CC BY
5АГРОХИМОБСЛУЖИВАНИЕ
ВЛИЯНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ ХИМИЗАЦИИ НА ФОСФАТНЫЙ РЕЖИМ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ПОЧВ ТВЕРСКОЙ ОБЛАСТИ
С.А. Фирсов, к.с.-х.н., ФГУГЦАС «Тверской»
Приведена характеристика почвенного разнообразия Тверской области, особенности почвообразовательных процессов и результаты исследований по изменению фосфатного режима дерново-подзолистых почв в зависимости от уровня применения фосфорных удобрений. Выявлена зависимость урожая сельскохозяйственных культур от доз фосфорных удобрений при разном уровне обеспеченности почв подвижным фосфором. Приведен баланс фосфора в земледелии области на разных этапах химизации.
Ключевые слова: фосфатный режим, плодородие, удобрения, урожайность, питание растений.
Тверская область расположена в северо-западной части России. Её территория составляет 84,1 тыс. кв. км, это одна из самых больших по площади областей Европейской части страны. Область располагается в южно-таёжно-лесной зоне, которая ниже среднего и среднеобеспеченная теплом, преимущественно избыточно влажная и влажная. Главными материнскими почвообразующими породами являются моренные валунные суглинки и супеси, пески, принесенные водно-ледниковыми потоками, глины, безвалунные покровные суглинки, а также разнообразные аллювиальные отложения.
На территории области выявлены подзолистые, болотно-подзолистые, болотные, дерново-глеевые, дерново-карбонатные и аллювиальные почвы. Подзолистые почвы занимают около 62 % территории области и представлены, главным образом дерново-подзолистыми, которые формируются под воздействием дернового и подзолистого процессов. Преобладание количества осадков над испарением приводит к возникновению промывного водного режима в почвах, приводящего к кислой реакции почвенного раствора. К тому же «лишняя влага», устремляясь вниз, выносит содержащиеся в ней вещества, перемещает некоторые соединения из верхних горизонтов в нижние. В результате для почв области характерно низкое содержание основных химических соединений и резкая дифференциация почвенного профиля на горизонты.
Дерново-подзолистые почвы бедны органическими веществами, имеют низкое содержание гумуса (1-3,5 %), рН - 4,05,5, содержание подвижных форм фосфора и калия - низкое. Болотно-подзолистые почвы также встречаются повсеместно и занимают 23% территории области. Для них характерно наличие торфянистого горизонта и залегающего под ним подзолистого горизонта. Они формируются среди почв подзолистого типа на слабодренированных элементах рельефа, которые характеризуются временным застоем атмосферных вод или близким залеганием грунтовых вод. В морфологический профиль почв входят торфянистый, подзолистый и оглееный аллювиальный горизонты. Почвы отличаются низким содержанием гумуса (1-3 %), кислой реакцией среды, повышенным содержанием подвижного железа.
Дерновые, дерново-глеевые, дерново-карбонатные почвы встречаются мелкими контурами и имеют незначительное распространение (<1% территории области). При близком залегании грунтовых вод в результате переувлажнения образуются оглееные и глеевые горизонты. В случае формирования почв на карбонатных материнских породах образуются дерново-карбонатные почвы, имеющие довольно мощный гумусовый и обогащенный карбонатами горизонт В. Эти почвы характеризуются высоким содержанием гумуса (до 10%), слабокислой и нейтральной реакцией среды, высокой насыщенностью основаниями. Такие почвы встречаются в Бежецком, Сонковском, Краснохолмском, Ржевском, Торжокском и Старицком районах.
В сельскохозяйственном производстве наиболее широко используются дерново-среднеподзолистые, дерново-огле-еные, дерново-карбонатные почвы, которые составляют свыше 80% пашни, другие группы почв используются главным образом в качестве сенокосов и пастбищ. Используемые под пашню почвы обладают рядом неблагоприятных свойств, в том числе избыточной кислотностью среды, низким содержанием подвижного фосфора.
Фосфор является одним из наиболее дефицитных элементов питания растений в почве. Проблема оптимизации фосфорного режима питания дерново-подзолистых почв имеет большое значение для воспроизводства плодородия, то есть для формирования агроценозов, обуславливающих устойчивую высокую продуктивность сельскохозяйственных растений.
Различный уровень внесения фосфорных удобрений по годам химизации обусловил широкое колебание содержания подвижного фосфора в почвах области, что привело значительным изменениям в группировке почв по анализируемому параметру (табл. 1).
1. Группировка почв по содержанию подвижного фосфора, % __(1964-2009 гг.)_
Градации содержания подвижного фосфора в почве
1 ид < 25 26-50 51-100 101-150 > 151
196473 15,8 35,4 30,3 9,3 9,2
1978 8,8 28,0 37,2 12,6 13,4
1983 5,5 22,7 36,1 17,5 18,2
1988 1,9 11,7 30,8 22,2 33,4
1993 1,8 9,1 26,9 22,2 40,0
1995 1,5 8,4 26,0 22,2 41,8
1996 1,3 7,5 25,3 23,0 42,9
1997 1,4 7,3 25,2 23,4 42,7
1998 1,6 7,5 25,3 23,6 42,0
1999 1,9 7,9 25,8 23,3 41,1
2000 1,9 8,1 25,6 23,0 41,4
2001 1,8 8,2 25,9 23,0 41,1
2002 1,6 7,9 25,3 22,7 42,5
2003 1,5 7,5 24,4 22,6 44,0
2004 1,2 6,8 24,0 22,7 45,3
2005 1,0 6,2 23,1 22,3 47,4
2006 1,0 6,0 22,8 21,8 48,4
2007 1,2 6,6 23,8 21,5 46,9
2008 1,3 6,7 23,6 20,9 47,5
2009 1,3 6,8 23,4 20,5 48,0
Почвы с очень низким содержанием до 25 мг/кг занимают 13,5 тыс.га (1,3%), низким (25-50 мг/кг) - 73,5 тыс.га (6,8%), средним (51-100 мг/кг) - 251,4 тыс.га (23,4%), повышенным (101-150 мг/кг) - 221,2 тыс.га (20,5%), высоким (151-250 мг/кг) - 311,7 тыс.га (28,9%), очень высоким (> 250 мг/кг) -205,5 тыс.га (19,1%). Низкообеспеченные почвы занимают всего 87,0 тыс. га или 8,1% пахотных земель. Графически выявленная закономерность представлена на рисунке 1. Исследования по влиянию фосфоритной муки проводятся в нашей стране и за рубежом уже многие десятки лет, но предстояло выявить эффективность ее, как удобрения, в производственных условиях при широкомасштабном известковании почв. В результате систематического фосфоритования площади почв с низким содержанием подвижного фосфора (до 50 мг/кг) сократились с 10,0% до 8,1%, средним - с 25,6% до 23,4 %, одновременно увеличились площади с повышенным его содержанием (более 101 мг/кг) на 4,1%.
Благодаря значительным объемам фосфоритования и внесению фосфорсодержащих удобрений в течение предыдущих лет фосфатный уровень пахотных почв области до настоящего времени остается достаточно высоким. Несмотря на резкое сокращение применения фосфорных удобрений, в том числе и фосфоритной муки, средневзвешенное содержание подвижного фосфора не снижается и составляет 144 мг/кг, что соответствует группе почв с повышенным уровнем его содержания (рис.2). Повышенная и средняя обеспеченность почв этим элементом была достигнута в результате того, что с 1966 г. до 1990 г., наряду с применением оптимальных доз органических и фосфорсодержащих минеральных удобрений, проводились работы по фосфоритованию почв. В период за 19761995 гг. среднегодовой объём фосфоритования составил 39,4 тыс.га при внесении 53,1 тыс.т фосфоритной муки, последействие которой продолжается длительный период.
205,5 тыс.га (19,1%) оч.вьюок
13,5 тыс. га (1,3%)
73,5 тыс.га (6,8%) низкое
251,4 тыс.га (23,4%) среднее
311,7 тыс.га (28,9%)
221,2 тыс.га
(20,5%) повышенное
Рис. 1. Распределение площади пашни Тверской области по содержанию подвижного фосфора на 01.01.2010 г.
мг/кг 160
140
120
10С
80
60
40
20
0
136
138
141 144 145 143 144 144
19641973
1988 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 год
ской службе при масштабном обследовании пашни используют определение только содержания подвижного фосфора, характеризующее общее содержание усвояемых фосфатов. Проведенные полевые опыты, достоверно выявили высокую эффективность фосфорных удобрений на дерново-подзолистых почвах, характеризующихся низким содержанием подвижного фосфора (табл. 2).
2. Эффективность применения удобрений на дерново-подзолистых почвах с различным уровнем содержания подвижного фосфора в почве
Варианты опыта Урожайность, ц/га
лен озимая пшеница картофель
солома семена урожай прибавка урожай прибавка
Низкое содержание Р2О5
Контроль 26,5 3,25 9,8 - 131 -
^0К.30+Р60 33,4 3,93 26,1 16,3 137 6,0
^0К.30Р60 34,1 3,65 25,4 15,5 153 22,0
^0К30+Р60+Р60 26,1 3,35 28,4 18,6 149 18,0
Высокое содержание Р2О5
Контроль 40,7 5,49 33,1 - 186,9 -
^0К30+Р60 51,1 6,60 38,9 5,8 195,0 8,1
^0К30Р60 49,0 6,92 40,3 7,2 221,9 35,0
^0К30+Р60+Р60 54,1 6,52 37,0 3,9 206,6 19,7
Систематическое применение фосфорных удобрений увеличивает содержание доступных растениям соединений фосфора. При этом фосфор удобрений переходит в почве в химические соединения, характерные для данного типа почвообразования. Однако, повышение фосфатного уровня почв достигается лишь при использовании фосфорных удобрений в дозах, превышающих вынос фосфора урожаем, то есть при положительном балансе этого элемента. В таблице 3 приведены результаты расчета баланса фосфора по периодам химизации.
3. Баланс фосфора (кг/га) в земледелии Тверской области
Период химизации Приход Расход Баланс +/-
1966-1970 18,8 17,3 +1,5
1971-1993 31,6 25,0 +6,6
1994-1997 3,1 14,8 -8,7
1998-2002 3,3 6,5 -3,1
2003-2009 3,0 5,6 -2,6
Рис. 2. Динамика средневзвешенного содержания подвижного фосфора на 01.01.2010 г.
Продолжительность последействия фосфоритной муки напрямую зависит от уровня обеспеченности почв подвижным фосфором, который в разрезе районов имеет значительное различие. Так, в Весьегонском, Вышневолоцком, Калининском, Конаковском, Лихославльском, Осташковском, Сандов-ском, Торжокском, Торопецком районах средневзвешенное его содержание находится на уровне 176-197 мг/кг, тогда как в Бельском, Зубцовском, Оленинском, Ржевском районах этот показатель значительно ниже среднеобластного и составляет 91-104 мг/кг.
Многочисленными исследованиями установлен невысокий уровень использования фосфатов удобрений. По-видимому, низкие коэффициенты использования фосфора удобрений обусловлены в основном тем, что от 50 до 80%, а иногда и более, внесенного растворимого фосфора быстро превращается в фосфаты кальция, железа и алюминия, менее доступные растениям, чем природные. Эффективность остаточного фосфора определяется видом фосфорных соединений, образующихся в результате взаимодействия удобрений с почвой и скоростью перехода новообразованных фосфатов в стабильные для данной почвы формы [1,2]. Фосфатный режим дерново-подзолистых почв можно охарактеризовать двумя основными агрохимическими показателями: содержанием подвижного фосфора и степенью его подвижности. В агрохимиче-
При расчете баланса фосфора за период прямого действия удобрений выявлено, что приходная его часть с удобрениями только в период до 1993 г. превышала расходную. В среднем за указанные годы внесено этого элемента на 18,8-31,6 кг/га больше, чем вынесено урожаем, что приводило к повышению содержания подвижного фосфора в почве и положительному его балансу +1,5 - +6,6 кг/га соответственно.
4. Расчет потребности в фосфорных удобрениях на 2011 г.
Культуры Посевная Доза внесения Требуется
площадь, удобрений, удобрений,
тыс.га кг/га (д.в.) тыс.т д.в.
Зерновые 98,0 18 1,8
Лен 11,7 20 0,2
Картофель 3,0 20 0,1
Мн.травы (сено) 120,0 0 0
Мн. травы (з/к) 150,0 0 0
Однолетние травы (з/к) 20,0 12 0,2
Итого 402,7 2,3
Фосфоритование в хозяйствах области не проводится, начиная с 1996 г. Согласно расчетам, ежегодная потребность в фосфоритовании низкообеспеченных подвижным фосфором почв (до 50 мг/кг) при 5-летнем цикле составляет 14,5 тыс. га и 29,3 тыс. т фосфоритной муки, среднеобеспеченных (до 100 мг/кг) - 56,3 тыс. га и требуется 84,6 тыс. т фосмуки в физическом весе, или, соответственно, 5,9 и 16,9 тыс. т д.в.
Расчет, проведенный с учетом планируемого урожая (ц/га) зерновых - 15,0, лен/волокно - 5,0, картофеля - 100, многолетних трав (сено) - 20, многолетних трав (з/к) - 120, однолетних трав на з/к - 100, показал, что для обеспечения продовольственной безопасности области необходимо возобновление темпов фосфоритования и внесения фосфорных удобрений в объеме 2,3 тыс. т д.в. (табл. 4).
Подавляющей части пахотных почв области свойственны невысокие показатели почвенного плодородия и решение задач поставленных по обеспечению населения продукцией
собственного производства возможно только за счёт возвращения к ранее достигнутым темпам химизации земледелия, главным образом известкованию и фосфоритованию почв, а также повышению уровня ресурсного обеспечения.
Литература
1. Кирпичников Н.А., Сычев В.Г. Приемы оптимизации фосфорного режима почв в агротехнологиях. М.:ВНИИА, 2009, 176 с. 2. Чумачен-ко И.Н. Фосфор в жизни растений и плодородие почв. М.:ЦИНАО, 2003, 124 с.
EFFECT OF HIGH-INPUT CHEMICALS ON THE PHOSPHATE STATUS OF DIFFERENT SOIL TYPES IN
THE TVER REGION
S.A. Firsov, Tverskoi State Center of Agrochemical Service, ul. Vasilevskogo 5, Sakharovo, Tver, 170904 Russia
The soil diversity and pedogenesis features in the Tver region were characterized, and the results of studies of soil phosphate status depending on the phosphoric fertilizer rate were presented. A relationship between the yield of agricultural crops and the application rate ofphosphoric fertilizers at different soil supply with available phosphorus was revealed. The phosphorus budget was given for the local agriculture at different stages of chemicalization.
Keywords: phosphate status, fertility, fertilizers, crop productivity, plant nutrition.
