CC BY
30
8. Sposob prognozirovaniya poverhnostnogo stoka talyh vod [Tekst] : pat. № 2347222 Ros-sijskaya Federaciya, № 2347222 A01V13/16, G01N33/24. / Barabanov A. T. (RF), Garshinev E. A. (RF), Kulik K. N. (RF); zayavitel' GNU VNIALMI. - № 2009126879/12; zayavl. 24.07.2006; opubl. 20.02.2009, Byul. № 5. - 3 s.
9. Sistema adaptivno-landshaftnogo zemledeliya Volgogradskoj oblasti na period do 2015 goda / A. L. Ivanov [i dr.]. - Volgograd: Volgogradskoj GSXA, 2009. - 304 s.
10. Surmach, G. P. Rel'efoobrazovanie, formirovanie lesostepi, sovremennaya jeroziya i pro-tivojerozionnye meropriyatiya [Tekst] / G. P. Surmach. - Volgograd, 1992. - 175 s.
E-mail: a.barabanov2011@yandex.ru
УДК 631У1 : 634.93
СОСТОЯНИЕ И МЕРЫ ПО УЛУЧШЕНИЮ ПЛОДОРОДИЯ СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ ПОЧВ В АГРОЛЕСОЛАНДШАФТАХ
STATUS AND MEASURES FOR IMPROVING THE FERTILITY OF LIGHT CHESTNUT SOIL AGROECOLOGIST LAND
А.М. Беляков, доктор сельскохозяйственных наук А.А. Тубалов, кандидат сельскохозяйственных наук А.В. Кошелев, кандидат сельскохозяйственных наук
A.M. Beleycov, A.A. Tubalov, A.V. Koshelev
ФГБНУ «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук», г. Волгоград
FSBSI «Federal Scientific Centre of Agroecology, Complex Melioration and Protective Afforestationof the Russian Academy of Sciences», Volgograd
В статье представлены материалы исследований плодородия почв землепользования СПК «Колос» Октябрьского района Волгоградской области. Данное хозяйство расположено на левом берегу Цимлянского водохранилища в водосборе р. Мышкова. Агроландшафт хозяйства является типичным для светло-каштановой подзоны почв юга Волгоградской области. Результаты исследований анализа состояния и изменения почвенного плодородия, а также предложения по его повышению могут быть использованы в практике и экстраполированы на агроландшафты всего региона. Отбор и анализ почвенных проб осуществлены в соответствии с методическими указаниями по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения. Почвенный образец отбирался от 40 гектаров и представлял собой смешанную пробу, составленную из 20 индивидуальных проб, взятых с глубины пахотного слоя (0-0,30 м). Общая площадь пашни, с территории которой были отобраны образцы, составляет 13,3 тыс. га. В лабораторных условиях осуществлены химические анализы и определены следующие параметры почвенного плодородия: гранулометрический состав почв, содержание гумуса, содержание макроэлементов (NPK), содержание водорастворимых солей, показатель pH. Полученные материалы сведены в таблицы. Анализ экспериментальных данных позволил выявить диапазоны исследуемых показателей во времени и по полям, провести оценку параметров с точки зрения их влияния на формирование урожая и разработать предложения по повышению почвенного плодородия.
The article presents the materials of research of soil fertility of land use of SEC "Kolos" of Ok-tyabrsky district of Volgograd region. This farm is located on the left Bank of the Tsimlyansk reservoir in the catchment of the river Myshkova. The agricultural landscape of the farm is typical of light-chestnut soils subzone of the southern Volgograd region. The results of studies of the analysis of the state and changes in soil fertility, as well as proposals for its improvement can be used in practice and extrapolated to agrolandscapes of the entire region. Soil sampling and analysis was carried out in accordance with the guidelines for the comprehensive monitoring of soil fertility in agricultural lands. The soil sample was collected from 40 hectares and is a mixed sample composed of 20 individual samples taken from the depth of the arable layer (0 - 0.30 m). The total area of arable land from the territory of which samples were selected is 13.3 thousand hectares. In the laboratory chemical analyses were carried out and the following parameters of soil fertility were determined: soil granulometric composition, humus content, content of macroele-
ments (NPK), content of water-soluble salts, pH value. The received materials are summarized in tables. The analysis of experimental data allowed to reveal ranges of the investigated indicators in time and on fields, to carry out an assessment of parameters from the point of view of their influence on formation of a crop and to develop offers on increase of soil fertility.
Ключевые слова: агроландшафты, плодородие почв, гранулометрический состав почв, содержание гумуса, содержание макроэлементов (NPK), общее содержание водорастворимых солей, система мер по повышению плодородия почв.
Key words: agrolandscapes, soil fertility, soil granulometric composition, humus content, content of macroelements (NPK), the total content of water-soluble salts, the system of measures to improve soil fertility.
Работа выполнена по теме Государственного задания № 0713-2016-0508 «Разработать концептуально-методологические и информационно-технологические основы формирования экологически сбалансированных агролесоландшафтов и адаптивных систем земледелия с применением химических средств нового поколения для прецизионного производства растениеводческой продукции при сохранении и воспроизводстве почвенного плодородия и эффективного использования природно-ресурсного потенциала» ФНЦ агроэкологии РАН
Введение. Материалы агрохимического обследования дают объективную картину состояния плодородия земель, на основе которой разрабатываются технологии возделывания сельскохозяйственных культур и мероприятия по сохранению и повышению плодородия почв. Это позволяет обеспечить землепользователей оперативной информацией для более эффективного использования земельных ресурсов, применения минеральных удобрений с сохранением баланса питательных элементов в почве и поддержанием экологического равновесия в агроландшафтах.
Целью проводимых исследований являлось изучение почвенного плодородия в агроландшафтах землепользования СПК «Колос» Октябрьского района Волгоградской области и разработка рекомендаций по его повышению, которые позволят обеспечить наилучший производственно-экономический эффект при условии сохранения окружающей среды.
Материалы и методы. Объект исследований - территория СПК «Колос», которая расположена южнее п. Шебалино Октябрьского района Волгоградской области. Площадь обследованной пашни хозяйства составляет 13,3 тыс. га.
Территория хозяйства представлена крупными водоразделами. Вершины их пла-тообразные, плоские, иногда слабоволнистые. Отметки поверхности здесь не превышают 150-180 м. На них сформировались светло-каштановые средне- и маломощные, в основном среднесолонцеватые в комплексе с разными видами солонцов почвы.
Подзона светло-каштановых почв занимает 3541 тыс. га, или 31,69 % от всей площади Волгоградской области. Светло-каштановые почвы характеризуются небольшим гумусовым горизонтом и низким содержанием гумуса (1,4-2,1 %) в пахотном слое. Для них характерна бесструктурность верхнего и уплотненность подпахотного горизонтов, что затрудняет доступ влаги и воздуха в нижележащие слои, замедляет развитие корневой системы растений. Почвы очень бедны валовым азотом, в верхних горизонтах его содержание колеблется от 0,126 до 0,163 %. Содержание гидролизуемого азота довольно высокое (4,7-16,0 мг/кг почвы). Обеспеченность фосфором низкая и средняя, обменным калием - высокая [4].
Емкость поглощения в пахотном слое зональных светло-каштановых почв составляет 26-30 мг/экв. на 100 г почвы. В составе обменных катионов 70-80 % приходится на кальций. Процент натрия от суммы поглощенных оснований колеблется от 2,5-3,2 % у несолонцеватых и до 5-10 % у солонцеватых почв [4].
Работы по почвенно-агрохимическому обследованию почв были выполнены в соответствии с «Методическими указаниями по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения» [6].
Почвенный образец отбирался с 40 гектаров и представлял собой смешанную пробу, составленную из 20 индивидуальных проб, взятых тростевым буром на глубину пахотного (0-0,30 м) слоя.
Методы лабораторного анализа почвенных образцов: определение гранулометрического состава почв было произведено по методу Качинского [5]; определение содержания гумуса в почвенных образцах осуществлялось по методу Тюрина [1]; определения гидролизуемого азота основывалось на методе Корнфилда [7]; определение подвижных форм фосфора и калия по Мачигину в модификации ЦИНАО [2]; рН водной вытяжки методом ЦИНАО [3].
Результаты и обсуждение. В проводимых исследованиях важным моментом, позволяющим сопоставлять данные агрохимический анализов с исследуемой территорией в натуре, являются схема расположения и нумерация полей (рисунок 1).
Рисунок 1 - Схема расположения полей СПК «Колос»
В таблице 1 приведены данные лабораторного анализа отобранных почвенных образцов по полям СПК «Колос», которые характеризуют гранулометрический состав исследуемых почв, содержание гумуса и др.
Анализ таблицы позволяет сделать вывод о том, что почвенный покров исследуемой территории с точки зрения показателя гранулометрического состава почв однороден и в основном представлен тяжелосуглинистыми почвами. Среднесуглинистые почвы встречаются на четырех полях: №: 10, 11, 23, 25. Легкосуглинистые почвы распространены на поле, расположенном в пойме р. Мышкова, которое используется для выращивания бахчевых культур.
Установлено, что уровень плодородия почвы зависит не столько от содержания общего гумуса, сколько от содержания его лабильной (подвижной) части, или трансформируемого, активного углерода, содержащегося в нём [8, 9, 10].
Анализ материалов таблицы свидетельствует о том, что параметры показателя содержания гумуса находятся в диапазоне от 1,5 до 3 %, т.е. все исследуемые образцы почв являются малогумусированными.
Важно отметить, что в системе защитных лесных полос по сравнению с необле-сенной территорией значение показателя содержания гумуса больше на 0,5 - 0,7 %. На схеме расположения полей СПК «Колос» к данным полям можно отнести поля под № 18, 19, 26 - 30.
Наличие азота в почвах тесно связано с его расходованием культурами и степенью промывания вниз по профилю почвы, а также сильно варьируется в течение года по сезонам. Поэтому дозы азотных удобрений ежегодно необходимо корректировать с помощью листовой и почвенной диагностики.
Таблица 1 - Показатели плодородия почвы по полям ООО «Колос» (глубина 0-0,3 м)
№ п/п Площадь, га Физическая глина, % Содержание гумуса, % Nобщ., % Р2О5, мг/кг почвы К2О, мг/кг Плотный остаток, % рН
1 462 49,73 1,79 0,041 11,2 377 0,112 6
2 150 40,71 2,38 0,056 13,1 620 0,117 6
3 260 45,44 2,03 0,042 11,9 490 0,100 6
4 367 46,91 2,04 0,059 12,3 460 0,073 6
5 380 47,67 1,96 0,060 12,7 448 0,082 6
6 216 49,21 1,96 0,041 12,0 484 0,091 6
7 416 48,17 1,86 0,057 10,1 446 0,093 6
8 388 45,18 2,08 0,059 11,6 436 0,079 7
9 460 49,48 1,92 0,052 12,8 466 0,068 7
10 494 44,06 1,91 0,041 12,0 526 0,093 6
11 204 43,63 2,15 0,042 12,6 369 0,106 6
12 271 49,00 1,79 0,041 12,1 418 0,110 6
13 320 46,2 1,97 0,044 12,6 409 0,118 6
14 519 46,58 1,85 0,062 12,1 426 0,076 6
15 347 47,92 2,15 0,040 12,8 481 0,104 6
16 1000 47,47 2,15 0,041 13,0 436 0,106 6
17 507 48,49 1,43 0,043 12,9 392 0,092 6
18 400 50,50 2,11 0,040 13,2 463 0,097 6
19 345 49,40 2,11 0,040 13,3 454 0,114 5
20 380 49,17 1,64 0,052 13,8 428 0,075 6
21 800 48,13 2,26 0,067 10,2 430 0,075 6
22 1000 47,42 1,73 0,050 14,7 418 0,102 6
23 292 44,33 2,0 0,048 10,4 400 0,102 6
24 72 51,09 1,73 0,058 9,8 424 0,114 6
25 113 44,97 1,86 0,056 10,6 440 0,096 6
26 373 48,25 2,43 0,056 10,8 535 0,099 6
27 363 49,17 2,33 0,051 11,4 454 0,091 6
28 360 47,88 2,11 0,054 11,6 346 0,110 6
29 368 49,99 2,03 0,044 11,0 369 0,102 6
30 363 46,79 2,04 0,041 10,5 382 0,072 6
31 232 46,09 2,20 0,052 10,1 412 0,088 7
32 367 47,76 1,64 0,053 9,5 404 0,090 6
33 346 48,88 2,41 0,060 13,1 416 0,084 6
34 181 46,30 1,89 0,052 10,4 427 0,076 7
35 159 47,04 1,97 0,045 10,9 440 0,068 6
36 30 25,79 2,37 0,078 11,8 320 0,143 6
Анализ материалов лабораторных исследований позволил выявить диапазон значений: для показателя суммы нитратной и аммонийной формы азота он составляет от 16, 7 до 26,8 мг на кг. Минимальное значение соответствует полю № 35 (159 га), а максимальное - полю № 2 (150 га).
Абсолютные значения показателя содержания азота в усредненных образцах по полям позволяют классифицировать образцы по группам обеспеченности азотом. Все поля можно отнести к одной из двух групп: средней и хорошей обеспеченности.
Анализ данных лабораторных исследований позволил выявить диапазон значений показателя содержания фосфора в усредненных образцах, он имеет интервал от 9,5 до 14,7 мг/кг. Все анализируемые образцы, за исключением двух полей, можно отнести к низкой обеспеченности. Поля № 24 и 32 относятся к группе обеспеченности - очень низкая.
Содержание фосфора в почве является основным фактором при определении планируемой урожайности с.-х. культур. Он участвует в реакциях фотосинтеза, в дыхании и делении клеток, в переносе энергии, входит в состав белков и нуклеиновых кислот. Фосфор необходим растениям на всех стадиях развития, но наиболее интенсивно используется с начала вегетации в период от кущения до цветения у зерновых. Поэтому рекомендуем вносить часть фосфорсодержащих удобрений вместе с посевом семян [3].
При фосфорном голодании в окраске листьев появляются красно-фиолетовые оттенки. Для формирования 1 тонны продукции зерновых требуется 12-14 кг фосфора, а технических - от 30 кг у подсолнечника и до 50 кг у горчицы.
При планировании с.-х. работ приоритет в размещении наиболее ценных культур, оптимальным срокам обработки паров и т.д. необходимо отдать полям с высоким содержанием фосфора, способным дать наибольший экономический эффект.
Анализ материалов лабораторных исследований позволяет отнести все исследуемые образцы к образцам с высоким и повышенным содержания калия (диапазон значений 380-520 мг/кг).
Калий поступает в растения с большой интенсивностью с начала вегетации до цветения. Он способствует нормальному ходу фотосинтеза, накоплению жиров и углеводов, стимулирует налив зерна, повышает устойчивость растений к полеганию, грибковым заболеваниям, засухе и низким температурам. Особенно требовательны к калийному питанию подсолнечник.
Для формирования 1 тонны продукции зерновых требуется 25-30 кг калия, 15 кг у подсолнечника, 32 кг у горчицы [8, 9, 10].
В таблице 1 представлены данные, характеризующие содержание водорастворимых солей (и показателя рН) в усредненных образцах, отобранных по полям на исследуемой территории.
Анализ таблицы показывает, что значения показателя плотного остатка находятся в диапазоне от 0,068 до 0,143 %. Данный диапазон говорит о том, что исследуемый показатель существенно варьирует по полям (более чем в 2 раза), но вместе с тем его абсолютные значения не превышают порога токсичности, и все почвы можно отнести к незасоленным.
Вариативность показателя содержания водорастворимых солей в усредненных образцах можно объяснить высокой комплексностью почвенного покрова - наличием солонцов. Солонцы не занимают высокую долю от площади в почвенном покрове и вместе с тем резко отличаются высоким содержанием солей (в десятки раз) в сравнении с фоновыми почвами.
В целом при сложившейся структуре посева и системе земледелия плодородие почвы в хозяйстве сохранилось на прежнем уровне в сравнении с 2014-2015 гг.
Заключение. Почвы СПК «Колос» Октябрьского района Волгоградской области являются типичными для светло-каштановых почв: малогумусными, солонцеватыми и низкоплодородными для зерновых и других сельскохозяйственных культур. Для обеспечения роста урожайности сельскохозяйственных культур и сохранения плодородия почвы в хозяйстве необходимо разработать систему внесения органических и минеральных удобрений.
Для повышения имеющегося плодородия необходим комплекс агрохимических и агротехнических мер. Мероприятия должны носить не разовый, а системный характер. Система удобрений должна включать набор как минеральных, так и органических удобрений с обязательным применением микроудобрений на фоне приемлемой для зоны сухого земледелия агротехники.
Применение азотно-фосфорных и серосодержащих удобрений - обязательное условие сельскохозяйственного производства.
На фоне низкого применения минеральных и органических удобрений важную роль в повышении урожая сельскохозяйственных культур и его качества играют микроэлементы, которые в обследованных почвах находятся в дефиците.
Перспективными для почв нашей зоны являются водорастворимые препараты групп акваринов, мастер, комплексное органо-минеральное удобрение в виде гуматов.
Обследованные богарные земли представлены в основном слабогумусирован-ными почвами, с содержанием гумуса 1,4-2,4 % от массы почвы.
Следует помнить, что процессы минерализации гумуса на фоне повышенных доз минеральных удобрений протекают интенсивно. Также нужно учитывать потери гумуса в результате водной и ветровой эрозии.
Основными путями компенсации минерализованного гумуса в почве являются заделка измельчённой соломы и растительных остатков предшественника; запашка си-дератов, почвенных корневых остатков, введение в оборот многолетних трав, преимущественно бобовых.
Солома - активный энергетический материал для образования гумуса почвы и усиления микробиологической деятельности в ней. При средних урожаях зерновых (2-3 т/га) в почву с соломой будет возвращено 10-15 кг азота, 5-8 кг фосфора, а также соответствующее количество микроэлементов. Солому рекомендуется запахивать под посевы культур, если её заделывают под посев злаковых культур, то добавляют 10-12 кг азота на одну тонну соломы, а лучше азотно-фосфорно-калийные удобрения. Ещё более эффективно сочетание солома + КРК + сидераты.
В хозяйстве необходимо шире вводить сидеральные пары, каждые три года заделывать 8-10 тонн растительных остатков горчицы, сорго, эспарцета, донника, люцерны и других, вполне пригодных в качестве сидеральных культур и создания кулис. Если в качестве пожнивного зелёного удобрения используется не бобовая культура, то на слабоокультуренных почвах добавляют 15-20 кг азота на 1 тонну соломы.
В результате гумификации растительных остатков в почву поступает от зернобобовых - 140-200, многолетних трав - 180-250 кг/т растительных остатков. Однако одни растительные остатки не могут восполнить убыль гумуса в процессе возделывания сельскохозяйственных культур. Значительную роль в создании бездефицитного баланса гумуса играет навоз - коэффициент гумификации подстилочного навоза в 2-2,5 раза выше запахиваемой зелёной массы. Бездефицитного баланса гумуса в почве можно добиться только комплексным использованием всех источников органического
35
вещества совместно с минеральными удобрениями. Положительный баланс гумуса в севооборотах без пропашных культур обеспечивается ежегодным внесением на гектар пашни - 8-10 тонн навоза. Совместное применение органических и минеральных удобрений в севообороте улучшает качественный состав гумуса, а также азотный, фосфорный и калийный режимы почв.
Библиографический список:
1. ГОСТ 26213 - 91. Почвы. Методы определения органического вещества [Текст]. -М.: Комитет стандартизации и метрологии СССР, 1992. - 8 с.
2. ГОСТ 26205 - 84. Почвы. Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Мачигина в модификации ЦИИАО [Текст]. - М.: Издательство стандартов, 1992.
3. ГОСТ 26423 - 85. Почвы. Методы определения удельной электрической проводимости, рH и плотного остатка водной вытяжки [Текст]. - М.: Издательство стандартов, 1986.
4. Дегтярева, Е.Т. Почвы Волгоградской области [Текст]/ Е.Т. Дегтярева, АЛ. Жули-дова. - Волгоград.: Hижне-Волжское кн. изд-во, 1970. - 320 с.
5. Качинский, H. А. Механический и микроагрегатный состав почвы, методы его изучения [Текст]/ H. А. Качинский. - М.: Изд-во Академии наук СССР,1958. - 191 с.
6. Методическими указаниями по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения [Текст]. - М. : ФГ^У «Росинформагротех», 2003. - 304 с.
7. Методические указания по определению щелочногидролизуемого азота в почве по методу Корнфилда [Текст]. - М.: Союзсельхозхимия, 1985. - 6 с.
8. Программирование урожая (разработка и внедрение программируемых технологий в производстве) [Текст]/ А.А. Климов, А.Ф. Иванов, В.И. Филин, Г.В. Листопад // Сборник научных тр. Волгоградского СХИ. - Волгоград, 1978. - Т. 67. - 303 с.
9. Филин, В.И. Справочная книга по растениеводству с основами программирования урожая [Текст]/ В.И.Филин. - Волгоград: ВГСХА, 1994 - 274 с.
10. Шульмейстер, К.Г. Избранные труды [Текст]/ К.Г. Шульмейстер. - Волгоград, 1995. - Т. 2. - 480 с.
Reference
1. GOST 26213 - 91. Pochvy. Metody opredeleniya organicheskogo veschestva [Tekst]. - M.: Komitet standartizacii i metrologii SSSR, 1992. - 8 s.
2. GOST 26205 - 84. Pochvy. Opredelenie podvizhnyh soedinenij fosfora i kaliya po metodu Machigina v modifikacii CINAO [Tekst]. - M.: Izdatel'stvo standartov, 1992.
3. GOST 26423 - 85. Pochvy. Metody opredeleniya udel'noj jelektricheskoj provodimosti, rN i plotnogo ostatka vodnoj vytyazhki [Tekst]. - M.: Izdatel'stvo standartov, 1986.
4. Degtyareva, E.T. Pochvy Volgogradskoj oblasti [Tekst]/ E.T. Degtyareva, A.N. Zhulidova. -Volgograd.: Nizhne-Volzhskoe kn. izd-vo, 1970. - 320 s.
5. Kachinskij, N.A. Mehanicheskij i mikroagregatnyj sostav pochvy, metody ego izucheniya [Tekst]/ N.A. Kachinskij. - M.: Izd-vo Akademii nauk SSSR,1958. - 191 s.
6. Metodicheskimi ukazaniyami po provedeniyu kompleksnogo monitoringa plodorodiya pochv zemel' sel'skohozyajstvennogo naznacheniya [Tekst]. - M.: FGNU «Rosinformagroteh», 2003. - 304 s.
7. Metodicheskie ukazaniya po opredeleniyu schelochnogidrolizuemogo azota v pochve po metodu Kornfilda [Tekst]. - M.: Soyuzsel'hozhimiya, 1985. - 6 s.
8. Programmirovanie urozhaya (razrabotka i vnedrenie programmiruemyh tehnologij v pro-izvodstve) [Tekst]/ A. A. Klimov, A. F. Ivanov, V. I. Filin, G. V. Listopad // Sbornik nauchnyh tr. Volgogradskogo SXI. - Volgograd, 1978. - T. 67. - 303 s.
9. Filin, V.I. Spravochnaya kniga po rastenievodstvu s osnovami programmirovaniya urozhaya [Tekst]/ V. I. Filin. - Volgograd: VGSXA, 1994 - 274 s.
10. Shul'mejster, K.G. Izbrannye trudy [Tekst]/ K. G. Shul'mejster. - Volgograd, 1995. - T. 2. -
480 s.
E-mail: vnialmi-nir@mail.ru
