахотном слое черноземов Ставрополья (по данным ФГБУ ГЦАС «Ставропольский»), мг/кг

Подтип черноземов Микроэлемент Год Среднее

1965 1970 1975 1980 1985 1990 I 1995 2000 2005 2010 | 2015 2018

Выщелочен- В - - - 2,30 3,00 3,00 2,10 1,60 - 2,90 2,90 2,90 2,40

ные Мп - - - 18,0 18,0 18,0 10,0 9,0 - - 21,0 21,0 16,4

Си - - - 0,27 0,13 0,21 0,13 0,23 - - 0,22 0,22 0,21

Zn - - - 0,25 0,42 0,50 0,24 0,28 - - 0,70 0,79 0,43

Со - - - 0,07 0,05 0,05 0,05 0,05 - - 0,04 0,04 0,05

Типичные В 2,80 3,00 2,90 2,30 2,20 2,00 2,40 2,80 2,00 2,90 3,10 3,10 2,60

Мп 30,0 15,0 14,0 12,0 12,0 13,0 12,0 10,0 19,0 21,0 25,0 25,0 17,1

Си 0,17 0,23 0,28 0,32 0,30 0,31 0,34 0,10 0,12 0,22 0,22 0,22 0,24

Zn 1,50 0,60 0,50 0,70 0,50 0,60 0,20 0,40 0,50 0,80 0,70 0,70 0,64

Со 0,05 0,11 0,10 0,07 0,10 0,08 0,04 0,04 0,04 0,07 0,07 0,07

Обыкновен- В - - 2,00 2,10 2,10 2,50 2,10 2,10 2,30 2,30 2,40 2,26

ные Мп - - 17,0 2,1 18,0 18,0 12,0 10,0 14,0 19,0 19,1 19,0 16,6

Си - - 0,21 0,23 0,18 0,25 0,26 0,18 0,18 0,19 0,20 0,19 0,21

Zn - - 0,70 0,60 0,50 0,60 0,30 0,40 0,30 0,50 0,50 0,50 0,49

Со - - - 0,07 0,05 0,05 0,05 0,05 - - 0,10 0,10 0,06

Южные В - - 2,11 2,02 1,95 2,10 2,42 2,11 2,18 2,32 2,52 2,50 2,22

Мп - - 16,5 18,3 17,2 17,3 14,5 13,7 14,0 19,0 9,3 9,3 14,9

Си - - 0,29 0,21 0,14 0,21 0,26 0,18 0,18 0,19 0,18 0,17 0,20

Zn - - 0,64 0,45 0,49 0,52 0,38 0,44 0,30 0,51 0,54 0,53 0,48

Со - - - 0,05 0,07 0,07 0,05 0,05 0,09 0,10 0,13 0,12 0,08

средним - марганца (14,9.. .17,1 мг/кг) и очень высоким - бора (2,22.2,60 мг/кг). Отмечена тенденция снижения обеспеченности подвижным марганцем в южных черноземах. Для черноземных почв Центрального Предкавказья необходима реализация комплекса мероприятий, направленных на повышение содержания подвижных цинка, кобальта, меди и марганца, значение которых по мере увеличения урожаев будет возрастать.

формы переходят от 3 до 10 % валовых форм микроэлементов [6, 7, 8].

Все подтипы черноземов Центрального Предкавказья характеризовались высоким содержанием подвижного бора (табл. 3). Несмотря, на общий высокий уровень, количество подвижного бора в пахотном слое различных подтипов черноземных почв различается [8]. Наиболее богаты этим элементом черноземы типичные и выщелоченные (в среднем 2,40.2,60 мг/кг), немного меньше его в черноземах южных и обыкновенных (2,22.2,26 мг/кг). На содержание подвижного бора в пахотном слое почвы оказывают влияние множество факторов: почвообразующие породы, гранулометрический состав почвы, реакция среды и концентрация почвенного раствора, количество органического вещества, водный и тепловой режимы и др. Чем тяжелее гранулометрический состав почвы, тем она богаче подвижным бором [1, 9, 10]. Бор - единственный микроэлемент, находящийся в почвах Центрального Предкавказья в избытке. В некоторых хозяйствах отмечается борное засоление почв, что негативно сказывается на росте и развитии сельскохозяйственных культур, а также приводит к избыточному накоплению этого элемента в растениях [11].

Обеспеченность марганцем большей части черноземов Центрального Предкавказья средняя. Содержание валовых форм марганца в пахотном слое черноземов составляет от 240 до 385 мг/кг (см. табл. 2), подвижного -14,9.17,1 мг/кг почвы (см. табл. 3). Среди изучаемых подтипов наименьшая обеспеченность этим элементом отмечена в черноземах южных.

Черноземы Центрального Предкавказья испытывают недостаток подвижной меди, ее содержание в пахотном слое различных подтипов составляет в среднем 0,20.0,24 мг/кг с варьиро-

ванием от 0,10 до 0,34 мг/кг что укладывается в градации низкой и средней обеспеченности. При этом в пашне почв с низкой обеспеченностью подвижной медью 86 %, остальные 14 % характеризуются средней обеспеченностью [8]. Отмечена прямая зависимость между содержанием подвижной меди и запасами органического вещества в почвах. Кроме того, снижение концентрации подвижных форм меди в пахотном слое почв обусловлено сокращением применения минеральных, особенно фосфорных, удобрений [9].

Содержание подвижного цинка в черноземах Центрального Предкавказья составляет 0,43.0,64 мг/кг что соответствует низкой степени обеспеченности. Это самый дефицитный микроэлемент в черноземных почвах края [6].

Концентрация кобальта в черноземах различных подтипов составляет в среднем 0,05.0,08 мг/кг с варьированием от 0,04 до 0,13 мг/кг Практически вся пашня характеризуются низкой обеспеченностью этим микроэлементом, на среднеобеспеченную приходится около 1 % площади черноземов [7, 8]. Среднее количество подвижного кобальта находится на критично низком уровне - 0,065 мг/кг Валовое содержание этого элемента составляет от 4,8 до 5,6 мг/кг (см. табл. 2) в зависимости от подтипа чернозема. На подвижные соединения приходится 0,5.1,0 % от его общего содержания.

Таким образом, валовое содержание марганца в пахотном слое черноземных почв Центрального Предкавказья составляет 240.385 мг/кг бора - 85.120 мг/кг цинка - 26,8.38,3 мг/кг меди -10,0.16,8 мг/кг кобальта - 4,8.5,6 мг/ кг Все подтипы черноземных почв характеризуются очень низким содержанием подвижных форм цинка (0,43.0,64 мг/ кг) и кобальта (0,05.0,08 мг/кг), низким и средним - меди (0,20.0,24 мг/кг),

Литература.

1. Агеев В. В. Системы удобрения в севооборотах Юга России. Ставрополь: ЦНТИ, 2001. 353 с.

2. Есаулко А. Н., Гречишкина Ю. И., Олейников А. Ю. Влияние микроудобрений на урожайность и качество зерна озимой пшеницы на черноземе выщелоченном // Агрохимический вестник. 2001. № 4. С. 10.

3. Калугин Д. В., Есаулко А. Н., Кукушкина В. В. Динамика содержания макро и микроэлементов под озимой пшеницей в результате реминерализации чернозема выщелоченного // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2017. № 128. С. 135-145.

4. Куприченков М. Т Почвы Ставрополья: монография. Ставрополь: ГУП «Ставропольская краевая типография», 2005. 423 с.

5. Методические указания по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2003. 240 с.

6. Пейве Я. В. Содержание доступных форм микроэлементов в почвах СССР // Микроэлементы в растениеводстве. Рига: 3 Луч, 1958. С. 255-278. м

7. Особенности питания и удобрения л сельскохозяйственных культур на Юге России Д / В. В. Агеев, А. П. Чернов, А. П. Куйдан и др. е Ставрополь: ГСХА, 1999. 113 с. и

8. Подколзин А. И., Демкин В. И., Бур- (В лай А. В. Микроэлементы в земледелии 32 юга Росси. Ставрополь: Ставроп. краевая ( тип., 2002. 336 с. 0

9. Эффективность микроудобрений Ми- 2 кромак и Микроэл в посевах озимой пшеницы 0

doi: 10.24411/0044-3913-2020-10302 УДК 631.445.41:631.42

Влияние вертикальной зональности и антропогенной деятельности на динамику морфометрических параметров черноземов

на черноземе выщелоченном / А. Н. Есаулко, Ю. И. Гречишкина, В. А. Бузов и др. // Плодородие. 2010. № 1. С. 24-25.

10. Starter fertilizers for com on soils testing high in phosphorus in the Northeastern USA / G. W. Roth, D. B. Beegle, S. M. Fleinbaugh et al. // Agronomy journal. 2006. № 98 (4). P. 1121-1127.

11. Malcom E. Use of soil databases in resource assessments // Handbook of soil science. New York: Zinzer Books, 2010. P. 76-77.

Monitoring of the trace element content in chernozems of the Central Ciscaucasia

Y. I. Grechishkina1,V. G. Sychev2

1Stavropol State Agrarian University, per Zootekhnicheskii, 12, Stavropol', 355017, Russian Federation 2D. N. Pryanishnikov All-Russian Research Institute of Agrochemistry ul. Pryanishnikova, 31 a, Moskva, 127550, Russian Federation

Abstract. In 2000-2018 in the Stavropol Territory we determined the content of total and mobile forms of trace elements in chernozems of the Central Ciscaucasia. The main subtypes of chernozem soils formed on the most common parent rocks were the objects of the study. Agro-chemical examination of soils and determination of the content of total and mobile forms of trace elements was carried out in accordance with generally accepted methods. The total content of boron in the arable layer of chernozem soils of the Central Ciscaucasia varied from 85 mg/kg to 120 mg/kg, manganese - from240mg/kg to 385 mg/kg, copper - from 10.0 mg/kg to 16.8 mg/kg, zinc - from 26.8 mg/kg to 38.3 mg/kg, cobalt -from 4.8 mg/kg to 5.6 mg/kg. Over the subtypes of chernozem soils of the Central Ciscaucasia, the concentration of mobile forms of boron was from 2.22 mg/kg to 2.60 mg/kg, which indicated their very high provision with this trace element. The content of mobile manganese in the arable layer of chernozems varied from 14.9 mg/kg to 17.1 mg/kg of soil, which was classified as average availability, of mobile copper - from 0.20 mg/kg to 0.24 mg/kg (low and average availability), of cobalt - from 0.05 mg/kg to 0.08 mg/kg (acute deficiency), of zinc - from 0.43 mg/kg to 0.64 mg/kg (acute deficiency). A tendency toward a decrease in the content of mobile manganese in southern chernozems was noted. For chernozem soils of the Central Ciscaucasia, it is necessary to implement a set of measures aimed at increasing the content of mobile forms of zinc, cobalt, copper and manganese, the value of which will increase with increasing crop yields.

Keywords: trace elements; chernozem; soil; 0 monitoring; fertility; fertilizers; fertilizer systems; eg total forms.

Author Details: Y. I. Grechishkina, Cand. P) Sc. (Agr.), assoc. prof. (e-mail: lnwg@mail.ru); g V. G. Sychev, member of the RAS, D. Sc. (Agr.),

director (e-mail: geosetvniia@gmail.com). s For citation: Grechishkina YI, Sychev VG § [Monitoring of the trace element content in cher-5 nozems of the Central Ciscaucasia]. Zemledelie. S 2020; (3):8-10. Russian. doi: 10.24411/0044-S 3913-2020-10301.

О. Ю. ЛОБАНКОВА, кандидат биологических наук, доцент (e-mail: kristall.ya@yandex.ru)

B. В. АГЕЕВ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор

C. А. КОРОСТыЛЕВ, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

А. Ю. ОЖЕРЕДОВА, старший преподаватель А. О. КРАВЧЕНКО, аспирант

Ставропольский государственный аграрный университет, пер. Зоотехнический, 12, Ставрополь, 355017, Российская Федерация

Работу проводили в условиях Карачаево-Черкесии с учетом вертикальной зональности. Наблюдения объединяют данные, собранные в почвенных обследованиях с 1955-1958 гг. по 2011-2016 гг., выполненных авторами, а также почвоведами институтов Росгипрозем и Кубаньгипрозем, Львовского, Волгоградского, Ростовского и Санкт-Петербургского государственных университетов. Цель исследований - оценить совокупное влияние антропогенных и природных факторов на динамику морфометрии черноземов как фактора плодородия для корректировки рекомендаций в растениеводстве районов горного земледелия. В работе изучали параметры агроэкологически однотипных территорий (АОТ) черноземов высокогорий. Под влиянием комплекса антропогенных факторов (обработка почвы и внесение удобрений на сельскохозяйственных угодьях; выпас скота и уменьшение травостоя на целине) в черноземе обыкновенном и выщелоченном происходит сокращение мощности пахотного и подпахотного горизонтов. Глубокая отвальная и плоскорезная обработки почвы под пропашные культуры в период с 1955 по 2016 гг. привели к утрате 2...5 см мощности горизонта А в черноземе обыкновенном на высоте 580 м над уровнем моря и выщелоченном на 820 м над уровнем моря. Плодородие чернозема выщелоченного, расположенного на высоте 1230м над уровнем моря, исчерпывается быстрее, в почвообработку вовлекается горизонт В. На высотах 2000 м над уровнем моря за период наблюдений горизонт А на пашне сократился на 4.7 см, В1 - на 3 см, тогда как горизонт А на целине утратил 2 см. Уменьшение мощности А на пашне в почвах АОТ-4 и АОТ-5 в первые 16 лет наблюдений (1955-1971 гг.) в среднем составило 0,63 мм, в последующие годы (по 2016 г.) - 0,8.1,0 мм, достигая в целом за период наблюдений 2.8 см.

Ключевые слова: агроэкологически однотипные территории, чернозем выщелоченный, чернозем обыкновенный, пахотный горизонт, морфометрия почвы.

Для цитирования: Влияние вертикальной зональности и антропогенной деятельности на динамику морфометрических параметров черноземов/ О. Ю. Лобанкова, В. В. Агеев, С. А. Коростылев и др. // Земледелие. 2020. № 3. С. 10-13. doi: 10.24411/0044-3913-2020-10302.

Наибольшее влияние на свойства почв оказывают длительные механические и химические воздействия естественного и антропогенного характера. Прочие факторы интенсификации земледелия изменяют химию, морфо-метрию и морфологию черноземов не значительно. Сельскохозяйственное использование территории Карачаево-Черкесии осуществляли в соответствии с рекомендациями по ведению растениеводства без учета вертикальной зональности расположения пашни [1, 2, 3]. Например, были рекомендованы водоохранные и почвозащитные приемы, в последние годы - минимальные и нулевые технологии и другие способы обработки почвы, никак не соотносящиеся с горным земледелием. Под предлогом коренного улучшения естественных кормовых угодий продолжается распашка целинных земель, неизбежно влекущая за собой негативные последствия. Реализации таких рекомендаций без связи с высотой пашни над уровнем моря (далее - ур. м.), как показывает опыт, не всегда ведет к ожидаемому результату [4, 5, 6]. Шаблонное их применение на угодьях, расположенных на разной высоте, существенно изменило состояние почв. Имеющиеся в научной литературе данные об изменении морфометрических параметров пахотных почв высокогорий немногочисленны, либо опираются на результаты краткосрочных экспериментов [2, 7, 8]. Углубление исследований в этом направлении, с точки зрения изложенных положений, представляется весьма актуальным.

Цель работы - оценить совокупное влияние антропогенных и природно-естественных факторов на динамику параметров морфометрии черноземов, определяющих черты их плодородия, для внесения корректив в ре-