CC BY
140
АГРОХИМИЧЕСКАЯ СЛУЖБА
УДК 631.452(470.55)
СОСТОЯНИЕ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ
Ю.Н. Денисов
Центр химизации и сельскохозяйственной радиологии « Челябинский», e-mail: [email protected]
В статье приведен анализ состояния почв Челябинской области за пятьдесят лет, установлены причины их деградации и предложены способы воспроизводства почвенного плодородия. За годы реформ около 500 тыс. га пахотных земель в регионе заброшено, поэтому вовлечение их в сельскохозяйственный оборот - важнейшая задача. Показаны результаты исследований на залежных землях и возможность восстановления их плодородия. Приводятся материалы по использованию местных природных ресурсов и органических удобрений для восполнения гумуса и элементов минерального питания.
Ключевые слова: плодородие почв, удобрения, залежь, почвы, физические свойства почв, глауконит, торф, куриный помет, Челябинская область.
ESTIMATION OF SOIL CONDITION IN CHELYABINSK REGION
Yu.N. Denisov
Center Chemization and Agricultural Radiology «Chelyabinsk», e-mail: [email protected]
This article presents an analysis of the soil in Chelyabinsk region for fifty years, the causes of degradation and methods of soil fertility reproduction are determined. During reform period approx. 0,5 millions ha were thrown away therefore their involvement in agricultural use - the most important task. The results of research on fallow lands and their ability to restore fertility are shown. Materials on the use of local natural resources and organic fertilizers to replenish the humus and mineral nutrients are presented.
Keywords: soil fertility, fertilizer, fallow land (deposit), soils, soil physical properties, glauconite, peat, poultry manure, Chelyabinsk region.
Современный земельный фонд Челябинской области составляет 8852,9 тыс. га, сельскохозяйственные угодья занимают 56,6%, в том числе паш-ния35%. Наибольшая освоенность земель сельскохозяйственного пользования приходится на южную лесостепную (77%) и степную зоны (81%), освоенность в северной лесостепи составляет 49%, в горно-лесной зоне - 12%. За последние 25 лет было заброшено около 500 тыс. га пашни. Часть такой пашни выведена обоснованно, так как это низкопродуктивные земли (высокощебенистые почвы, солонцовые комплексы и т.д.), другая часть высокопродуктивных земель заброшена по организационным причинам, заросла кустарником и бурьяни-стыми сообществами. Восстановление плодородия таких почв потребует дополнительных субсидий, особенно в горно-лесной и северной лесостепной зонах.
Состояние почвенного покрова оценивается как неудовлетворительное. Значительная часть почв в той или иной степени деградирована [1]. На значительной территории протекают процессы эрозии почв, ухудшения их физического комплекса, фор-
мируется дисбаланс элементов минерального питания и органического вещества. Происходит закис-ление, загрязнение почв тяжелыми металлами, снижение гумуса и основных элементов минерального питания. В южных степных районах проявляется ветровая эрозия почв, в горных и предгорных - водная. Потери гумуса пахотных почв за время их сельскохозяйственного использования по отношению к целине в среднем составили 21,7 т/га, в том числе потери гумуса черноземов выщелоченных -16,2 т/га, черноземов карбонатных - 15,5 т/га. Сопоставление приходных и расходных статей баланса органического вещества показало, что его дефицит на каждом гектаре пашни составляет 280-300 кг [2].
В течение 50 лет агрохимическая служба Челябинской области осуществляет мониторинг земель сельскохозяйственного назначения. Проведено шесть полных туров агрохимического обследования почв, отслежена динамика почвенного плодородия. Челябинская область по основным агроклиматическим показателям разделена на четыре зоны: горно-лесную, северную лесостепную, южную ле-
состепную и степную. Каждая из этих зон имеет свои специфические особенности, в которых различные биоклиматические ресурсы оказывают свое влияние на почвообразовательный процесс и свойства почв [3]. Кроме того, в результате незначительного поступления органики и нарушения агротехники, ухудшились агрофизические свойства почвы: наблюдаются потери водопрочной структуры, произошло уплотнение не только пахотного, но и подпахотного горизонта до 1 м, что стало причиной снижения плодородия почв. Так, в структуре посевных площадей из общей площади зерновых и зернобобовых культур 1428 тыс. га в среднем за пять лет (2010-2014 гг.) на долю зернобобовых приходилось всего 1% посева, зерновые размещаются по два-три и более года после пара или пропашных культур, при этом в почву практически не вносят удобрения. Постоянный отток питательных веществ с урожаем привел к формированию дефицитного баланса всех элементов минерального питания (табл. 1).
В последние десятилетие применение удобрений и мелиорантов для поддержания плодородия почв в Челябинской области проводилось неудовлетворительно, что подтверждается данными по внесению в почвы удобрений за пятьдесят лет (табл. 2).
Удельный вес внесения удобрений по Челябинской области от объема вносимых по Российской Федерации имеет тенденцию к снижению, если еще в 2004 г. этот показатель составлял 1,1%, то в 2012 г. всего 0,2%. Особенно большой дефицит складывается по фосфору. В настоящее время площадь пашни с низким содержанием фосфора составляет по области 2 337,0 тыс. га, или 74%.
Потери элементов минерального питания с урожаем зависят от вида возделываемых культур, так при урожае картофеля в 25 т/га вынос питательных веществ составляет: азота - 150 кг д.в., фосфора -75 кг и калия - 225 кг. Вынос кальция зерновыми культурами составляет более 20 кг/га, кормовыми и картофелем - 60-100 кг/га. Для поддержания компенсационного баланса питательных веществ и гумуса в черноземах Челябинской области необходимо ежегодно вносить на 1 га соответствующее количество минеральных удобрений и не менее 7,08,0 т/га органических удобрений (в пересчете на навоз) [3].
Мониторинг пахотных почв, проведенный ФГБУ «Центр химизации и сельскохозяйственной радиологии «Челябинский», показал, что площадь кислых почв с рН до 5,5 составляет 890 тыс. га, или 28% пашни. За последние годы известкование кислых почв и гипсование солонцов практически не
1. Баланс питательных веществ в пашне Челябинской области (среднее _ за 1965-2014 гг.)
Годы Внесено КРК, тыс. т д.в. Итого Вынос №К Баланс питательных
минеральные органические солома и расти- внесено, урожаем с/х веществ
удобрения удобрения тельные остатки тыс. т д.в. культур, тыс. т тыс. т д.в. кг/га
1965-1970 13,5 61,1 54,2 128,8 260,2 -131,4 -58,7
1971-1975 28,3 81,6 36,1 146,0 168,3 -22,3 -10,5
1976-1980 56,9 88,9 51,5 197,3 240,3 -43,0 -18,3
1981-1985 82,5 121,4 38,2 242,1 178,4 +63,7 +30,1
1986-1990 144,5 165,3 38,1 347,9 177,5 +170,4 +79,4
1991-1995 31,1 39,3 28,9 99,3 135,1 -35,8 -19,3
1996-2000 7,4 8,2 26,4 42,0 128,3 -86,3 -49,2
2001-2005 10,5 3,8 25,3 39,6 118,1 -78,5 -53,6
2006-2010 11,2 3,4 24,5 39,1 117,0 -77,9 -40,8
2011-2014 5,6 9,8 22,1 37,5 107,4 -69,9 -38,2
2. Среднегодовое внесение удобрений в Челябинской области (1965-2014 гг.)
Годы Минеральные удобрения Органические удобрения
тыс. т д.в. кг/га тыс. т т/га
1965-1970 13,5 4,4 4360,0 1,5
1971-1975 28,3 9,3 5830,0 2,0
1976-1980 56,9 18,0 6350,0 2,1
1981-1985 82,5 26,2 8670,0 2,9
1986-1990 144,5 45,5 11815,0 3,9
1991-1995 31,1 16,7 2807,0 1,0
1996-2000 7,4 2,8 470,0 0,2
2001-2005 10,5 3,5 210,0 0,2
2006-2010 11,2 3,7 185,0 0,1
2011 8,3 2,8 280,0 0,2
2012 4,9 1,6 462,0 0,15
2013 4,5 1,5 376,0 0,13
2014 4,5 1,5 419,0 0,15
5
5,5
6
3
1964-1969 1975-1980 1981-1984 1985-1991 1992-2005 ■ Среднегодовые объемы известкования —
- Площадь кислых почв с рН до 5,5 ед., тыс.га2
Рис. Объемы известкования и площадь кислых почв по зоне обслуживания
проводили. Поэтому на кислых почвах даже те небольшие дозы минеральных удобрений, которые вносят в почву, не могут эффективно использоваться сельскохозяйственными культурами (рисунок).
Химическую мелиорацию солонцов путем гипсования нужно проводить в паровых полях и сопровождать приемами влагонакопления. Важным условием для снижения отрицательного действия солонцов служит фитомелиорация с расширением посевов донника, люцерны и эспарцета. Исследования в Октябрьском районе в 2008-2012 гг. показали высокую эффективность использования данных культур не только как сидератов, но и как хороших фитомелиорантов.
Снижение и воспроизводство почвенного плодородия связано и с агрофизическими показателями почв. Многие физико-химические свойства почвы, а также водно-воздушный, тепловой, питательный режимы определяются состоянием ее структуры [4]. Состояние структуры влияет на свойства и режимы почв: пористость, плотность сложения, водный, воздушный и тепловой, микробиологический и питательный, удельное сопротивление при обработке, коркообразование, противоэрозионную устойчивость. Результаты показывают, что у це-
линных аналогов Челябинской области агрофизические показатели на 25% выше, чем на пашне [3].
Анализ черноземных почв северной лесостепной зоны показывают, что содержание ценной структуры в пахотном слое в среднем составляет более 68% (табл. 3). Наблюдается хорошо выраженная микроструктура выщелоченных черноземов, количество наиболее крупных микроагрегатов размером более 0,25 мм в пахотном слое достигает более 50% [3].
Одна из задач современного земледелия - сохранение почвы от чрезмерного уплотнения, распыления, загрязнения и истощения. Создание оптимальных параметров почвы, таких как плотность и пористость составляет одну из важнейших основ плодородия, так как с ними связан весь комплекс физических и биологических процессов. Оптимальная плотность почвы для большинства полевых культур находится в пределах 1,1-1,3 г/см3 [4].
Основным способом регулирования сложения пахотного слоя служит механическая обработка почвы. Большинство современных сельскохозяйственных машин и орудий позволяют регулировать плотность и пористость. Однако при безотвальных и мелких обработках наблюдается более плотное сложение почвы и ее меньшая пористость. Плотность сложения черноземных почв Южного Урала
800
700
603,6
597,5
591,6
600
500
400
300
200
100
40
0
0
0
0
0
0
2008
2009
2010
2011
2012
3. Структурно-агрегатный состав выщелоченных черноземов
(северная лесостепь 2010-2013 гг.)
Горизонт и глубина взятия Структурные фракции, %
образца, см < 0,25 мм 1-0,25 мм 3-5 мм 5-10 мм > 10 мм
Апах., 0-10 7,3 15,4 35,7 13,2 18,2
Апах., 10-20 10,0 13,8 37,2 14,4 15,3
АВ, 20-40 5,7 8,2 38,0 17,4 17,6
может изменяться в широких пределах от 0,9 до 1,3 г/см3 и зависит от приемов обработки и других факторов, т.е. это более динамичный показатель, которым можно управлять при возделывании различных сельскохозяйственных культур.
На территории Челябинской области известно более 650 месторождений разнообразных полезных ископаемых и действует около 200 горнодобывающих и перерабатывающих предприятий по добыче различных видов природного сырья [5]. Например, в Кунашакском районе имеются значительные природные запасы глауконита (более 50 млн. т) на Ка-ринской и Актобинской площадках. По данным Уральского института минералогии [5], химический состав глауконитов Каринского месторождения характеризуется следующими показателями, %: 8x02 - 52,9; Л12Оэ - 11,8; Бе20э - 16,7; ЫвО - 4,3; СаО - 0,8; К2О - 8,6; N20 - 0,1.
На государственном балансе находится одно месторождение фосфоритов - Ашинское, балансовые запасы которого составляют 3604 тыс. т руды, содержащей 833 тыс. т пятиоксида фосфора [6, 7]. Месторождение пока законсервировано и числится в госрезерве.
Область богата запасами торфа и бурого угля, которые с успехом можно применять для получения компостов и повышения плодородия почв. Кроме того, за последние годы в области увеличилось производство мяса птицы, при этом значительно увеличились отходы птицефабрик и объем
производства куриного помета возрос в 3,5 раза. Куриный помет в своем составе содержит: азот -2,0%, оксида фосфора - 1,8%, оксида калия - 0,6%.
Как в России, так и за рубежом [8, 9] разработаны новые технологии по приготовлению и использованию органоминеральных удобрений на основе куриного помета для повышения плодородия почв.
К сожалению, хозяйства области не в полной мере для пополнения органики в почве используют солому и сидераты, которые позволят в значительной степени восполнить содержание гумуса и элементов минерального питания [10].
Таким образом, почвы Челябинской области обладают высоким потенциальным плодородием, но оно в значительной мере не используется. Из-за высоких цен на удобрения и отсутствия средств сельскохозяйственные предприятия вносят недостаточное количество органических и минеральных удобрений, поэтому баланс питательных веществ в почвах области с 1990 г. по настоящее время - отрицательный.
За годы реформ около 500 тыс. га пахотных земель в Челябинской области заброшено, поэтому вовлечение их в сельскохозяйственный оборот - важнейшая задача АПК.
Для восполнения гумуса и элементов минерального питания необходимо в большей степени использовать местные природные ресурсы (солому, торф, сидераты, глауконит, бурый уголь, куриный помет и др.).
Литература
1. Зыбалов В.С. Засуха и меры борьбы с ней на Южном Урале // Вестник ЧГАА, 2013, Т. 63. - С. 101-106.
2. Кушниренко Ю.Д., Слепец О.Ф. и др. Влияние природных и техногенных факторов на гумусовое содержание черноземных почв Южного Зауралья / Проблемы регулирования почв и совершенствование систем удобрений в современном земледелии. - Миасс, 1997. - С. 31-43.
3. Зыбалов В.С. Оптимизация агрофизических свойств черноземов выщелоченных Южного Урала // Вестник ЧГАА, 2013, Т. 65. - С. 124-129.
4. Ревут И.Б. Физика почв. - Л.: Колос, 1972. - 356 с.
5. Глаукониты - калийное удобрение и минерал, пригодный для реабилитации загрязненных радионуклидами земель / Сборник научно-практической конференции. - Челябинск, 2003. - 53 с.
6. Зыбалов В.С., Добровольский И.П. Пути повышения плодородия почв в Челябинской области // Вестник ЧГАА, 2013, Т. 64. - С. 102-115.
7. Добровольский И.П., Плохих Н.А. Технология переработки отходов. Учебное пособие. - Челябинск: ЧелГУ, 2005. - 219 с.
8. Прохоров И.С., Завалин А.А., Семенцов А.Ю. Биокомпосты «ПИКСА» - продукт биотехнологической переработки торфа / Материалы Международной научно-практической конференции «Торф в решении проблем энергетики, сельского хозяйства и экологии». - Минск, Белоруссия, 2006. - С. 103-105.
9. Василенко Е.С., Завалин А.А., Прохоров И.С., Семенцов А.Ю. Искусственные почвогрунты на основе биоудобрения «ПИКСА» / Материалы Международной научно-практической конференции «Агроэкологические проблемы использования органических удобрений на основе отходов промышленного животноводства». - Владимир, Россия, 2006. - С. 239-243.
10. Русакова И.В. Воспроизводство плодородия почв на основе использования возобновляемых биоресурсов // Агрохимический вестник, 2013, № 4. - С. 7-12.
