CC BY
133AГPОXИМОБСЛУЖИBAHИЕ
СОДЕРЖАНИЕ ГУМУСА, ПОДВИЖНОГО ФОСФОРА, ОБМЕННОГО КАЛИЯ И СТЕПЕНЬ КИСЛОТНОСТИ ПАХОТНЫХ ПОЧВ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
В.Г. Сычев, акад., РАСХН, А.В. Кузнецов, к.х.н., А.В. Павлихина, к.б.н., Н.В. Лобас, ВНИИА
Важное место в структурно-функциональной организации мониторинга окружающей среды занимают почвы, представляющие наиболее сложные биологические системы, которые включают множество разнообразных химических и биологических составляющих. Их изучение позволяет не только установить различные зависимости, включающие отдельные и совокупные свойства почв, но и разработать долговременные и эффективные приемы контроля окружающей среды во всех аспектах, касающихся почвенных ресурсов.
Многоплановая задача по оценке плодородия почв сельскохозяйственных угодий решается в процессе агрохимического мониторинга. В ходе такого мониторинга проводится контроль (наблюдение) за состоянием экосистемы (почва, растение, вода) и оценка изменений во времени и пространстве; прогноз изменения состояния экосистемы; составление рекомендаций по внедрению экологически безопасных технологических приемов в земледелии и направленному регулированию основных режимов в почвах, непосредственно определяющих их плодородие, урожайность и качество сельскохозяйственных культур.
Высокая и устойчивая продуктивность сельскохозяйственных культур возможна лишь при реализации оптимальной совокупности агрохимических и экологических факторов, обеспечивающих нормальный рост и развитие растений, и формирование урожая заданного качества.
Размер элементарного участка при агрохимическом мониторинге составляет 5 га в таежно-лесной зоне с преобладанием дерново-подзолистых почв и 40 га в лесостепной и степной зонах с преобладанием обыкновенных, южных черноземов и каштановых почв. В лесостепной зоне серых лесных почв, оподзоленных и выщелоченных черноземов размер элементарного участка составлял 10-20 га. В многолетних садовых древесных насаждениях величина элементарного участка равна 2-4,5 га, а в насаждениях ягодных кустарников и земляники - 0,5-1 га вне зависимости от природно-сельскохозяйственной зоны.
Объединенную почвенную пробу в зависимости от пестроты почвенного покрова составляли из 20-40 точечных проб, отобранных почвенным буром. Точечные пробы отбирали на пашне на глубину пахотного (реже подпахотного) слоя, в саду - на глубину 40 см, на земляничной плантации - 20 см.
На 1 января 2006 г. агрохимическое обследование пашни проведено на площади 106 млн га, что составляет 92% от общей площади пахотных угодий.
В связи с зональностью распределения и большой пестротой почвенного покрова содержание подвижных форм фосфора и калия определяли различными методами: в зоне дерново-подзолистых и серых лесных почв - по методу Кирсанова (ГОСТ 26207), некарбонатных черноземов - по методу Чирикова (ГОСТ 26204), в зоне карбонатных почв (черноземы, каштановые почвы) - по методу Мачигина (ГОСТ 26205).
Определение органического вещества почвы проводили по методу Тюрина в модификации ЦИНАО с колориметрическим окончанием (ГОСТ 26213). Обобщение результатов определения гумуса осуществляли по градации, приведенной в «Методических указаниях по проведению комплексного агрохимического обследования почв сельскохозяйственных угодий» М. 1994. 1-я группа - содержание гумуса - < 2,0%, 2-я группа - 2,1-4,0%, 3-я группа - 4,1-6,0%, 4-я группа - 6,18,0%, 5-я группа - 8,1-10,0%, 6-я группа - более 10,0%.
Группировки почв по группам содержания определяемых показателей представлены в «Методических указаниях по проведению локального мониторинга плодородия земель сельскохозяйственного назначения», Москва, 2003 г.
Средневзвешенное значение показателя рассчитывали по
ах + а2х2 +... + а х следующему уравнению: Х = 1 1-—- п ,
Плодородие № 3*2008
This document was created using
где а1, а2...ап - площади почв в соответствующих группах по содержанию элементов питания; хь х2.. .хп - среднее значение показателя в каждой группе (табл. 1).
Органическое вещество почвы и гумус, как его составляющая часть, является важным показателем, определяющим генезис, потенциальное и актуальное плодородие почв, обеспеченность растений подвижными формами соединений азота, фосфора, калия и других питательных элементов, экологическое состояние окружающей среды.
Средневзвешенное содержание органического вещества в пахотных почвах в целом по Российской Федерации составляет 3,98%. Преобладают пахотные почвы со средним содержанием органического вещества 2,1-4,0% (39,1 млн га) и 4,16,0% (30,5 млн га), что составляет соответственно 37,1% и 28,9% от обследованной площади. Средневзвешенное содержание гумуса в пахотном слое почв по субъектам федерации колеблется в пределах 1,1-8,1%, причем минимальная величина характерна для Брянской области, а максимальная - для Кемеровской области.
Субъекты федерации с содержанием гумуса в пахотных почвах менее 2%: Республика Калмыкия, Республика Марий Эл, Астраханская, Брянская, Ивановская, Калужская, Костромская и Смоленская области. При этом в Республике Калмыкия и Астраханской области, преобладают светло-каштановые, бурые и серо-бурые почвы, а в Республике Марий-Эл, Брянской, Ивановской, Калужской, Костромской, Смоленской областях распространены дерново-подзолистые почвы.
Так, в пахотных почвах Республики Калмыкия очень низкая обеспеченность гумусом (< 2%) характерна для 86,6% обследованных почв, тогда как низкая обеспеченность (2,14,0%) - для 13,4%, что составляет, соответственно, 506,3 тыс. га и 78,5 тыс. га. В пахотных почвах Республики Марий-Эл доля почв с очень низкой обеспеченностью гумусом составляет 66,8%, с низкой обеспеченностью гумусом - 33,2%, соответственно, 337,8 и 168,1 тыс. га. В Астраханской обл. эти показатели составляют, соответственно, 91 и 9%, 204,3 и 20,1 тыс. га. Только две группы обеспеченности гумусом выделено также в Ивановской области, причём доля очень низко обеспеченных гумусом почв здесь составляет 73%.
Субъекты с содержанием гумуса в пахотных почвах 2,1-4,0%: Республика Адыгея, Республика Бурятия, Республика Дагестан, Кабардино-Балкарская Республика, Республика Северная Осетия - Алания, Республика Коми, Республика Саха (Якутия), Республика Тыва, Республика Удмуртия, Чеченская Республика, Чувашская Республика, Краснодарский край, Ставропольский край, Пермский край, Приморский край, Амурская, Архангельская, Волгоградская, Вологодская, Владимирская, Калининградская, Кировская, Ленинградская, Московская, Нижегородская, Новгородская, Оренбургская, Псковская, Ростовская, Саратовская, Тверская, Тульская, Ярославская области. В остальных субъектах федерации в пахотных почвах средневзвешенное содержание гумуса превышает 4%.
1
Solid Converter PDF
а1 + а2 +... + ап
Запасы органического вещества в верхнем 20 см слое различных почв варьируют в пределах 46-120 т/га, причём минимальное количество характерно для светло-каштановой почвы, а максимальное - для обыкновенного и типичного чернозёмов. Отмеченный характер распределения запасов
органического вещества сохраняется и в слое 0-50 см. Однако максимальный запас органического вещества на глубине 0100 см выявлен в чернозёме выщелоченном, так как в остальных подтипах чернозёма содержание органического вещества с глубины 40 см уменьшается интенсивнее.
1. Группировка пахотных почв субъектов федерации по агрохимическим показателям
Субъект федерации Р-республика,
К-край, обл.-область
Общая площадь тыс. га
Гумус
P2O5
%
гр. мг/кг гр.
K2O рН
мг/кг гр. ед. гр.
Белгородская обл. 1,5 4,8 3 115 ч 4 119ч 4 5,9 5
Брянская обл. 1,0 1,1 1 183 к 5 108 к 3 5,6 5
Владимирская обл. 0,5 2,2 2 136 к 4 105 к 3 5,7 5
Воронежская обл. 2,9 5,6 3 91 ч 3 130 ч 4 5,9 5
Ивановская обл. 0,5 1,6 1 114 к 4 99 к 3 5,6 5
Калужская обл. 0,8 1,4 1 124 к 4 96 к 3 5,6 5
Костромская обл. 0,6 1,5 1 104 к 2 96 к 3 5,2 4
Курская обл. 1,8 4,5 3 132 ч 4 97 ч 4 5,5 4
Липецкая обл. 1,5 5,6 3 96 ч 3 104 ч 4 5,4 4
Московская обл. 1,1 2,3 2 221 к 5 143 к 4 5,8 5
Орловская обл. 1,5 5,1 3 101 к 4 128 к 4 5,3 4
Рязанская обл. 1,4 4,5 3 102 к 4 100 к 3 5,3 4
Смоленская обл. 1,3 1,7 1 123 к 4 95 к 3 5,3 4
Тамбовская обл. 2,0 6,4 4 86 ч 3 100 ч 4 5,4 4
Тверская обл. 1,4 2,13 2 155 к 5 96 к 3 5,5 4
Тульская обл. 1,4 4,0 2 125 к 115 ч 4 4 109 к 69 ч 3 3 5,4 4
Ярославская обл. 0,7 2,3 2 120 к 4 89 к 3 5,5 4
Р.Карелия 0,07 5,6 3 232 к 5 145 к 4 5,3 4
Р. Коми 0,07 2,37 2 161 к 5 111 к 3 5,0 3
Архангельская обл. 0,3 2,65 2 180 к 5 129 к 4 5,7 5
Вологодская обл. 0,7 2,9 2 133 к 4 100 к 3 5,4 4
Калининградская обл. 0,4 2,8 2 145 к 4 182 к 5 5,8 5
Ленинградская обл. 0,4 3,9 2 175 к 5 112 к 3 5,8 5
Мурманская обл. 0,02 7,3 4 226 к 5 112 к 3 5,5 4
Новгородская обл. 0,4 3,2 2 160 к 5 110 к 3 5,8 5
Псковская обл. 0,6 2,5 2 145 к 4 109 к 3 5,6 5
Р. Адыгея 0,2 2,3 2 29 м 3 328 м 4 5,5 4
Р. Дагестан 0,5 2,3 2 29 м 299 м 3 6,3 6
Ингушская Р. 0,08 4,3 3 22 м 3 319м 4 5,6 5
Кабардино- 0,3 3,6 2 33 м 4 328 м 4 6,2 6
Балкарская Р.
Р. Калмыкия 0,9 1,3 1 21 м 3 482 м 5 6,3 6
Карачаево- 0,1 4,6 3 25м 3 255 м 3 6,1 6
Черкесская Р.
Р. Северная 0,2 3,8 2 107 ч 4 133 ч 5 5,8 5
Осетия Алания
Чеченская Р. 0,3 2,5 2 20 м 3 323м 4 6,9 6
Краснодарский к. 0,4 3,4 2 31 м 4 415 м 5 6,1 6
Ставропольский к. 3,9 2,7 2 22 м 3 377 м 4 6,3 6
Астраханская обл. 0,2 1,2 1 39 м 4 257 м 3 6,3 6
Волгоградская обл. 5,8 2,6 2 31 м 4 395 м 4 6,3 6
Ростовская обл. 5,6 2,8 2 23 м 3 381 м 4 6,3 6
Субъект федерации Общая площадь тыс. га Гумус P2O5 K2O рН
Р-республика, К-край, 1 обл.-область % гр. мг/кг гр. мг/кг гр. ед. гр.
Р. Башкортостан 3,5 6,7 4 103 к 30 м 4 4 142к 42м 4 4 5,8 5
Р.Марий Эл 0,5 1,8 1 163 к 5 102к 3 5,8 5
Р. Мордовия 1,0 6,0 3 140 к 4 155к 4 5,4 4
Р. Татарстан 3,3 4,5 3 142 к 129ч 4 4 166к 114ч 4 4 5,7 5
Удмуртская Р. 1,3 2,6 2 121 к 4 120к 3 5,6 5
Р. Чувашия 0,7 4,0 2 170 к 5 144к 4 5,7 5
Кировская обл. 2,3 2,6 2 116 к 4 118к 3 5,1 4
Нижегородская обл. 1,9 3,2 2 135 к 4 121к 4 5,3 4
Оренбургская обл. 6,0 3,9 2 21 м 3 351м 4 6,3 6
Пензенская обл. 2,2 5,6 3 75 ч 3 119ч 4 5,1 4
Пермский к. 1,8 3,1 2 103 к 4 128к 5 5,1 4
Самарская обл. 2,9 4,2 3 98 ч 3 137ч 5 6,0 5
Саратовская обл. 5,7 4,0 2 30 м 3 404м 5 6,3 6
Ульяновская обл. 1,6 4,6 3 128 ч 4 127ч 4 5,7 5
Курганская обл. 2,4 4,6 3 28 ч 3 165ч 5 5,6 5
Свердловская обл. 1,4 5,1 3 121 к 4 145к 4 5,4 4
Тюменская обл. 1,4 5,3 3 87 ч 3 136ч 5 5,5 4
Челябинская обл. 2,9 5,6 3 58 ч 3 166ч 5 5,9 5
Р. Алтай 0,1 7,0 4 79 ч 3 105ч 4 5,9 5
Р. Бурятия 0,7 2,5 2 176 ч 5 96ч 4 6,0 5
Р. Тыва 0,1 3,2 2 25 м 3 160м 2 6,3 6
Р. Хакасия 0,6 4,3 3 22 м 3 301м 4 6,3 6
Алтайский к. 6,3 4,3 3 137 ч 5 174ч 5 5,9 5
Красноярский к. 3,0 6,7 4 27 ч 2 73ч 3 5,8 5
Иркутская обл. 1,6 4,5 3 122 к 4 99к 3 5,8 5
Кемеровская обл. 1,4 8,3 5 119 ч 4 142ч 5 5,5 4
Новосибирская обл. 3,6 5,2 3 156 ч 5 156ч 5 5,8 5
Омская обл. 4,0 5,0 3 99 ч 104 к 3 4 173ч 249 к 5 5 6,0 5
Томская обл. 0,6 5,0 3 174к 5 127к 4 5,2 3
Читинская обл. 0,5 4,5 3 62 ч 3 120ч 4 5,8 5
Р. Саха 0,1 3,8 2 104 к 4 172 к 5 6,2 5
Приморский к. 0,7 3,5 2 110 к 4 109к 3 5,2 4
Хабаровский к. 0,2 5,4 3 79 к 3 121 к 4 5,3 4
Амурская обл. 1,1 3,7 2 57 к 3 137 к 4 5,0 3
Камчатская обл. 0,05 7,3 4 129 к 4 81 к 3 5,3 4
Магаданская обл. 0,02 8,5 5 229 к 5 203 к 5 5,7 5
Сахалинская обл. 0,03 5,0 3 128 к 4 173 к 5 5,0 5
Примечание: к м - метод Кирсанова, ч - метод Чирикова, - метод Мачигина, гр.-группа
2. Запасы органического вещества в различных почвах
Глубина, см
Почва 0-20 0-50 0-100
т/га % т/га % т/га %
Дерново-подзолистая: песчаная и супесчаная 72 44,4 125 77,2 162 100
легкосуглинистая 78 44,1 138 80,0 177 100
среднесуглинистая 81 41,5 149 76,4 195 100
тяжелосуглинистая 78 37,7 146 70,5 207 100
Светло-серая лесная 76 40,6 153 81,8 187 100
Серая лесная 83 37,7 160 72,7 220 100
Тёмно-серая лесная 97 34,6 196 70,0 280 100
Чернозём выщелоченный 113 24,2 258 55,4 466 100
Чернозём обыкновенный 120 28,7 256 61,2 418 100
Чернозём типичный 119 28,3 266 63,3 420 100
Чернозём южный 96 28,7 213 63,8 334 100
Светло-каштановая 46 28,0 103 62,8 164 100
Каштановая 54 29,5 115 62,8 183 100
Тёмно-каштановая 60 31,9 125 66,5 188 100
2
Академики В.И. Кирюшин и А.Л. Иванов [1] предложили почвы по запасам гумуса, т/га, в слое 0-100 см разделить на 5 уровней: очень низкое (менее 100), низкое (100-200), среднее (200-400), высокое (400-600) и очень высокое (>600).
В соответствии с этим, низким гумусовым состоянием обладают дерново-подзолистые песчаные и супесчаные, легко-и среднесуглинистые почвы, светло-серые лесные почвы, а также все подтипы каштановых почв; средним - дерново-подзолистые тяжелосуглинистые, серые лесные и тёмно-серые лесные почвы и чернозёмы южные; высоким - чернозёмы выщелоченные, обыкновенные и типичные.
Определение подвижных форм соединений фосфора в пахотных почвах проводили 3-мя методами: Кирсанова, Чири-кова и Мачигина. Из 76 субъектов федерации 40 определяли подвижный фосфор по методу Кирсанова, 19 - по методу Чирикова и 17 - по методу Мачигина. Средневзвешенное содержание подвижного фосфора в пахотных почвах субъектов федерации, где используют метод Кирсанова, составляет 140 мг/кг, тогда как этот показатель при использовании мето-
This document was created using
Плодородие № 3*2008
Solid Converter PDF
да Чирикова не превышает 102 мг/кг, а при использовании метода Мачигина - 27 мг/кг. Низкое содержание подвижного фосфора (2 группа) в пахотных почвах определено в Костромской области.
Средняя обеспеченность пахотных почв подвижным фосфором (3 группа) отмечена в следующих субъектах федерации: Республика Адыгея, Республика Алтай, Республика Дагестан, Республика Ингушетия, Республика Калмыкия, Карачаево-Черкесская Республика, Республика Тыва, Республика Хакасия, Чеченская Республика, Ставропольский край, Красноярский край, Хабаровский край, Амурская, Воронежская, Курганская, Липецкая, Омская, Оренбургская, Пензенская, Ростовская, Самарская, Саратовская, Тамбовская, Тюменская, Челябинская, Читинская области. Для остальных субъектов федерации характерна повышенная и высокая обеспеченность подвижным фосфором пахотных почв.
Определение обменных форм соединений калия как и фосфора в пахотных почвах проводили 3-мя методами: Кирсанова, Чирикова и Мачигина. Из 76 субъектов федерации 40 определяли обменный калий по методу Кирсанова, 19 - по методу Чирикова и 17 - по методу Мачигина.
Средневзвешенное содержание обменного калия в пахотных почвах субъектов федерации, где используют метод Кирсанова, составляет 118 мг/кг, тогда как этот показатель при использовании метода Чирикова равен 132 мг/кг, а при использовании метода Мачигина - 301 мг/кг.
Очень низкую обеспеченность обменным калием (1 группа) имеют пахотные почвы Красноярского края. Низко обеспеченными обменным калием (2 группа) являются пахотные почвы Республики Тыва.
Среднюю обеспеченность обменным калием (3 группа) имеют пахотные почвы следующих субъектов федерации: Республика Дагестан, Карачаево-Черкесская Республика, Республика Коми, Республика Марий Эл, Удмуртская Республика, Приморский край, Астраханская, Брянская, Владимирская, Вологодская, Ивановская, Иркутская, Калужская, Камчатская Кировская, Костромская, Ленинградская, Мурманская, Новгородская, Псковская, Рязанская, Смоленская. Тверская, Тульская, Ярославская области. В остальных субъектах федерации отмечается повышенное и высокое содержание обменного калия в почвах пашни.
Результаты агрохимического обследования пахотных земель в районах распространения кислых почв и группировка площадей по степени кислотности показывают, что на 1 января 2006 года в Российской Федерации кислые почвы (с рН < 5,5) занимают 34,8 млн га или 32,9% от обследованной площади (рис.).
менее 4
Доля очень сильнокислых почв (рН менее 4,0) не превышает 0,2%, что составляет 253,1 тыс. га пашни. Сильно кислые почвы (рН 4,1-4,5) уже распространены на площади более 2,4 млн га, что составляет 2,3% от обследованной площади. Доля среднекислых почв (рН 4,6-5,0) несколько больше 9,3% или 9,8 млн га. Слабокислых почв пашни (рН 5,1-5,5) 21,1% или более 22,3 млн га пашни.
По средневзвешенному показателю кислотности пахотных почв субъектов с очень сильной и сильной кислотностью пашни не имеется. Среднекислые пахотные почвы с рНКС1 4,6-5,0 (3 группа) характерны для Республики Коми, Амурской, Сахалинской и томской областей.
Слабокислые пахотные почвы с рНКС1 5,1-5,5 (4 группа) распространены в следующих субъектах федерации: Республика Адыгея, Республика Карелия, Республика Мордовия, Приморский край, Хабаровский край, Пермский край, Владимирская, Вологодская, Камчатская, Кемеровская, Кировская, Костромская, Курская, Ленинградская, Липецкая, Нижегородская, Орловская, Пензенская, Пермская, Рязанская, Свердловская, Смоленская, Тамбовская, Тверская, Тульская, Тюменская, Ярославская области.
Для остальных субъектов федерации свойственны почвы с близкой к нейтральной и нейтральной реакцией среды.
Как показали исследования И.А. Шильникова [11], на почвах с очень сильно кислой и сильно кислой реакцией среды, содержащих много активного алюминия, применение минеральных удобрений без известкования не только неэффективно, но и опасно, так как могут загрязниться поверхностные и фильтрационные воды, а содержащиеся в почве питательные вещества растения используют очень слабо. На этих почвах первостепенным агрохимическим мероприятием должно быть известкование. Известкование почвы полными дозами снижает подвижность органического вещества. Таким образом, известкование — прием, регулирующий интенсивность и направленность процессов разложения органического вещества в почве, предохраняющий гумус от выщелачивания из пахотного слоя, так как кальций переводит гуминовые кислоты в более устойчивые соединения — гуматы кальция. Это приводит к консервированию некоторой части органического вещества и накоплению гумуса в почвах.
Важнейшая природоохранная функция известкования почв состоит в том, что при оптимизации реакции среды в почве улучшаются ее фосфатный и азотный режимы. Кроме того, из произвесткованных почв на 20-40 % уменьшается вымывание калия с инфильтрационными водами. Причем это действие, особенно касающееся улучшения фосфатного режима, очень продолжительно. Поэтому на почвах, произвесткованных полными дозами, можно на 15-20 % снижать дозы азотных и фосфорных удобрений. Улучшение азотного питания на известкованных почвах настолько существенно, что его нужно учитывать при расчете доз азота, иначе неизбежно ухудшение качества продукции.
Литература
1. Агроэкологическая оценка земель, проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий. Методическое руководство. - М.:ФГНУ «Росинформагротех», 2005.- 784 с.
2. Шильников И.А. Агрохиммелиорация - основа для применения удобрений. В кн. «Актуальные проблемы агрохимической науки (К 75-летию ВНИИА)». - М.:ВНИИА, 2007. - С. 66-78
5,6-6,0 21,6%
Рис. Распределение пахотных почв Российской Федерации по степени кислотности
Плодородие № 3*2008
3
This document was created using
Solid Converter PDF
