CC BY
3Pressto, 2021.188 p.
8. Workshop on agrochemistry/Ed. B.A. Yagodin. M.: Agropromizdat, 1987.512 p.
9. Okorkov VV., Okorkova L.A., Shchukina V.I. The formation of an oat crop depending on the nitrogen feeding regime of plants on gray forest soils of the Vladimir Opil//Problems of agrochemistry and ecology. № 3.2023. S. 4-16. DOI: 10.26178/AE.2023.76.40.002.
10. Kononchuk VV., Timoshenko S.M., Shtyrkhunov V.D., Nazarova T.O. The reaction of soil and plants to the introduction of nitrogen fertilizer for winter and spring crops in the Central Non-Black Earth Region//Agrochemical Bulletin. 2021. № 5. S. 54-60. DOI: 10.24415/10292551-2021-5-010.
11. Okorkov VV., Okorkova L.A., Lebedeva A.E. Fertilizing annual grasses on gray forest soils of Vladimir Opil//Agrochemistry. 2023. No. 10. S. 26-37. DOI: 10.31857/S0002188123100113.
12. Organic fertilizers: Directory/P.D. Popov, V.I. Khokhlov, A.A. Egorov, etc. M.: Agropromizdat, 1988. 207p.
NUTRITION OF ANNUAL GRASSES WITH NITROGEN ON GREY FOREST SOILS OF VLADIMIR OPOLE
V.V. OKOROKOV, L.A. OKORKOVA, A.E. LEBEDEVA
Upper Volga Federal Agrarian Research Center ul. Tsentralnaya 3, poselok Noviy, Suzdalskiy rayon, Vladimir Oblast, 601261, Russian Federation
Abstract. This research presents the impact of nitrogen mineral fertilizers and the aftereffect of organic and phosphorus-potassium fertilizers on the yield of annual grasses, the dynamics of N-NO3 and N-NH4 reserves in the soil layer of 0...40 cm, depending on weather conditions. It was conducted in a long-term stationary experiment on grey forest soils of the Vladimir Opole. Over the years of research, a higher variation in N-NO3 content was noted depending on the level of fertilizer use and weather conditions than in N-NH4 content. Based on the 1:1 ratio of the N-NO3 to N-NH4 in the water extract, it was revealed that predominantly nitrate nitrogen was involved in the direct nitrogen nutrition of annual grasses. Yielding capacity and N-NO3 reserves had a close relationship before germination. Based on the dynamics of N-NO3 reserves in the 0...40 cm soil layer, the removal of nitrogen by the top mass of grass and stubble-root residues, the amount of N-NO3 formation during the growing season of crops, and its individual periods was calculated. Over the years of research, the amount of N-NO3 formation during the grass growing season varied from 186 to 453 kg/ha with a maximum in an extremely dry year. The level of N-NO3 during the growing season of grasses, as well as the proportion of their formation before grass germination in variants without fertilizers, varied noticeably less depending on weather conditions than when using nitrogen mineral fertilizers. This is associated with both a higher variation in grass yield with the use of nitrogen mineral fertilizers than without them, and its close relationship with N-NO3 reserves in the germination phase. The optimal dose of nitrogen for annual grasses is 60...75 kg/ha.
Keywords: grey forest soil, Vladimir Opole, annual grasses, the effect of nitrogen fertilizers, the aftereffect of organic and PK fertilizers, nitrate and ammonium nitrogen, nitrogen removal by grass
Author details: V.V. Okorkov, Doctor of Sciences (agriculture), chief research fellow (e-mail: adm@vnish.elcom.ru); L.A. Okorkova, senior research fellow; A.E. Lebedeva, junior research fellow.
For citation: Okorkov V.V., Okorkova L.A., Lebedeva A.E. Nutrition of annual grasses with nitrogen on grey forest soils of Vladimir Opole // Vladimir agricolist. 2024. №1. pp. 31-38. DOI:10.24412/2225-2584-2024-1107-31-38.
DOI:10.24412/2225-2584-2024-1107-38-46 УДК 631.559/631.8.022.3
ПРОДУКТИВНОСТЬ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ
ИВАНОВСКОЙ ОБЛАСТИ
А.А. УТКИН, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент (e-mail: aleut@inbox.ru)
Российский государственный аграрный университет -Московская сельскохозяйственная академия имени К.А. Тимирязева
ул. Тимирязевская, 6, г. Москва, 127550, Российская Федерация
Резюме. В работе представлены данные, отражающие продуктивность дерново-подзолистых почв с 1965 по 2022 гг., по величине урожайности основных сельскохозяйственных культур, выращиваемых в Ивановской области. Установлено, что в начале периода химизации (середина 60-х гг. 20 в.) дерново-подзолистые почвы отличались невысокой продуктивностью, при этом урожайности зерновых культур, картофеля и льна долгунца были минимальны. По мере увеличения объемов применения агромелиорантов, минеральных и органических удобрений в области в период 1971...1992 гг. урожайность культур повышалась, в период 1993.2000 гг., отмечалось ее снижение. С 2006 г. происходило увеличение продуктивности пашни за счет вывода из сельскохозяйственного оборота слабо окультуренных земель, что позволяло получать хорошие урожаи на относительно более плодородных почвах. Зафиксировано снижение в 4,65 раза дозы внесения
органических удобрений в области в период 1989.2022 гг. Существующий уровень применения минеральных удобрений в области примерно в 4.5 раза ниже необходимого. С1993 г. отмечено превышение выноса азота, фосфора и калия из почвы растениеводческой продукцией над их поступлением с удобрениями, что формирует отрицательный баланс элементов питания. Получение планируемых урожаев зерновых культур, картофеля, капусты белокочанной, льна-долгунца, однолетних и многолетних трав требует ежегодного внесения минеральных (NPK) удобрений в количестве 29,586 тыс. тонн д.в. Корреляционным анализом установлена слабая связь объемов применения и насыщенности 1 гектара посева минеральными и органическими удобрениями с урожайностью зерновых культур, картофеля и льна-долгунца с 1965 по 2022 гг.
Ключевые слова: дерново-подзолистая почва, урожайность, зерновые культуры, картофель, лен-долгунец, удобрения, агромелиоранты, баланс элементов питания.
Для цитирования: Уткин А.А. Продуктивность дерново-подзолистых почв Ивановской области // Владимирский земледелец. 2024. № 1. С. 38-46. DOI:10.24412/2225-2584-2024-1107-38-46.
Ивановская область находится в зоне достаточного увлажнения, где основу почвенного покрова составляют маломощные дерново-подзолистые почвы с невысоким содержанием гумуса (< 2,0%), низкой обеспеченностью
№ 1 (107) 2024
Владимгрскш ЗешеШецТз
макро- и микроэлементами питания, а также повышенной кислотностью [1].
В то же время в данном регионе России отмечаются достаточно благоприятные климатические условия, которые позволяют получать в отдельные годы хорошие урожаи ряда сельскохозяйственных культур, но их уровень в значительной степени ограничивается недостаточно высоким плодородием дерново-подзолистых почв.
Установлено, что рациональное применение удобрительных средств, позволяет на 40...45% увеличить урожайность культур, улучшить качество растительной продукции и повысить уровень почвенного плодородия [2, 3, 4]. Исходя из этого, рациональное использование удобрений и устранение повышенной кислотности на малоплодородных дерново-подзолистых почв являются одними из главных факторов влияния на урожайность культур и продуктивность почв.
В России с начала 90-х годов 20 века объемы использования удобрений существенно уменьшились и не покрывают всех потребностей растений в основных элементах питания - азоте, фосфоре и калии, в результате чего возможно снижение урожайности культур [5, 6].
Использование удобрений под запланированный урожай культуры должно осуществляться на данных обеспеченности почвы элементами питания [7, 8]. Мониторинговые исследования плодородия почв позволят установить необходимые объемы производства удобрений и их видовой ассортимент, как для каждого региона, так и для страны в целом. Агрохимическое обследование позволяет определить рациональные нормы и дозы минеральных и органических удобрений исходя из типа почвы, вида культуры, разработать план и систему удобрения, выявить закономерности изменения агрохимических свойств почв, определить динамику изменения плодородия и разработать мероприятия по эффективному управлению плодородием почв [9, 10, 11, 12].
Современную химизацию земледелия рассматривают как комплекс мероприятий, направленных на повышение плодородия почв и увеличение урожайности культур путем обогащения почвы необходимыми для растений элементами питания в виде удобрений и агромелиорантов [13].
Одной из основных задач мониторинга состояния почв и земель является разработка рациональной системы удобрения сельскохозяйственных культур в севообороте и хозяйстве и получение наибольшего количества выращенной продукции хорошего качества при минимизации материальных затрат.
Цель исследования - проанализировать и оценить продуктивность пахотных дерново-подзолистых почв Ивановской области по величине урожайности основных сельскохозяйственных культур, исходя из уровня применения минеральных и органических удобрений и обеспеченности почвы основными элементами питания: азотом, фосфором и калием.
Условия, материалы и методы. Анализ динамики
продуктивности дерново-подзолистых почв Ивановской области по величине урожайности основных сельскохозяйственных культур (яровые и озимые зерновые, картофель и лен-долгунец) проводился по данным агрохимического обследования за период 1965...2022 гг. в соответствии с ежегодным комплексным мониторингом плодородия земель сельскохозяйственного назначения.
Объектом исследования являлись дерново-подзолистые почвы, доля которых в почвенном покрове пахотных земель области составляет 92% [14].
На долю легких и среднесуглинистых пахотных дерново-подзолистых почв области приходится 56,0%, супесчаных -38,4%, тяжелосуглинистых - 5,1% и песчаных - 0,5%.
Мониторинговые исследования проводились во всех административных районах Ивановской области. Средняя ежегодная обследованная площадь пахотных дерново-подзолистых почв за исследуемый период составляла около 110 тыс. га.
Агрохимические анализы изучаемых почв в мониторинговом исследовании выполнялись в соответствии с действующими ГОСТами и методиками. Обменная кислотность (рНКС|) - ГОСТ 26483-85 (по методу ЦИНАО) и ГОСТ Р 58594-2019; органическое вещество (Сорг) - ГОСТ 26213-91 (по Тюрину в модификации ЦИНАО); обменный аммоний ^Н4) - ГОСТ 26489-85 (по методу ЦИНАО); нитратная форма азота (N03) - ГОСТ 26951-86 (ионометрическим методом); подвижные формы фосфора (р205) и калия (К2О) - ГОСТ 26207-91 и ГОСТ Р 54650-2011 (по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО); сумма поглощенных оснований - ГОСТ 27821-88 (по методу Каппена); степень насыщенности почвы основаниями (V) -расчетным способом.
Оценку влияния используемых норм минеральных (кг д.в./га) и органических (т/га) удобрений на величину урожайности культур определяли с помощью расчета коэффициентов парной линейной корреляции (г) с помощью статистической программы <^айБЙса», а уровня корреляции проводили по шкале Чеддока.
Результаты и обсуждение. Соотношение макроэлементов питания (азот, фосфор и калий) в применяемых минеральных удобрениях вызывает беспокойство, в виду того, что оно далеко от оптимального и не всегда учитывает биологические потребности сельскохозяйственных культур по отношению к ним.
Применение минеральных и органических удобрений и мелиорантов по районам области существенно различается. Дозы использования органических удобрений варьируют в широких пределах: для зерновых культур коэффициент вариации составляет 61%, для картофеля - 56% [ 15].
Анализ распределения минеральных и органических удобрений под отдельные сельскохозяйственные культуры показал существенные различия между ними. Так, использование минеральных удобрений под зерновые культуры, в основном, соответствовало усредненным показателям и общему тренду использования удобрений в области. Изменения насыщенности пашни азотом,
Владимгрскт Зешедкеф
№ 1 (107) 2024
фосфором и калием под зерновыми и пашни в среднем по области до V тура обследования (1986...1991 гг.), преимущественно, являются схожими. Это можно объяснить тем, что доля зерновых в общей структуре посевных площадей в рассматриваемые годы была достаточно высока (более 50%) и примерно относительно одинакова во всех районах (табл. 1). Под картофелем и, особенно льном-долгунцом, были заняты значительно меньшие площади, чем под зерновыми, которые в последние годы имеют выраженную тенденцию к своему уменьшению (табл. 2, 3). В отличие от зерновых, картофель и лен-долгунец более требовательны к условиям питания. В течение всего периода 1965...2022 гг. средние дозы применения органических и минеральных удобрений под
1. Применение удобрений и урожайность зерновых куль
картофель были примерно в 4 и 2 раза больше, чем под зерновые. Органические удобрения под лен не вносились.
Наибольшие объемы и дозы минеральных и органических удобрений под зерновые и лен вносились в период 1986...1990 гг., под картофель - в 1986...1989 гг. (табл. 1...3).
Химизацию земледелия Ивановской области с 1965 по 2022 гг. условно можно разделить на 4 периода: 1) начало химизации (1965...1970 гг.); 2) интенсивная химизация (1971...1992 гг.); 3) ее спад (1993...2000 гг.); 4) низкий уровень химизации (2001...2022 гг.).
В таблице 4 представлены сводные показатели комплексного обследования по динамике продуктивности пашни в зависимости от уровня применения средств
гр в Ивановской области в период с 1965 по 2022гг.
Годы обследования Урожайность, ц/га Среднегодовой валовой сбор зерна, тыс. тонн Внесено минеральных удобрений Внесено органических удобрений Внесено известковых удобрений
тыс. тонн кг д.в./га пашни тыс. тонн тонн/га пашни тыс. тонн физ. массы тонн физ. массы/га
1965...1970 10,6 369,4 21,3 70,0 2091,0 7,2 638,9 2,2
1971...1975 12,3 376,1 33,5 110,0 1926,5 6,3 1009,1 3,3
1976...1980 13,5 440,5 46,3 144,0 1598,9 4,9 1305,2 4,0
1981...1985 12,7 364,1 47,4 158,0 2064,0 7,2 1232,6 4,2
1986...1990 16,8 455,9 44,9 166,0 2604,9 9,6 461,3 1,7
1991...1995 16,0 390,8 22,7 95,0 1441,0 5,9 195,4 0,8
1996...2000 11,7 204,8 2,5 14,1 402,6 2,3 1,8 0,01
2001...2005 11,3 114,3 1,9 18,7 212,5 2,1 20,2 0,2
2006...2010 14,7 96,3 2,1 31,8 144,2 2,2 6,6 0,1
2011...2015 18,4 115,5 2,6 40,4 144,4 2,3 6,3 0,1
2016...2020 19,9 128,6 2,1 33,3 90,5 1,4 12,9 0,2
2021...2022 18,1 46,3 2,9 47,0 128,0 2 6,4 0,1
- - - - г = -0,08 - г = -0,28 - -
2. Применение удобрений и урожайность льна-долгунца в период с 1965 по 2022гг.
Годы обследования Внесено минеральных удобрений в том числе, тыс. т Урожайность (волокно), ц/га
тыс. тонн кгд.в./га N РА
1965...1970 4,77 60,3 1,46 1,23 2,08 1,9
1971...1975 6,55 101,0 2,98 1,45 2,12 2,1
1976...1980 8,60 138,0 2,47 2,34 3,79 2,5
1981...1985 10,30 174,0 4,11 2,67 3,52 2,8
1986...1990 9,28 177,0 3,01 2,68 3,59 2,6
1991...1995 1,39 33,0 0,45 0,38 0,56 2,3
1996...2000 0,30 17,8 0,11 0,04 0,15 1,9
2001...2005 0,15 12,0 0,06 0,02 0,07 2,4
2006...2010 0,06 9,0 0,03 0,01 0,02 6,4
2011...2015 0,03 7,2 0,2 0,2 0,3 6,9
2016...2020 - - - - - 4,1
2021...2022 - - - - - 2,1
- - г = -0,39 г = 0,03 г = 0,16 г = 0,17 -
№ 1 (107) 2024
¡¡мЭишрсШ Земледелец,!)
3. Применение удобрений и урожайность картофеля в Ивановской области в период с 1965 по 2022 гг.
Годы обследования Внесено мин. удоб., тыс. тонн д.в. в том числе, тыс. т Внесено орг. удоб., тыс. тонн на 1 га посева Урожайность, т/га
N Р2О5 К2О минеральных, кг д.в. органических, тонн
1965...1970 12,79 4,15 2,66 5,98 2029,1 125,4 19,7 78,3
1971...1975 16,67 5,32 3,54 7,81 1940,2 187,3 21,8 93,1
1976...1980 19,02 7,31 4,68 7,03 2223,1 211,3 24,7 89,2
1981...1985 21,77 6,44 4,98 8,56 2903,0 243,0 32,4 79,4
1986...1989 19,50 5,52 5,77 8,21 2659,3 272,0 37,1 80,0
1990...1992 12,40 4,65 2,02 5,73 1294,6 235,7 24,6 81,1
1993...1997 3,69 1,57 0,63 1,49 1014,3 75,4 20,7 79,3
1998...1999 0,87 0,22 0,17 0,38 179,3 89,3 18,3 82,6
2000...2004 1,08 0,41 0,29 0,38 181,7 94,0 15,8 78,9
2005...2009 1,52 0,63 0,34 0,55 137,5 138,1 12,5 143,6
2010...2014 1,07 0,27 0,30 0,50 81,5 101,8 9,3 145,4
2015...2019 0,84 0,26 0,22 0,36 12,3 129,8 2,5 196,8
2020...2022 0,36 0,12 0,10 0,14 2,1 124,4 1,2 190,7
- - г = -0,30 г=-0,13 г = -0,31 - г = -0,29 г = -0,84 -
химизации и параметров основных показателей почвенного плодородия. Увеличивающийся уровень использования удобрений в период 1965...1992 гг. способствовал заметному улучшению исследуемых агрохимических показателей, что отразилось на увеличении урожайности многих культур в масштабе больших (550...650 тыс. га) посевных площадей.
Анализ динамики варьирования урожайности основных культур за 1965...2022 гг. показал, что в 1971...1992 гг. отмечалось систематическое повышение среднегодовой продуктивности. С 1993 по 2000 г., наблюдалось снижение продуктивности. С 2006 г. и по настоящее время происходит увеличение продуктивности пашни за счет вывода из сельскохозяйственного оборота слабо окультуренных земель, площадь которых составляет около 100 тыс. га. Оставшиеся хорошо окультуренные пахотные почвы обладают относительно высокими агрохимическими показателями плодородия, что позволяет получать на них хорошие урожаи (табл. 4, рис.). Однако такое положение дел не должно вводить сельскохозяйственного производителя
в заблуждение, т.к. объемы и нормы известкования, фосфоритования и применения удобрений находятся на крайне низком уровне. Отсутствие должного удобрения и мелиорирования относительно плодородных почв области со временем приведет к снижению параметров их плодородия.
Продовольственная безопасность страны или региона во многом определяется научно-обоснованным подходом и уровнем применения удобрений. Так, в Бельгии,
Германии и Европейском союзе применение около 300, 200 и 130 кг дв./га пашни соответственно, позволяет добиваться высоких урожаев сельскохозяйственных культур [16].
В области в период 1989...2022 гг. в 4,65 раза снизилась доза внесения органических удобрений. Причиной резкого спада применения органических удобрений стало сокращение поголовья скота и птицы. В настоящее время в области ведутся работы по восстановлению поголовья скота, однако темпы его восстановления пока остаются недостаточными.
В последние 30...35 лет отмечается крайне низкая обеспеченность пахотных почв области азотом, фосфором и калием удобрений.
В 2021 г. под сельскохозяйственные культуры было внесено 4355 тонн д.в. минеральных удобрений, в т.ч.: азотных - 3023,5 тонн д.в., фосфорных - 545,0 тонн
Рис.1 Динамика продуктивности пахотных дерново-подзолистых почв
Владишрскш ЗемлеШеф
№ 1 (107) 2024
s
4. Изменение агрохимических показателей плодородия дерново-подзолистых почв и урожайности культур в разные периоды химизации
N)
U) ftt
Периоды Показатели 1965-1970 1971-1975 1976-1980 1981-1985 1986-1990 1991-1995 1996-2000 2001-2005 2006-2010 2011-2015 2016-2020 2021-2022
Кислотность почв
Средневзвешенная величина рНКГ| 4,6 4,7 4,9 5,2 5,6 5,7 5,7 5,5 5,4 5,3 5,3 5,3
Всего кислых почв, % 92,7 87,0 80,2 64,0 38,5 26,8 31,3 40,5 52,3 62,0 66,7 64,4
Органическое вещество (ОВ)
Средневзвешенная величина органического вещества, % - - - - 1,63 1,70 1,73 1,85 1,87 1,83 2,03 2,20
Площади с содержанием ОВ < 1,5%, % - - - - 46,34 33,97 29,41 16,00 19,72 25,83 14,95 14,55
Площади с содержанием ОВ > 1,5%, % - - - - 53,66 66,03 70,59 84,00 80,28 74,17 85,05 85,45
Подвижный фосфор
Средневзвешенное значение мг/кг 34 40 54 82 107 112 102 99 98 88 92 106
Площадь пашни с содержанием Р205 < 50 мг/кг, % 82,3 71,7 58,7 44,2 22,5 19,1 20,8 22,9 24,5 25,5 30,8 30,4
Площадь пашни с содержанием 50< Р^О,. < 150 мг/кг, % 15,6 24,3 35,4 43,4 51,0 48,4 49,1 49,8 47,6 48,7 45,3 43,9
Площадь пашни с содержанием Р^О,. > 150 мг/кг, % 2Д 4,0 5,9 12,4 26,5 32,5 30,1 27,3 27,9 25,8 23,9 25,7
Подвижный калий
Средневзвешенное значение К?0, мг/кг 85 99 95 113 126 117 106 96 98 95 88 99
Площадь пашни с содержанием К20 < 80 мг/кг, % 51,7 39,8 38,3 35,7 23,1 32,3 35,1 40,6 39,8 39,00 50,8 49,1
Площадь пашни с содержанием 80< К?0 < 170 мг/кг, % 43,8 52,9 52,2 52,8 25,1 20,1 19,3 17,7 18,6 51,1 42,5 43,3
Площадь пашни с содержанием К20 > 170 мг/кг, % 4,5 7,3 9,5 11,5 19,2 18,6 10,4 6,9 11,2 9,9 6,7 7,6
Среднегодовое использование агрохимических средств
Известкование почв, тыс. га 103,0 106,4 113,2 125,0 93,8 37,6 0,5 3,0 1,5 0,7 2,0 1,1
Фосфоритование почв, тыс. га - - - - 64,00 27,74 0,49 4,43 0,95 0,006 0,002 -
Применение минеральных удобрений, кг д.в./га 63 69 117 168 160 11,6 8,5 9,9 14,8 15,8 22,9 25,5
Применение органических удобрений, т/га - - - - 6,95 4,34 1,60 1,00 1,04 1,10 1,06 1,50
Среднегодовая продуктивность пахотных почв
Продуктивность пашни, т зерн. ед./га 3,71 4,32 4,49 4,28 4,62 4,42 3,87 4,30 7,33 8,32 8,55 7,19
Урожайность зерновых культур, т/га 1,06 1,23 1,35 1,27 1,68 1,60 1,17 1,13 1,47 1,84 1,99 1,81
Урожайность картофеля, т/га 7,83 9,31 8,92 7,94 8,02 8,00 8,05 9,18 13,80 15,58 20,25 18,59
Урожайность льна-долгунца, т/га 0,19 0,21 0,25 0,28 0,26 0,23 0,19 0,24 0,64 0,69 0,41 0,21
«о
Г I
д.в., калийных - 786,9 тонн д.в. Из общего количества минеральных удобрений под зерновые культуры было внесено 2900,0 тонн д.в. (66,59%) или 45,4 кг/га посевной площади, под лен удобрения не вносились, под картофель - 127,0 тонн д.в. (2,91%) или 136,95 кг/га, под овощные - 40,0 тонн д.в. (0,92%) или 103,89 кг/га, кормовые - 100,0 тонн д.в. (2,29%) или 0,82 кг/га, под рапс - 19,9 тонн д.в. (0,45%) или 51,32 кг/га, под озимую сурепицу - 27,5 тонн д.в. (0,63%) или 68,80 кг/га, под горчицу и редьку - 1,03 тонн д.в. (0,02%) или 14,5 кг/га, под коноплю - 86,1 тонн д.в. (1,98%) или 40,1 кг/га и под кукурузу - 563,5 тонн д.в. (12,94%) или 118,0 кг/га. В среднем на 1 га посевной площади, которая в 2021 году составила 188,99 тыс. га, было внесено по 23,0 кг д.в.
Расчет корреляционных взаимосвязей установил, что между применяемыми нормами минеральных (азотных, фосфорных и калийных) и органических удобрений и величинами урожайностей зерновых культур, картофеля и льна, в основном, отмечались отрицательные корреляции слабой взаимосвязи (табл. 1...3).
Нормы применения минеральных удобрений в Ивановской области под культуры примерно в 4... 5 раза ниже необходимых. С урожаями культур из почвы выносится значительно большее количество элементов питания, чем поступает в нее с удобрениями, поэтому, урожайность культур, в основном, формируется за счет ресурсов почвы, что ведет к устойчивому отрицательному балансу основных элементов питания (табл. 5).
В период 1993...2022 гг. в дерново-подзолистых пахотных почвах области наблюдается устойчивый отрицательный баланс азота, фосфора и калия.
Баланс элементов питания по районам области имеет сильную вариабельность, которая, главным образом, зависит от практикуемого уровня химизации, урожайности культур, химического состава почв и материнской породы, на которой они сформировались.
Районы, обеспечивающие наибольшие урожаи сельскохозяйственных культур, имеют максимальный дефицит баланса питательных веществ. В Гаврилово-Посадском, Шуйском и Родниковском районах дефицит
6. Расчет потребного количества минеральных удобрени культуры
5. Динамика баланса азота, фосфора и калия в пахотных дерново-подзолистых почвах Ивановской области, +/- кг/га
Годы N рА Всего
1991...1995 -10,5 +7,9 -11,4 -14,0
1996...2000 -20,4 -7,0 -23,1 -50,5
2001...2005 -18,0 -7,5 -21,2 -46,7
2006...2010 -19,8 -7,8 -20,9 -48,5
2011...2015 -21,5 -9,1 -24,1 -54,7
2016...2020 -27,1 -13,5 -30,0 -70,6
2021 -13,6 -7,9 -19,9 -41,4
2022 -15,9 -12,3 -23,3 -51,5
баланса азота, фосфора и калия в 2021 году составил - 70,8, - 44,9 и - 42,3 кг/га соответственно. Наименьшие потери установлены в Пестяковском районе - - 4,9 кг/га. Во всех районах области отмечались отрицательные балансы по содержанию азота, фосфора и калия в почвах, что являлось результатом многолетнего снижения применения норм удобрений в области.
Использование органических удобрений,
преимущественно навоза КРС и компостов на его основе, в Ивановской области, начиная с 1996 г., существенно сократилось. В 2021 г. их применение осуществлялось только на площади 11490 га, в объеме 283,51 тыс. тонн или 24,67 т/га удобренной площади, 1,50 т/га посевной площади, а в среднем на 1 га пашни - 0,55 т/га. Выше средне областного значения на 1 га пашни органических удобрений вносилось в Гаврилово-Посадском, Ивановском, Лухском, Пучежском, Родниковском, Савинском и Шуйском районах -0,62...2,20 т/га пашни. В Лежневском и Пестяковском районах органические удобрения не применялись. Наибольшая часть органических удобрений вносилась под зерновые культуры - 128,09 тыс. тонн или 45,2% и кормовые культуры - 153,41 тыс. тонн или 54,1%.
Представленные по насыщенности и объемам применения удобрений сведения иллюстрируют низкий уровень развития химизации земледелия Ивановской области за последние 30 лет. на 2023 год в Ивановской области под основные
Культуры Площадь посева, тыс. га Норма применения, кг д.в./га Необходимо удобрений, тыс. тонн д.в.
N РА N РА к,0
Зерновые 73,0 96 36 75,5 7,008 2,628 5,512
Лен-долгунец (волокно) 0,37 24 12 21 0,009 0,004 0,008
Картофель 1,0 120 40 180 0,120 0,040 0,180
Капуста белокочанная 0,45 136 50 176 0,061 0,023 0,079
Мн. травы (сено) 50,0 37,5 20 50 1,875 1,000 2,500
Мн. травы (зел. масса) 40,0 65 13 65 2,600 0,520 2,600
Од. травы (зел. масса) 25,0 42 16,8 54 1,050 0,420 1,350
Итого 189,82 - - - 12,723 4,635 12,228
ВлаЗимгрсШ ЗешеШеф) № 1 (107) 2024
Принимая во внимание результаты комплексного мониторинга и биологические потребности культур в элементах питания, нами была определена минимальная ежегодная потребность в минеральных удобрениях, которая составила 29,586 тыс. тонн д.в. (табл. 6).
Расчет по азотным, фосфорным и калийным удобрениям выполнялся с учетом потребностей культур в элементах питания и планируемой урожайности: зерновые культуры - 30 ц/га, лен-долгунец (волокно) -3 ц/га, картофель - 200 ц/га, капуста белокочанная -400 ц/га, многолетние травы (сено) - 25 ц/га, многолетние травы (зеленая масса) - 130 ц/га, однолетние травы (зеленая масса) - 120 ц/га (табл. 6).
Сравнение данных по использованию минеральных удобрений по районам области с балансом соответствующих элементов в почве показывает некоторое несоответствие, связанное, в т.ч. и с величинами урожаев. Чем выше урожайность, тем больше из почвы вынос элемента и, соответственно, менее или более выражен дефицит баланса. При расчете необходимо учитывать структуру посевных площадей, видовой состав культур и их долю в севооборотах, т.к. даже у разных сортов одной и той же культуры изменяется расход и соотношение питательных элементов, а, значит, и их баланс. При возделывании пропашных культур (картофель, корнеплоды) увеличивается вынос из почвы калия, при возделывании зерновых - повышается вынос азота, возделывание зернобобовых обогащает почву азотом, но увеличивает вынос фосфора, а при выращивании льна -азота и калия.
Анализ изменения агрохимических свойств почв и урожайности основных культур в период 1965...2022 гг. позволил определить оптимальные параметры плодородия дерново-подзолистых почв, позволяющие обеспечить максимальную реализацию биологического потенциала продуктивности культур на территории Ивановской области (табл. 7).
Результаты мониторинга дерново-подзолистых почв дают возможность спрогнозировать потенциальную урожайность культур, нуждаемость в удобрениях поля, севооборота, хозяйства, района и области. Нами была рассчитана потенциальная урожайность культур, которая определялась по ограничивающему питание элементу.
Исходя из фактического уровня обеспеченности почв основными элементами питания, и в соответствии с законом минимума, лимитирующим элементом питания для культур является калий. Уровень его содержания в почвах позволит получать в области урожайность зерновых в среднем на уровне 1,14 т/га, картофеля - 8,25 т/га, льно-волокна - 0,42 т/га.
Следует отметить, что по данным последнего XII тура обследования, почвы области на достаточно большой площади (228,13 тыс. га или 45%) имеют хорошую обеспеченность подвижным фосфором 101 мг/кг почвы и выше. Значит, при относительно сбалансированном
№ 1 (107) 2024
7. Оптимальные значения показателей плодородия пахотных дерново-подзолистых почв Ивановской области
Показатели Песчаные и супесчаные Суглинистые
Органическое вещество 1,7...2,2% 2,0...2,5%
Азот доступные NH4 и N0^ содержание 30...45 мг/кг почвы; запасы - 100...120 кг/га почвы
Подвижный фосфор 160...250 мг/кг почвы 250...300 мг/кг почвы
Подвижный калий 170...220 мг/кг почвы 200...250 мг/кг почвы
Микроэлементы медь 3,0...4,0; кобальт 0,8...1,2; цинк 6,0...7,0; бор 0,5...0,6; молибден 0,2...0,4; марганец 60...100 мг/кг почвы
Кислотность почвы рНКС| = 5,5...6,0 ед. рНКС| = 6,0...6,5 ед.
Поглотительная способность S = 8...10 мг-экв/ 100 г почвы; V = 65...80% S = 10...13 мг-экв/ 100 г почвы; V = 80...90%
использовании азотных и калийных удобрений на хорошо обеспеченных фосфором почвах, вполне возможно получение урожайности зерновых на уровне 1,65 т/га, и тогда прибавка к урожайности за счет использования азотных и калийных удобрений составит 0,51 т/га, картофеля - 14,80 т/га (прибавка 6,55 т/га), льно-волокна - 0,19 т/га.
Фактическая урожайность культур может быть как ниже, так и выше расчетной, завися от разных причин. В нашем случае, для картофеля и зерновых культур расчетная величина урожайности была выше фактической (прибавка отмечалась), для льна-долгунца, наоборот, -ниже (прибавка отсутствовала).
Принимая во внимание, что в исследовании использовались средневзвешенные показатели обеспеченности дерново-подзолистой почвы
подвижными формами фосфора и калия. Максимальное соответствие между фактическими и расчетными урожаями отмечено по зерновым культурам, которые имеют в последние годы значительный удельный вес (около 35%) в структуре посевных площадей.
Выводы.
1. Применение минеральных удобрений под зерновые культуры, в основном, соответствовало усредненным показателям и общему тренду использования удобрений в области. Изменения параметров насыщенности пашни NPK под зерновыми и общей площади пашни в среднем по области до V тура обследования (1986...1991 гг.) являются схожими, из-за высокой (более 50%) доли зерновых в структуре посевов области.
2. Наибольшие дозы минеральных и органических удобрений под зерновые и лен применялись в период
ВлаЗимгрсШ ЗешебЪдецТз
1986...1990 гг., под картофель - в 1986...1989 гг.
3. Химизация земледелия Ивановской области с 1965 по 2022 гг. условно делится на 4 периода: 1) начало химизации (1965...1970 гг.); 2) интенсивная химизация (1971...1992 гг.); 3) ее спад (1993...2000 гг.); 4) низкий уровень химизации (2001...2022 гг.).
4. В период 1971...1992 гг. происходило систематическое повышение среднегодовой продуктивности дерново-подзолистых почв. В период 1993...2000 гг., отмечалось снижение продуктивности. С 2006 г. и по настоящее время происходит увеличение продуктивности пашни за счет вывода из сельскохозяйственного оборота слабо окультуренных земель; оставшиеся хорошо окультуренные пахотные дерново-подзолистые почвы обладают относительно высокими агрохимическими показателями плодородия, что позволяет получать на них хорошие урожаи.
5. Корреляционный анализ показал, что урожайность зерновых культур, картофеля и льна-долгунца слабо зависела от объемов применения и насыщенности 1 га посева минеральными и
органическими удобрениями.
6. Существующий уровень применения минеральных удобрений в области примерно в 4... 5 раза ниже необходимого. С урожаями культур из почвы выносится значительно большее количество элементов питания, чем поступает в нее с удобрениями, что с 1993 г. ведет к формированию отрицательного баланса азота, фосфора и калия.
7. Для получения планируемых урожаев основных культур области (зерновые, картофель, капуста белокочанная, лен-долгунец, однолетние и многолетние травы) необходимо ежегодно вносить минеральные удобрения в количестве 29,586 тыс. тонн д.в., в т.ч. 12,723 тыс. тонн N 4,635 тыс. тонн Р205 и 12,228 тыс. тонн К20.
8. При построении системы удобрения с целью максимальной реализации потенциальной биопродуктивности культур на территории Ивановской области необходимо учитывать оптимальные агрохимические параметры плодородия дерново-подзолистых почв.
Литература.
1. Ветчинина Е.М., Трухина Л.Ф. Особенности почвенного покрова Ивановской области и пути рационального использования почв при интенсивном земледелии: учеб. лекция. Л.: ЛСХИ, 1988.28 с.
2. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий: методическое руководство/под ред. академика В.И. Кирюшина, академика А.Л. Иванова. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2005. 784 с.
3. Захаренко В.А., Захаренко А.В. Химизация земледелия США в конце XX- начале XXI в. //Агрохимия. 2006. № 11. С. 74-83.
4. Экологическое земледелие с основами почвоведения и агрохимии: учебник/Н.С Матюк и др. СПб.: Лань, 2014.224 с.
5. Уткин А.А. Химия минеральных удобрений: учеб. пособие. Иваново: Ивановская ГСХА, 2021.91 с.
6. Уткин А.А., Мазиров М.А. Эффективное применение органических удобрений в сельскохозяйственном производстве: учеб. пособие. Иваново: Ивановская ГСХА, 2022. 80 с.
7. Кулаковская Т.Н. Оптимизация агрохимической системы почвенного питания растений. М.: Агропромиздат, 1990.219 с.
8. Система удобрения: учеб. для студентов высш. учеб. заведений по агроном. специальностям / под ред. В.Н. Ефимова. М.: КолосС, 2002. 319 с.
9. Методические указания по проведению комплексного мониторинга почв земель сельскохозяйственного назначения / под ред. Л.М. Державина, Д.С. Булгакова. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2003. 240 с.
10. Сычев В.Г. Современное состояние плодородия почв и основные аспекты его регулирования М.: РАН, 2019. 325 с.
11. Ненайденко Г.Н. К вопросу об обеспечении населения Ивановской области местным продовольствием //Аграрный вестник Верхневолжья. 2012. № 1. С. 4-13.
12. Ненайденко Г.Н. Продовольственная независимость региона и потребность в удобрениях (на примере Ивановской области): монография. М.: ПресСто, 2011.424 с.
13. Державин Л.М., Мерзлая Г.Е., Козлова А.В. Интегрированное применение средств химизации в ресурсосберегающих технологиях производства зерна/под ред. академика РАН В.Г. Сычева. М.: ВНИИА, 2016.456 с.
14. Гордеев А.В., Клещенко А.Д., Б.А. Черняков Б.А., Сиротенко О.Д. Биоклиматический потенциал России: теория и практика. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2006.509 с.
15. Отчет о научно-производственной деятельности ФГБУ «Станция агрохимической службы «Ивановская» за 2022 год». Иваново, 2023. 202 с.
16. Сычев В.Г., Шафран С.А., Виноградова С.Б. Плодородие почв России и пути его регулирования //Агрохимия. 2020. № 6. С. 3-13.
ВлаЭимгрсШ ЗешеШеф
№ 1 (107) 2024
References.
1. Vetchinina E.M. Features of the soil cover of the Ivanovo oblast and ways of rational use of soil during intensive farming: study lecture / E.M. Vetchinina, L.F. Trukhina. L.: LSHI, 1988.28p.
2. Agroecological assessment of land, design of adaptive landscape farming systems and agricultural technologies. Methodological guidance/Edited by academician of RASKHN V.I. Kiryushin, academician of RASKHN A.L. Ivanov. M.: FGNU "Rosinformagrotech", 2005. 784 p.
3. Zakharenko V.A., Zakharenko A.V. Chemicalization of US agriculture at the end of the 20th - beginning of the 21st century. // Agrochemistry. 2006. No. 11. pp. 74-83.
4. Ecological farming with the basics of soil science and agrochemistry: textbook / N.S. Matyuk et al, St. Petersburg: Lan, 2014.224 p.
5. Utkin A.A. Chemistry of mineral fertilizers: textbook. stipend. Ivanovo: Ivanovo State Agricultural Academy, 2021. 91 p.
6. Utkin A.A., Mazirov M.A. Effective use of organic fertilizers in agricultural production : textbook. stipend. Ivanovo: Ivanovo State Agricultural Academy, 2022.80 p.
7. Kulakovskaya T.N. Optimization of the agrochemical system of soil nutrition of plants / T.N. Kulakovskaya. M.: Agropromizdat, 1990.219
p.
8. Fertilizer system : study. for higher education students. studies. institutions of agronomy. specialties /V.N. Efimov, I.N. Donskikh, V.P. Tsarenko; Edited by V.N. Efimov. M.: KolosS, 2002.319 p.
9. Guidelines for conducting comprehensive monitoring of agricultural land/Edited by L.M. Derzhavin, D.S. Bulgakov. M.: Federal State Budgetary Institution "Rosinformagrotech", 2003.240p.
10. Sychev V.G. Current state of soil fertility and main aspects of its regulation / V.G. Sychev. M.: RAS, 2019. 325 p.
11. Nenaidenko G.N. On the issue of providing the population of the Ivanovo oblast with local food //Agrarian Bulletin of the Upper Volga region. 2012. No. 1. pp. 4-13.
12. Nenaidenko G.N. Food independence of the region and the need for fertilizers (using the example of the Ivanovo oblast): monograph. M.: PresSto, 2011. 424 p.
13. Derzhavin L.M., Merzlaya G.E., Kozlova A.V. Integrated use of chemicals in resource-saving grain production technologies / Ed. Academician of the Russian Academy of Sciences V.G. Sychev. M.: VNIIA, 2016.456 p.
14. Gordeev A.V. Bioclimatic potential of Russia: theory and practice/A.V. Gordeev, A.D. Kleshchenko, B.A. Chernyakov, O.D. Sirotenko. M.: Association of Scientific publications KMK, 2006. 509 p.
15. Report on the scientific and production activities of the Federal State Budgetary Institution Station of Agrochemical Service "Ivanovskaya" for 2022. Ivanovo, 2023. 202 p.
16. Sychev V.G., Shafran S.A., Vinogradova S.B. Soil fertility in Russia and ways to regulate it //Agrochemistry. 2020. No. 6. pp. 3-13.
EFFICIENCY OF SODDY-PODZOLIC SOIL OF THE IVANOVO OBLAST
A.A. UTKIN
Russian State Agrarian University - Timiryazev Moscow Agricultural Academy, ul. Timiryazevskaya 49, Moscow, 127434, Russian Federation
Abstract. This article presents the data on the efficiency of soddy-podzolic soil between 1965 and 2022, based on the yield of the main crops grown in the Ivanovo oblast. At the beginning of the chemicalization period (the mid-60s of the 20th century), soddy-podzolic soil was characterized by low-yielding capacity, while the yields of grain crops, potatoes, and long flax were minimal. As the volume of agromeliorants, mineral and organic fertilizers in the region increased in the period 1971...1992, crop yield grew as well; in the period 1993...2000, there was a decrease. Since 2006, there has been a productivity gain due to the withdrawal of poorly cultivated lands from agricultural use, which resulted in good harvests on relatively more fertile soils. Between 1989 and 2022 there was a 4.65-fold decrease in the dose of organic fertilizers applied to the region. The current level of mineral fertilizers there is approximately 4...5 times lower than necessary. Since 1993, an excess of the removal of nitrogen, phosphorus, and potassium from the soil by crop products over their supply with fertilizers has been noted, which forms a negative balance of nutrients. To harvest the implied yield of grain crops, potatoes, white cabbage, fiber flax, annual and perennial grasses, it is required to use mineral (NPK) fertilizers in the amount of 29.586 thousand tons of a.i. Correlation analysis provided a weak connection between the volume of application and the saturation of 1 hectare of crops with mineral and organic fertilizers with the yield of grain crops, potatoes, and fiber flax from 1965 to 2022.
Keywords: soddy-podzolic soil, yielding capacity, grain crops, potatoes, fiber flax, fertilizers, agromeliorants, balance of nutrients.
Author details: A.A. Utkin, Candidate of Sciences (agriculture), docent, (e-mail: aleut@inbox.ru).
Forcitation: Utkin A.A. Efficiency ofsoddy-podzolic soil ofthe Ivanovo oblast//Vladimir agricolist. 2024. №1. pp. 38-46. D0I:10.24412/2225-2584-2024-1107-38-46.
№ 1 (107) 2024
¡¡мЭтшрсЩ ЗешебЪдецТз
