CC BY
34
й01: 10.24411/0235-2451-2018-10502
УДК 631.452
СОСТОЯНИЕ И ДИНАМИКА АГРОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПАХОТНЫХ ЗЕМЕЛЬ КУЛУНДИНСКОЙ ЗОНЫ АЛТАЙСКОГО КРАЯ
А. И. МЕПЬНИКОВ\
Л. Г. БЕПЕНЕВА, начальник отдела (e-mail: [email protected])
Государственная станция агрохимической службы «Ку-лундинская», ул. Красноармейская, 1, с. Ключи, Ключевский р-н, Алтайский край, 658980, Российская Федерация
Резюме. Зона обслуживания Федерального государственного бюджетного учреждения государственная станция агрохимической службы «Кулундинская» включает 13 административных районов Алтайского края, расположенных в его западной части. По почвенно-климатическим условиям территория подразделяется на две подзоны: Западно-Кулундинскую, в которую входят Бурлинский, Славгородский, Немецкий национальный, Табунский, Кулундинский, Ключевский, Михайловский и Угловский районы; Восточно-Кулундинскую с Благовещенским, Суетским, Родинским, Хабарским и Волчихинским районами. Площадь обслуживания составляет 2489,3 тыс. га сельскохозяйственных угодий, из них пашня - 1672,6 тыс. га, в том числе орошаемая - около 20 тыс. га. Значительную площадь занимают сенокосы (138,1тыс. га), пастбища (547,7тыс. га) и залежь (130,9 тыс. га). Исследования проводили с целью анализа закономерностей изменения основных агрохимических показателей пахотных почв зоны обслуживания. Работа выполнена по материалам шести туров сплошного агрохимического обследования почвы (1968-2016гг.). За годы исследований в пахотных почвах зоны отмечено стабильное средневзвешенное содержание органического вещества в пределах 2,9...3,4 %. По результатам последнего завершенного тура агрохимического обследования(2006-2016гг.) средневзвешенное содержание под-вижныхформ фосфора составило 108,6 мг/кг, калия - 207,0 мг/кг. Общая площадь почв с кислой реакцией среды достигла 89,8 тыс. га, или 6,1 % обследуемой пашни, из них 4,5 тыс. га сильно- и среднекислые, 85,4 тыс. га - слабокислые. Ключевые слова: плодородие, подвижные формы фосфора, подвижные формы обменного калия, органическое вещество, кислотность почв, каштановые почвы, южный чернозем. Для цитирования: Мельников А. И., Беленева П. Г. Состояние и динамика агрохимических показателей пахотных земель Кулун-динской зоны Алтайского края//Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 5. С. 11-14. DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10502.
В 2006 г. постановлением Правительства РФ утверждена федеральная целевая программа «Сохранение и восстановление плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения и агроландшафтов как национального достояния России на 2006-2010 г. и на период до 2012 г.». Одна из ее задач - организация мониторинга плодородия земель сельскохозяйственного назначения и формирование информационной базы данных по плодородию почв.
Оптимальная форма такого мониторинга на сегодняшний день - периодически повторяемое комплексное агрохимическое и эколого-токсикологическое обследование на всей площади сельскохозяйственных земель России. По результатам сплошного обследования составляют заключение о динамике содержания в пахотном слое почв органического вещества, подвижных форм фосфора и калия, кислотности, микроэлементов и других показателей.
Цель исследования - анализ закономерностей изменения основных агрохимических показателей пахотных почв зоны обслуживания ФГБУ ГСАС «Кулундинская».
Условия, материалы и методы. В работе использовали материалы сплошного агрохимического обследования пахотных почв, проводимого ФГБУ ГСАС «Кулундинская».
В 2016 г. завершен VI тур агрохимического обследования. В почвенных образцах определяли содержание органического вещества по методу Тюрина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-91), рН солевой вытяжки (ГОСТ 26483-85), содержание подвижных форм фосфора и калия по Чири-кову (ГОСТ 26204-91). В V и VI турах в некоторых районах агрохимическое обследование проводили в несколько этапов из-за чего произошло смещение номера тура (V тур - 2000-2005, 2010 гг., VI тур - 2006-2013, 2016 гг.)
Почвенный покров зоны обслуживания образован в большей степени двумя типами почв. Преобладают каштановые (маломощные, слабо и среднедефли-рованные, слабогумусированные) - около 1,1 млн га (44,1 %), которые в свою очередь представлены темно-каштановыми, каштановыми и светло-каштановыми почвами (Ключевский, Михайловский, Кулундинский, Табунский, Славгородский, и Угловский районы).
Кроме того, к зональным почвам также относятся южные и обыкновенные черноземы. Черноземы южные маломощные слабогумусированные глубоковскипающие занимают 29,8 % площади. Распространены они в Благовещенском, Бурлинском, Волчихинском, Суетском, Родинском, Хабар-ском и Немецком национальном районах [1].
Особенность преобладающих почв зоны обслуживания, наряду с малым количеством гумуса - легкий механический состав и, как результат, высокая вероятность ветровой эрозии, снижающей плодородие [2]. Всего в зоне обслуживания дефляции подвержено 1159,4 тыс. га пашни, что составляет 69,3 % всей ее площади. Низким содержанием органического вещества (от 2,1 до 4,0 %), характеризуется 74,5 % площади обследованной пашни. На 214,3 тыс. га его содержание очень низкое (менее 2 %). Ежегодно потери органического вещества составляют от 0,51 до 1,7 т/га.
Результаты и обсуждение. Запасы фосфора в почве определяются содержанием его в почвообразующей породе, а также уровнем внесения органическихи минеральных удобрений. Анализ динамики содержания подвижных форм фосфора в пахотных почвах показал, что средневзвешенная величина этого показателя по зоне обслуживания ФГБУ ГСАС «Кулундинская» в VI туре снизилась, по сравнению с I туром, на 38 мг/кг и составила 109 мг/кг почвы. (рис. 1). При-
Рис. 1. Динамика средневзвешенного содержания подвижного фосфора в почвах сельскохозяйственных угодий в зоне обслуживания ФГБУ ГСАС «Кулундинская», мг/кг.
Таблица 1. Кислотность почв пашни по циклам агрохимического обследования, 1968-2016 гг.
Группировка по степени кислотности рн , едГ Единица измерения Расп ределение площадей по циклам обследования
I (19681973 гг.) II (19741986 гг.) III (19871992 гг.) IV (19931999 гг.) V (20002005, 2010 гг.) VI (20062013, 2016 гг.)
Сильнокислая <4,5 тыс. га — - 0,1 0,1 2,2 1,3
% — - 0,01 0,01 0,15 0,08
Среднекислая 4,6...5,0 тыс. га 0,3 0,6 0,9 0,9 26,4 3,12
% 0,02 0,04 0,10 0,10 1,80 0,22
Слабокислая 5,1...5,5 тыс. га 127,0 126,9 39,9 36,7 164,3 85,4
% 7,10 7,80 2,50 2,50 11,00 5,80
Близкая к ней- 5,6...6,0 тыс. га 662,3 979,1 685,0 626,8 821,4 880,4
тральной % 36,80 60,40 43,60 42,50 54,90 60,00
„ 6,1...7,0 тыс. га 1009,5 484,9 844,4 811,8 481,0 497,5
Нейтральная % 56,10 29,90 53,80 55,00 32,20 33,90
Слабощелочная >7,0 тыс. га - 30,0 - - - 0,8
% - 1,90 - - - 0,05
Общая площадь тыс. га 1799,1 1621,6 1570,3 1476,3 1495,3 1468,6
Средневзвешенный показатель % 6,1 6,0 6,2 6,2 6,0 6,0
чина такой ситуации, на наш взгляд, обусловлена недостаточным внесением фосфорных удобрений в течение всего периода проведения обследований и практически полным его отсутствием начиная с 1991 г. Справедливость такого предположения подтверждает ситуация в Белгородской и Курской областях, в которых с середины семидесятых и до девяностых годов прошлого века баланс этого элемента в земледелии был положительным благодаря его высокому поступлению с удобрениями (45,7...71,0 кг/га). В результате, несмотря на сокращение поступление фосфора в девяностые годы в несколько раз, средневзвешенное его содержание в почвах этих регионов остается на уровне близком к оптимальному [3].
Важный фактор почвенного плодородия, оказывающий большое влияние на величину урожая сельскохозяйственных культур, - кислотность почвы. Мониторинг величины этого показателя в Кулундинской зоне был начат сразу же после организации станции.
Результаты мониторинга с IV (1993-1999 гг.) по VI (2006-2013, 2016 гг.) туры агрохимического обследования показывают, что в некоторых районах Кулундинской зоны (Благовещенском, Бурлинском, Ключевском, Кулундин-ском, Славгородском, Родинском, Михайловском) происходит подкисление пахотных почв.
Резкое снижение площади кислых почв в III цикле, по сравнению со II циклом (со 127 до 40 тыс. га), было вызвано сокращением общей площади обследования по зоне (табл. 1). На последующее ее увеличение в V цикле, по сравнению с IV, на наш взгляд, повлияло отсутствие работ по известкованию, а также сильное сокращение использования органических удобрений (табл. 2), что значительно ухудшило баланс кальция. Кроме того, большое влияние на этот процесс оказало то, что в течении V цикла агрохимического обследования до 90 % всего ассортимента минеральных удобрений приходилось на долю физиологически кислой аммиачной селитры.
Единственный радикальный способ решения этой проблемы - известкование. Основным известьсодержащим материалом в крае на сегодняшний день служит дефекат (отход сахарного производства), который в незначительных количествах используют хозяйства, расположенные в непосредственной близости от сахарных заводов. Вносить привозной известняк или доломитовую муку в современных условиях не представляется возможным из-за дороговизны их доставки. При этом Алтайский край располагает достаточным количеством разведанных запасов известняка, который при хорошо организованной добыче можно с успехом использовать в сельском хозяйстве. Если в ближайшие годы не начать серьезно заниматься этой проблемой, то даль-
нейшее подкисление пахотных почв приведет к частичной или полной их деградации, что, в свою очередь, пагубно скажется на урожайности стратегически важных культур.
В то же время средневзвешенная величина показателя кислотности по циклам обследования устойчиво находится в пределах 6,0...6,2 ед. рН.
Анализ динамики подвижного калия в пахотных почвах зоны по результатам завершенных циклов агрохимического обследования свидетельствует, что средневзвешенная величина этого показателя во все годы оставалась стабильной и составляла 204... 208 мг/кг почвы (рис. 2), что соответствует очень высокой обеспеченности этим элементом. Такая ситуация характерна для всех районов Кулундинской зоны.
Рис. 2. Динамика средневзвешенного содержания I менного калия в почвах сельскохозяйственных угодий в зоне обслуживания ФГБУ ГСАС «Кулундинская», мг/кг.
По мнению В. В. Медведева, оптимальное содержание подвижного калия для зерновых культур соответствует уровню 120...180 мг/кг, для пропашных - более 180 мг/кг [4].
При оценке плодородия почв определяющее значение имеет содержание гумуса. Органическое вещество -мощный геохимический аккумулятор преобразования и накопления солнечной энергии [5].
Анализ данных агрохимического обследования почв по циклам позволил выявить некоторые изменения в содержании органического вещества. Так, в VI цикле обследования площади с очень низким и низким содержанием гумуса уменьшились, в сравнении с Ш..^ циклами, на 327,7 и 268,7 га соответственно и составили 86,7 тыс. га (5,9 % обследованной площади) и 1039,6 тыс. га (70,8 %) соответственно (рис. 3). А площадь почв со средней обеспеченностью возросла до 339,6 тыс. га.
1 600,0
1 400,0
1 200,0
1 000,0
Л
о н
800,0
600,0
400,0
200,0
очень низкое <2,0
низкое 2,1
Рис. 3. Динамика содержания гумуса в почвах пашни по циклам агрохимического обследования, 1968-2016 гг., тыс. га: ■ -1(1968-1973); □-N(1974-1986); -111(1987-1992) Й - IV (1993-1999, 2001); И ~ V (2000-2005, 2009); ЩЩ - VI (2006-2013, 2016).
Сохранению и увеличению содержания органического вещества в почвах способствует внесение органических удобрений, посев многолетних трав, оставление боле высокой стерни зерновых культур, запашка части побочной продукции [6, 7, 8].
кратилась в 11 раз и составила 0,1 кг/га (см. табл. 2).
Снизились и объемы внесения минеральных удобрений. Если в среднем за 19851990 гг. в зоне обслуживания станции вносили 34,4 тыс. т действующего вещества минеральных удобрений, то за 2011-2015 гг. - всего 2,1 тыс. т, что почти в 17 раз меньше. Одновременно значительно сократились площади, на которых их применяют (почти в 7 раз) и дозы (в 2,3 раза). В расчете на 1 га используемой пашни норма применения минеральных удобрений уменьшилась более чем в 14 раз и составила 1,28 кг/га (табл. 3).
Сокращение объемов внесения удобрений отразилось на балансе питательных веществ в почве. При этом следует отметить, что он был отрицательным в течение всего периода наблюдений (табл. 4). Наименьший дефицит отмечали в 1974-1986 гг., а наибольший - в 2000-2005 гг.
Результаты последних циклов обследования показывают, что низкой обеспеченностью подвижными формами цинка отличаются 99,7 % пахотных земель, меди - 61,5 %, молибдена -73,5 %, марганца - 28,9 % (табл. 5). При этом 69,5 % площади пашни зоны обслуживания характеризуются
Таблица 2. Внесение органических удобрений (1985-2015 гг.)
Показатель Годы
19851990 19911995 19962000 20012005 20062010 20112015 2017
Внесение органических удобрений, тыс. т 2129,9 1079,7 262,4 194,5 150,4 278,5 170,1
в том числе на 1 га удобренной площади, т 45,5 52,1 23,7 17,4 30,4 36,6 35,9
Площадь удобренной пашни, тыс. га 46,9 20,7 11,1 11,2 4,9 7,6 4,7
Средняя площадь пашни, тыс. га 1826,2 1682,9 1786,0 1720,4 1666,7 1669,3 1672,6
Органические удобрения на 1 га пашни, т 1,17 0,64 0,15 0,11 0,09 0,17 0,10
При внесении 1 т навоза в степных условиях в почвах образуется 42 кг органического вещества, а в лесостепных -56 кг [9]. Поэтому нельзя не согласится с утверждением, Таблица 3. Внесение минеральных удобрений (
высоким содержанием бора. Аналогичная ситуация складывается и в других регионах [11, 12, 13]. На наш взгляд, причина отрицательного баланса микроэле-85-2015 гг.)
Годы
Показатель 1985- 1991- 1996- 2001- 2006- 2011-
1990 1995 2000 2005 2010 2015
Площадь удобренной пашни, тыс. га 414,20 88,62 27,78 20,69 55,61 60,15 193,0
Внесение минеральных удобрений, тыс. т д.в. 34,359 5,076 2,330 1,090 1,968 2,134 4,76
в том числе на 1 га удобренной площади, кг 82,9 57,3 83,9 52,7 35,4 35,5 24,6
Средняя площадь пашни, тыс. га 1826,2 1682,9 1786,0 1720,4 1666,7 1669,3 1672,6
Минеральные удобрения на 1 га пашни, кг 18,80 3,00 1,30 0,630 1,18 1,28 2,84
что как бы ни было велико производство минеральных удобрений, органические удобрения никогда не потеряют своего значения для поддержания плодородия почвы [10]. К сожалению, в зоне обслуживания ФГБУ ГСАС «Кулун-динская» объемы использования органических удобрений в последние годы резко сократились (см. табл. 2). Если в среднем за 1985-1990 гг. вносили 2129,9 тыс. т органических удобрений, то за 2011-2015 гг. - всего 278,5тыс. т, что в 7,6 раза меньше. Одновременно норма их применения со-
Таблица 4. Баланс элементов питания в земле-
делии Кулундинской зоны
Годы Баланс кг/га
N 1 P K \всего
1974-1986 -10,6 -0,5 -13,5 -24,6
1987-1992 -12,8 +2,1 -18,4 -29,1
1993-1999 -14,7 -5,5 -15,8 -36,0
2000-2005, 2010 -31,8 -10,8 -28,2 -70,8
2006-2013, 2016 -20,9 -7,2 20,1 -48,2
Таблица 5. Динамика содержания микроэлементов в почвах пашни по циклам агрохимического обследования
Цикл Пло- Степень обеспеченности
Микро- обсле- щадь, низкая средняя высокая
элемент дова- тыс. % % %
ния га тыс. га тыс. га тыс. га
Бор III 1239,3 78,4 6,3 259,6 21,0 901,3 72,7
IV 1555,7 80,9 5,2 441,6 28,4 1033,2 66,4
V 1652,1 99,1 6,0 479,1 29,0 1073,9 65,0
VI 1652,1 70,9 4,3 433,5 26,2 1147,6 69,5
Молибден III 1239,3 451,2 36,3 592,5 47,8 196,6 15,9
IV 1429,2 914,0 63,9 429,4 30,1 85,8 6,0
V 1652,1 1172,9 71,0 380,0 23,0 99,2 6,0
VI 1652,1 1214,7 73,5 366,8 22,2 70,5 4,3
Цинк III 1239,3 1237,0 99,8 2,3 0,2 — —
IV 1429,2 1421,1 99,4 8,1 0,6 — —
V 1652,1 1647,4 99,7 4,2 0,3 0,5 0,1
VI 1652,0 1646,3 99,7 5,3 0,3 0,4 0,1
Марганец III 1239,3 288,8 23,3 469,1 37,9 481,4 38,8
IV 1429,2 922,8 64,6 437,6 30,6 68,8 4,8
V 1652,1 996,0 60,3 627,8 38,0 28,3 1,7
VI 1652,1 478,6 28,9 1145,1 69,3 28,4 1,8
Медь III 1239,3 59,1 4,8 148,4 12,0 1031,8 83,2
IV 1429,2 1102,6 77,1 28,5 2,0 298,1 20,9
V 1652,2 1006,1 60,9 125,6 7,6 520,5 31,5
VI 1652,1 1016,7 61,5 125,5 7,6 509,9 30,9
лундинская» в целом характеризуются низким содержанием органического вещества. Средневзвешенная обеспеченность фосфором к концу IV цикла, в сравнении с I циклом,снизиласьдо 109 мг/кг, и остается ближе к среднему его содержанию в почве.
Доля кислых почв с I по V цикл обследования увеличилась с 7,12 до 10,30 %. Необходимо в ближайшие годы начать работу по нейтрализации почвенного раствора путем известкования, в первую очередь это касается сильно- и среднекислых (рН 4,1...5,0) почв.
Содержание обменного калия в почвах зоны обслуживания практически не изменилось и все это время находилось на уровне выше 250 мг/кг. Характерна низкая обеспеченность почв микроэлементами.
Необходимо резкое увеличение объемов применения удобрений до уровня, который бы позволил обеспечить расширенное воспроизводство плодородия почвы.
Литература.
1. Базилевич Н. И. Почвенные районы зоны каштановых почв//Почвы Кулундинской степи. М.: Изд-во АН СССР, 1959. С. 242-249.
2. Ильин В. Б. Агрохимические свойства каштановых почв Кулундинской степи//Почвы Кулундинской степи. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение,1967. С. 177, 184.
3. Фосфор в земледелии Центрально-Черноземного района / П. А. Чекмарев, С. В. Лукин, Ю. И. Сискевич и др. // Достижения науки и техники АПК. 2011. № 5. С. 21-23.
4. Медведев В.В. Мониторинг почв Украины. Харьков: ПФ "Антиква", 2002. 428 с.
5. Ковда В. А. Биохимия почвенного покрова. М.: Наука, 1985. 264 с.
6. Шрамко Н. В., Вихорева Г. В. Состояние, сохранение и воспроизводство плодородия почв в Верхневолжье //Владимирский земледелец. 2016. № 1 (75). С. 17-20.
7. Роль люпина в формировании плодородия почвы / П. А. Чекмарев, А. И. Артюхов, Н. П. Юмашев и др. // Достижения науки и техники АПК. 2011. № 10. С. 17-20.
8. Ермакова Л.И., Новиков М.Н. Продуктивность биологизированной системы удобрения в полевом севообороте на легких почвах// Владимирский земледелец. 2017. № 2 (80). С. 15-16.
9. Панников В. Д. Теория и практика повышения плодородия почв // Вестник сельскохозяйственной науки. 1981. № 12. С. 14-23.
10. Прянишников Д. Н. Сравнение действия навоза и минеральных удобрений // Избранные сочинения. М.: Колос, 1965. Т. 3. 640 с.
10. Лукин С. В., Авраменко П. М., Меленцова С. В. Динамика содержания подвижных форм цинка и марганца в пахотных почвах Белгородской области //Агрохимия. 2006. № 7. С. 5-8.
11. Экологоагрохимический мониторинг плодородия почв Воронежской области/В. И. Корчагин, Д. А. Куницин, Ю. А. Ко-шелев и др. // Земледелие. 2017. № 7. С. 10-15.
12. Назарова И.В., Даммер В.А. Динамика плодородия пахотных почв Алтайского края//Земледелие. 2017. № 8. С. 11-13.
ментов, особенно в последние годы, обусловлена их недостаточным поступлением в почву с органическими удобрениями.
Выводы. За период наблюдений с 1968 по 2016 гг. пахотные земли зоны обслуживания ФГБУ ГСАС «Ку-
STATE AND DYNAMICS OF AGROCHEMICAL INDICATORS OF ARABLE LANDS OF KULUNDA ZONE OF ALTAI KRAI
A. I. Melnikovl. L. G. Beleneva
State Station of Agrochemical Service "Kulundinskaya", l. Krasnoarmeiskaya, 1, s. Klyuchi, Klyuchevskii r-n, Altaiskii krai, 658980, Russian Federation
Abstract. The service area of the state station of agrochemical service "Kulundinskaya" included 13 administrative districts of Altai Krai, located in its western part. On the basis of soil and climatic conditions, the territory is divided into two sub-zones: West Kulunda (Burlinsky, Slavgorodsky, German National, Tabunsky, Kulundinsky, Klyuchevsky, Mikhailovsky, Uglovskiy districts) and East Kulunda (Blagoveschensky, Suetsky, Rodinsky, Khabarsky, Volchikhinsky districts). The service area is 2,489,300 hectares of agricultural areas, including 1,672,600 hectares of arable land; 20,000 hectares are irrigated. Hayfields (138,100 ha), pastures (547,700 ha) and idle lands (130,900 ha) occupy considerable area. The purpose of the research was to analyze the regulations of changes in the main agrochemical parameters of arable soils in the service area. The work is based on the data of six cycles of continuous agrochemical soil survey (1968-2016). For the years of the research, a stable average weighted content of organic matter in the range of 2.9-3.4% was observed in the arable lands of the zone. According to the results of the last completed cycle of the agrochemical survey (2006-2016), the weighted average content of mobile forms of phosphorus was 108.6 mg/kg, of mobile forms of exchange potassium - 207.0 mg/kg. The total area of soils with the acidic reaction of soil solution amounted to 89,800 hectares or 6.1% of the surveyed arable land. Among them 4,500 hectares are strongly and medium acid, 85,400 hectares are slightly acid.
Keywords: fertility; mobile forms of phosphorus; mobile forms of exchange potassium; organic matter; soil acidity; chestnut soils; southern chernozem.
Author Details: A. I. Melnikov; L. G. Beleneva, department manager (e-mail: [email protected]).
For citation: Melnikov A. I., Beleneva L. G. State and Dynamics of Agrochemical Indicators of Arable Lands of Kulunda Zone of Altai Krai. Dostizheniya naukii tekhnikiAPK. 2018. Vol. 32. No. 5. Pp. 11-14 (in Russ.). DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10502.
