CC BY
1
УДК 631.41:631.416.322(470.323) DOI: 10.24412/1029-2551-2022-3-009
СЕРА В ПОЧВАХ КУРСКОЙ ОБЛАСТИ
1Л.В. Левшаков, к.с.-х.н., 2В.В. Пироженко
1 Курская ГСХА им. И.И. Иванова, e-mail: leo-levshakov@yandex.ru 2Государственная станция агрохимической службы «Курская», e-mail: agrohim_46_l@mail.ru
Представлено содержание и распределение в зональных почвах Курской области доступной для питания сельскохозяйственных растений подвижной серы. Сделан анализ по динамике изменения содержания серы в пахотных почвах в течение последних 25 лет. За этот период в почвах сельскохозяйственных угодий прослеживается четкая закономерность снижения содержания серы в пахотном горизонте почвы. Обобщены и представлены практические данные по обеспеченности серой основных типов и подтипов почв Курской области. К настоящему времени практически во всех районах области и во всех сельскохозяйственных предприятиях как серые лесные, так и черноземные почвы имеют низкое содержание подвижной серы. Только в отдельных почвенных массивах и участках отмечается средняя обеспеченность подвижной серой. Очень низкое содержание серы в почве - одна из главных причин невысокой эффективности вносимых минеральных удобрений, влияющих на уровень продуктивности возделываемых сельскохозяйственных культур. В современных технологиях растениеводства на почвах лесостепной зоны с низким содержанием подвижной серы обязательно внесение расчетных норм минеральных серосодержащих удобрений.
Ключевые слова: черноземы, серые лесные почвы, подвижная сера, содержание серы, баланс серы в почвах.
SULPHUR IN SOILS IN THE KURSK REGION
lPh.D. L.V. Levshakov, 2V.V. Pirozhenko
1 Kursk State Agricultural Academy named after I.I. Ivanov, e-mail: leo-levshakov@yandex.ru 2State Station for Agrochemical Service «Kurskaya», e-mail: agroh_46_1@mail.ru
The content and distribution of mobile sulfur available for feeding agricultural plants in the zonal soils of the Kursk region are presented. An analysis of the dynamics of changes in the sulfur content in arable soils over the past 25 years has been made. During this period, there is a clear pattern of decreasing sulfur content in the arable soil horizon in the soils of agricultural lands. Practical data on the availability of sulfur of the main types and subtypes of soils of the Kursk region are summarized and presented. By now, in almost all districts of the region and in all agricultural enterprises, both gray forest and chernozem soils have a low content of mobile sulfur. Only in some soil massifs and plots there is an average availability of mobile sulfur. Very low sulfur content in the soil is one of the main reasons for the low efficiency of applied mineral fertilizers, which affect the level ofproductivity of cultivated crops. In modern technologies of cultivation offield crops on the soils of the Forest-steppe zone with a low content of mobile sulfur, it is mandatory to introduce calculated norms of mineral sulfur-containing fertilizers.
Keywords: chernozems, gray forest soils, mobile sulfur, sulfur content, sulfur balance in soils.
Практически все питательные элементы растения в процессе вегетации поглощают и усваивают из почвы, поэтому для получения высокой продуктивности возделываемых культур необходимо высокое содержание в пахотном слое доступных для растений форм макро- (азот, фосфор, калий), мезо-(сера, кальций, магний) и микроэлементов (бор, молибден, медь, цинк и др.) [1, 2]. В последние годы в системах питания многих сельскохозяйственных культур все большее внимание уделяют сере [3]. Сера относится к важнейшим элементам, необходимым растениям для обеспечения важнейших
физиологических процессов и она входит в состав аминокислот (цистин, цистеин и др.), отдельных небелковых соединений и служит обязательным элементом ферментов и витаминов [4]. Мониторинг за содержанием доступных для растений форм серы в основных зональных почвах средней полосы Центрального Черноземья показал заметную динамику снижения ее содержания [5]. Это связано с изменениями баланса серы в агропедоценозах и уменьшения ее поступления с удобрениями, атмосферными осадками и увеличением выноса с урожаем сельскохозяйственных культур. Уменьшение
содержания серы в почве, помимо выноса с урожаем, связаны с вымыванием при инфильтрации и связыванием серы в процессах гумификации [6].
На содержание серы в почвенном покрове оказывают влияние почвообразующая порода, гранулометрический состав, содержание гумуса, кислотно-щелочные условия, содержание макро и мезо-элементов [7]. Исследования, проведенные в различных почвенных условиях, показывают на незначительное увеличение содержания подвижной серы при утяжелении гранулометрического состава, связанное с повышенной емкостью поглощения таких почв [8].
При проведении агрохимических обследований в Курской области данные указывают на динамику уменьшения содержания подвижной серы как в черноземах, так и в серых лесных почвах [9]. Основные причины снижения содержания серы:
- высокая урожайность и высокий вынос серы с возделываемыми сельскохозяйственными культурами;
- низкое внесение минеральных серосодержащих удобрений;
- снижение поступления с атмосферными осадками;
- уменьшение содержания гумуса в пахотном слое почв;
- значительное снижение внесения органических удобрений и серосодержащих материалов.
В России более 90% обследованных пахотных почв недостаточно обеспечены подвижными формами серы [10, 11]. Ее содержание в почвах близко к критическому уровню (6,3-6,4 мг/кг), а в ряде регионов составляет всего 1,5-2,0 мг/кг. Курская область в последние годы - один из лидеров по производству продукции растениеводства, но входит в список регионов с критическим содержанием подвижной серы в почвах сельскохозяйственных угодий. Поэтому обязателен мониторинг за ее содержанием в почве и внесение серосодержащих удобрений при возделывании сельскохозяйственных культур.
Цель исследований - определение динамики содержания подвижной серы в зональных почвах Курской области при проведении агрохимических обследований и установление обеспеченности почв этим элементом по агропочвенным районам.
Методика. Для обобщения и анализа содержания, а также распределения подвижной серы в почвах сельскохозяйственных угодий использовали материалы агрохимических обследований 20082021 гг., проводимых государственными станциями агрохимической службы «Курская» и «Рыльская» при реализации «Программы сохранения и повышения плодородия почв» по всем 28 районам Курской области. Почвенный покров области представлен основными типами почв, среди них преоб-
ладают черноземы (выщелоченные, типичные и оподзоленные) и серые лесные почвы всех подтипов. При этом черноземные почвы занимают около 1460 тыс. га, или 74,0%, а серые лесные - примерно 482 тыс. га, или около 24,5% сельскохозяйственных угодий [12].
Анализ отобранных почвенных образцов проводили в лабораториях вышеназванных станций агрохимической службы. Содержание подвижной серы определяли методом объемной тригонометрической оценки сульфатов (ГОСТ 26490-85). Для обработки экспериментальных данных применяли метод дисперсионного математического анализа по Б.А. Доспехову (1985), а также программы Microsoft Excel и Statistica 5.0 for Windows 10 [13].
Курская область - один из регионов, который по почвенно-климатическому потенциалу наиболее благоприятен для производства практически всех ведущих полевых культур. В области оптимально сочетаются условия увлажнения, количество приходящей солнечной радиации и плодородные почвы. Почвы Курской области характеризуются высоким потенциальным, естественным плодородием, что позволяет получать стабильно высокую урожайность.
В Курской области традиционно выделяется два агропочвенных района, которые по своему почвенному покрову значительно отличаются:
1-й агропочвенный район представлен серыми лесными почвами и оподзоленными черноземы;
2-й агропочвенный район представлен черноземами всех подтипов.
В первом агропочвенном районе характерные для него серые лесные почвы занимают меньше половины территории (43,3%) и черноземы около 41%. Второй агропочвенный район занимает большую часть территории области с преобладанием черноземных почв.
Результаты. Данные агрохимических обследований, проведенные в Курской области за последние 10-15 лет показали, что содержание серы имеет четкую динамику к уменьшению в пахотном слое во всех типах почв. В настоящее время большую часть пахотных почв согласно группировке по обеспеченности подвижными формами серы можно отнести к низкой. В соответствии с общепринятой методикой, принятой в нашей стране, обеспеченность сельскохозяйственных культур доступными формами серы оценивают с помощью 1,0 н KCl, которым экстрагируют соединения серы из почвы. Во многих зарубежных странах содержание подвижной серы разделяют на 5 групп, однако там принята другая методика, основанная на определении сульфатной серы в уксуснокислотной вытяжке [12]. В зависимости от содержания подвижной серы почвы классифицируют на соответствующие группы обеспеченности (табл. 1).
1. Группировка почв по содержанию подвижных форм серы
Группа Группировка по содержанию Содержание серы, мг/кг
РФ За рубежом
1 Очень низкое - < 5
2 Низкое < 6,0 5,0-10,0
3 Среднее 6,1-12,0 10-35
4 Высокое > 12,0 35-90
5 Очень высокое - > 90
Следует отметить, что классификация подвижной серы в пахотном слое почв на три группы стала неактуальной и не отражает в полной степени современное состояние пахотных почв по потребности возделываемых культур в этом элементе. Анализ изменения содержания подвижной серы в пахотных почвах Курской области с 1995 г. показывает, что за этот период содержание серы значительно уменьшилось (табл. 2).
С 1990 по 1995 г. в почвах отмечено максимальное содержание большинства макро- и мезоэлемен-тов. Это связано с высоким внесением минеральных удобрений в 1980-е годы и незначительным выносом с урожаем. После 2000-х годов плодородие почв начало значительно деградировать и уменьшилась обеспеченность почв важнейшими элементами питания, в том числе и мезоэлементом серой (рис. 1).
В 1995 г. более 20% почв имели среднее содержание подвижной серы, около 2% высокое и 78% относились к группе с низким содержанием. Минимальная обеспеченность отмечена с 2005 по 2010 г., около 95% почв имели низкое содержание подвижной серы. Далее, в последующие 5 лет, последовало небольшое увеличение содержания серы и к 2015 г. к средней группе обеспеченности относились почти 10% почв, к высокой - 1% и к низкой - 89%. После 2019 г. последовало стабильное снижение содержания серы, которое продолжается и сейчас. Это в первую очередь связано с высокой долей в структуре посевных площадей культур с высокой потребностью в данном элементе, таких как озимый и яровой рапс, подсолнечник, соя. В 2021 г. почти 94% почв области относились к группе с низким содержанием подвижной серы.
Содержание подвижной серы в почвах Курской области никогда не достигало высоких показателей. В середине 1990-х годов среднее содержание серы в почвах было менее 5 мг/кг почвы. В последующие годы содержание серы начало значительно уменьшаться (рис. 2).
По данным таблицы 2, наименьшее содержание серы отмечено в 2005-2010 гг. и в среднем составляло 2,4-2,6 мг/кг. После 2010 г. увеличилось внесение минеральных удобрений, в том числе с содер-
2. Динамика содержания подвижной серы в почвах Курской области (1995-2021 гг.)
Годы
Группировка почв по обеспеченности подвижной серой, %
низкая (< 6,0 мг/кг)
средняя (6,0-12,0 мг/кг)
высокая (> 12,0 мг/кг)
Средневзвешенное содержание, мг/кг почвы
1995
77,6
20,6
1,8
4,9
2000
86,0
13,1
0.9
3,8
2005
94,2
5,8
2,6
2010
94,9
4,5
0,4
2,4
2015
9,4
1,0
3,2
2021
93,4
6,1
0,5
2,9
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
1995
2000
2005
2010
2015
2021
низкая
средняя
высокая
Рис. 1. Изменение обеспеченности зональных почв Курской области подвижной серой
6
5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0
1995
2000
2005 2010
2015
2021
Среднее
содержание,
мг/кг
Рис. 2. Динамика изменения содержания подвижной серы в зональных почвах Курской области (1995-2021 гг.)
жанием серы. В 2015 г. содержание подвижной серы в почвах незначительно увеличилось и составило 3,2 мг/кг. На время завершения проведения исследований (2021 г.) среднее содержание подвижной серы в почвах Курской области составляло 2,9 мг/кг.
Содержание подвижной серы по районам области значительно варьирует и отличается значительной «пестротой». В почвах 1-го агропочвенного района (табл. 3) преобладают серые лесные почвы и выщелоченные черноземы. Средневзвешенное содержание подвижной серы в этом районе составляет 2,9 мг/кг. Наиболее высокое содержание отмечено в Дмитриевском районе (4 мг/кг) и наименьшее во Льговском и Хомутовском районах соответственно 1,7 и 1,5 г/кг почвы.
При этом площадь почв по обеспеченности подвижной серы с низким содержанием по районам изменялась от 85,7% в Беловском и до 100% в Курчатовском районах. В среднем в обследованных почвах 1 -го агропочвенного района низкое содержание подвижной серы выявлено на 94,7% пахотных угодий, среднее 4,9% и высокое содержание этого элемента отмечено всего лишь на 0,4% пашни.
Почвенный покров 2-го агропочвенного района представлен преимущественно черноземами различных подтипов (табл. 4).
Принципиально большого различия в содержании серы в пахотном слое двух агропочвенных районов Курской области не отмечено, несмотря на большие отличия по типу почвы и гранулометрическому составу. Наиболее высокое среднее содержание подвижной серы в почвах Касторенского и
3. Содержание подвижной серы в почвах Курской области, 1-й агропочвенный район
Наименование Обследо- Группировка почв по содержанию подвижной серы Средневзве-
районов ванная низкое (I) среднее (II) высокое (Ш) шенное со-
площадь, < 6,0 6,1-12,0 > 12,0 держание,
тыс. га тыс. га % тыс. га % тыс. га % мг/кг почвы
Дмитриевский 69,3 67,5 97,4 1,2 1,7 0,6 0,9 4
Железногорский 45,0 39,9 88,6 4,6 10,2 0,5 1,2 3,3
Конышевский 63,8 57,2 89,6 6 9,4 0,6 1,0 3,1
Глушковский 45,6 40,9 89,7 4,7 10,3 - - 2,9
Беловский 54,8 47 85,7 7,3 13,3 0,5 1,0 2,8
Кореневский 56,9 53,7 94,3 2,8 4,9 0,4 0,8 2,5
Октябрьский 35,9 35,7 99,4 0,2 0,6 - - 2,5
Курчатовский 34,3 34,3 100 - - - - 2,3
Рыльский 86,2 81,2 94,2 5 5,8 - - 2,3
Б. Солдатский 54,3 52,5 96,7 1,8 3,3 - - 2,2
Суджанский 61,6 59,1 95,9 2,3 3,7 0,2 0,4 2,2
Фатежский 84,8 81,7 96,3 2,6 3,0 0,5 0,7 2,1
Льговский 54,6 54,5 99,8 0,1 0,2 - - 1,7
Хомутовский 63,9 63,5 99,4 0,3 0,5 0,1 0,1 1,5
Итого 811,0 768,7 94,7 39,9 4,9 3,4 0,4 2,52
4. Содержание подвижной серы в почвах Курской области, 2-й агропочвенный район
Наименование Обследо- Группировка почв по содержанию подвижной серы Средневзве-
районов ванная низкое (I) среднее (II) высокое (III) шенное со-
площадь, < 6,0 6,1-12,0 > 12,0 держание,
тыс. га тыс. га % тыс. га % тыс. га % мг/кг почвы
Касторенский 88,9 76,2 85,7 11,8 13,2 0,9 1,1 4
Щигровский 88,7 76,8 86,6 11,3 12,7 0,6 0,7 4
Горшеченский 88,5 76,6 86,5 11,6 13,1 0,3 0,4 3,6
Черемисиновский 62 55,7 89,8 5,7 9,2 0,6 1,0 3,4
Мантуровский 67,4 60,6 89,9 6,8 10,1 - - 3,2
Советский 85,3 79,8 93,5 5,4 6,3 0,1 0,2 3,2
Обоянский 61,4 57 92,8 4,4 7,2 - - 3,2
Солнцевский 69,4 67,3 97,0 2,1 3,0 - - 3,1
Золотухинский 73,9 72,1 97,5 1,6 2,1 0,2 0,4 3
Поныровский 46,9 45,6 97,2 1,3 2,8 - - 3
Курский 80,8 77,6 96,0 3 3,7 0,2 0,3 2,8
Тимский 66 63,7 96,5 2,1 3,2 0,2 0,3 2,8
Медвенский 73,2 68,8 93,4 3,8 5.2 0,6 1,4 2,7
Пристенский 70,6 67 94.9 3,2 4,5 0,4 0,6 2,6
Итого 1023,0 944,8 92,3 74,1 7,2 4,1 0,5 3,19
Щигровского районов (4 мг/кг), наиболее низкое -в почвах Медвенского и Пристенского районов (2,7 и 2,6 мг/кг). Средневзвешенное содержание подвижной серы 2-го агропочвенного района 3,19 мг/кг, что всего лишь на 0,67 мг больше показателя 1-го агропочвенного района. Низкую обеспеченность серой по районам области имели от 85,7 и до 97,5% обследованных почв, среднюю от 13,2 и до 2,1% и высокую только 0,5%.
Таким образом, представленные данные показывают, что сера - элемент, имеющий очень низкое содержание и обеспеченность в зональных почвах Курской области. Учитывая важность и значимость серы как одного из ведущих элементов, формирующих высокую продуктивность возделываемых сельскохозяйственных культур, становится актуальным применение серосодержащих минеральных удобрений.
Литература
1. Нортон Р., Миккелсен Р., Дженсен T. Значение серы в питании растений // Питание растений. Вестник Международного института питания растений, 2014, № 3. - С. 2-6.
2. Белопухов С.Л., Дмитревская И.И., Антошин В.А., Байбеков Р.Ф., Жевнеров А.В., Бурлов В.В., Васенев И.И., Валентини Р., Прохоров И.С., Зубцов В.А. Методы анализа серы при контроле качества продукции растениеводства: под общей редакцией проф. С.Л. Белопухова. - М.: Изд-во РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2015. - 188 с.
3. Аристархов А.Н. Агрохимия серы: под ред. акад. РАСХН В.Г. Сычева. - М.: ВНИИА, 2007. - 272 с.
4. Шеуджен А.Х. Физиологическая роль серы в жизни растений / Удобрение и регуляторы роста на посевах риса.
- Краснодар: Изд-во КубГАУ, 2002. - С. 36-41.
5. Лукин С.В., Жуйков Д.В. Мониторинг содержания серы в почвах, растениях и органических удобрениях // Земледелие, 2019, № 2. - С. 10-12. DOI: 10.24411/0044-3913-2019-10202.
6. Никитишен В.И., Дмитриева Л.К. Кругооборот и баланс серы в земледелии // Агрохимия, 1983, № 9. - С. 113-124.
7. Левшаков Л.В. Нормирование содержания тяжелых металлов в почве // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии, 2011, № 3. - С. 51-53.
8. Панасин В.И., Слобожанинова В.Д., Лопатина Н.В. Сера и урожай. - Калининград: Изд-во «КГТ», 1999. - 150 с.
9. Чевычелов А.В., Левшаков Л.В., Лазарев В.И. Влияние удобрений, содержащих серу на урожайность и качество зерна яровой пшеницы в условиях Курской области // Международный сельскохозяйственный журнал, 2019, № 4.
- С. 51-54.
10. Kholodov V.A., Farkhodov Yu.R., Yaroslavtseva N.V., Aydiev A.Yu., Lazarev V.I., Ilyin B.S., Ivanov A.L., Kulikova N.A. Thermolabile and Thermostable Organic Matter of Chernozems under Different Land Uses // Eurasian Soil Science, published in Pochvovedenie, 2020, № 8. - Р. 970-982. Russian Text, ISSN 1064-2293.
11. Аристархов А.Н. Сера в агроэкосистемах России: мониторинг содержания в почвах и эффективность ее применения // Международный сельскохозяйственный журнал, 2016, № 5. - С. 39-47.
12. Муха В.Д. Сулима А.Ф., Чаплыгин В.И. Почвы Курской области: учеб. пособие для студ. по агроном. спец. -Курск: Изд-во Курской КГСХА, 2006. - 119 с.
13. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.
