CC BY
18ОБЩИЕ ВОПРОСЫ АГРОХИМИИ
Приведены результаты полевых опытов по эффективности разных доз и форм химических мелиорантов, а также прогноз изменения кислотности почв по областям и баланс кальция в земледелии Российской Федерации.
Ключевые слова■' известкование, продуктивность севооборотов, известьсодержащие материалы, баланс кальция
Как показали многолетние исследования и более чем столетний мировой опыт ведения земледелия, из-
причин низких урожаев сельскохозяйственных культур,
массовой гибели зерновых и многолетних трав при перезимовке, низкого содержания белка в зерне и кормах,
пашни. Луга и пастбища также расположены на кислых почвах: 1,9 млн га при 53% обследованных угодий.
Прогнозные расчеты изменения структуры кислотности почв по Центральному округу и трём наиболее представительным областям свидетельствуют о потенциальном росте площадей с избыточной кислотностью. При этом в 2-2,5 раза увеличиваются площади почв с рН 5,0 и менее, т.е. нуждающиеся в первоочередном известковании (табл. 1).
1. Площадь пахотных почв по группам кислотности
обороте. Например, в США, в рекомендациях по скому хозяйству сказано, что «первый доллар вложить в известкование». Опыт мирового земледелия-показывает, что во всех странах с промывным режй" мом увлажнения почв, в результате которого идет процесс обеднения почвы основаниями и, главным обра_-_ зом, кальцием, химическая мелиорация в различной степени, но обязательно, поддерживается государств, вом. Это связано с тем, что являясь одними из фунда--ментальных показателей почвенного плодородия, реакция среды и степень насыщенности почвенного поглощающего комплекса основаниями во многом опре~ деляют эффективность приёмов по
культур, и, в первую очередь, применения удобрений и внедрения новых высокоурожайных сортов растений.
Многолетними исследованиями установлено, что-кислая реакция почвенной среды — одна из главных-
- 2005 г. 2010 г. 2015 г.
- рН (исходный) (прогноз)
тыс. га % тыс. га % тыс. га %
Центральный федеральный округ
6,1 и более
5,6-6,0
5,1-5,5
4,6-5,0
4,5 и менее
Всего
В т.ч. рН <5,5
Средневзвеш. рН
4074,0
5064,9
6824,5
3205,0
561,1
19729,5
10590,6
5,53
20,7
25,7
34,6
16,2
2,8
100,С
53,6
1222,:
5384,
7309,6
4771,6
1041,£
19729,
13123,
5,32
6,2
27,3
37,0
24,2
5,3
100,0
66,5
0
4074,0
7794,7
6338,2
1522,6
19729,
15655,
5,12
Смоленская область
6,1 и более
5,6-6,0
технологических
комплекса возделыванию сельскохозяйственных
5,1-5,5
4,6-5,0
4,5 и менее
Всего
В т.ч. рН<5,5
Средневзвеш. рН
150,6
227,2
281,3
242,8
124,9
1026,8
649,0
5,32
14,7
22,1
27,4
23,6
12,2
100,0
63,2
45,2
219,0
310,5
290,8
161,3
1026,8
762,6
5,15
4,4
21,3
30,3
28,3
15,7
100,0
74,3
0
150,6
339,7
338,8
197,7
1026,8
876,2
4,98
6,1 и более
5,6-6,0
5,1-5,5
Всего
В т.ч. рН<5,5
недостаточной эффективности минеральных удобрений. 4,6-5,0
Проведенные исследования, особенно в последние 20-30 4,5 и менее лет, выявили исключительно важное значение известкования почв как природоохранного и экологического фактора. Следует подчеркнуть, что диетическую про--дукцию можно получать только на почвах с оптимальными физико-химическими свойствами. —
Известкование кислых почв — это высокорентабель^ 5 1-5 5
ное мероприятие, затраты на которое окупаются, как 4 6-5 0
Средневзвеш. рН
Костромская^ область
56,7
130,5
145,1
114,1
94,5
540,9
353,7
5,25
10,5
24,1
26,8
21,1
17,5
100,0
65,4
17,0
104,9
166,9
140,5
111,6
540,9
419,0
5,09
3,1
19,4
30,9
26,0
20,6
100,0
77,5
56,7
188,5
167,0
128,7
540,9
484,2
4,94
6,1 и более
5,6-6,0
правило, прибавками урожая двух-трех культур сево- 4,5 и менее
оборота при использовании недорогих известьсодер-_Всего_
жащих материалов (шлаков, зол, слабопылящей из В тч. рН<5,5
" муки и др.). Площадь пахотных почв с_Средневзвеш. рН
вестняковой
Владимирская область [1]
68,7
276,6
142,7
25,4
6,4
519,8
174,5
5,66
13,2
53,2
27,5
4,9
1,2
100,0
33,6
20,6
186,4
238,2
64,4
10,2
519,8
312,8
5,44
4,0
35,8
45,8
12,4
2,0
100,0
60,2
68,7
333,7
103,4
14,0
519,8
451,1
5,21
избыточной кислотностью в Центральном округе России — около 11,0 млн га, или 53% от общего количества
20,7
39,5
32,1
7,7
100,0
79,3
14,7
33,1
33,0
19,2
100,0
85,3
10,5
34,8
30,9
23,8
100,0
89,5
13,2
64,2
19,9
2,7
100,0
86,8
Расчет баланса кальция в земледелии 1965-2008 гг. свидетельствует, что лишь менный период с середины 80-х до начала 90-х гг.
за период кратковре-
0
0
0
0
0
0
прошлого столетия он был положительным, что привело к снижению площадей кислых почв (рис.). В настоящее время поступающий с известковыми материалами кальций компенсирует только 6-8% естественных потерь этого элемента вследствие вымывания из кор-необитаемого слоя с инфильтрационными водами и выноса растениями.
Рис. Баланс кальция в земледелии Российской Федерации
В земледелии возникла острейшая необходимость в восстановлении известкования почв и доведении количества вносимых известковых материалов и периодичности до оптимального уровня. Периодическое известкование — важнейшее агрономическое, энерго- и ресурсосберегающее, а также природоохранное мероприятие, без которого высокопродуктивное отечественное земледелие невозможно. Из—за избыточной кислотности недобор урожая в стране в настоящее время
составляет 16-18 млн т в пересчете на зерно, а в перспективе возрастет до 20-22 млн т.
Высокая эффективность повторного известкования установлена в ряде многолетних полевых опытов. Так, в полевом опыте Смоленского НИИСХ в пятой и шестой ротациях севооборота общая прибавка урожая от известкования составила от 5 до 9 ц з.е./га в год [2]. Окупаемость 1 т СаСОз урожаем — от 1,3 до 2,7 т з.е. (табл. 2). Через 16 лет среда в почве резко подкислилась до рН 4,9-5,1. Среднегодовое снижение рН по дозам 2,0; 1,5; 1,0 и 0,5 г.к. составило, соответственно, 0,038; 0,075; 0,081 и 0,100. Эти данные свидетельствуют о том, что внесение высоких доз извести (1,5-2,0 г.к.) при повторном известковании приводит к снижению окупаемости СаСОз урожаем и резкому увеличению вымывания кальция из почвы.
На ячмене прибавка от периодического известкования составила 8,4-13,6 ц/га, от повторного в 1977 и 2002 гг. — до 10 ц/га зерна. Наибольшей она была при двукратном внесении дозы по 1,5 г.к. в 1968 и 1977 гг.
Низкие темпы известкования почв при отсутствии государственной поддержки этого мероприятия связаны с высокими затратами на его проведение. Остроту проблемы можно смягчить за счёт использования известковых удобрений низкой стоимости. Применение известняковой муки из малопрочных пород и известьсодержащих отходов промышленности позволяет на 30-40% снизить общие затраты при равном эффекте с известняковой пылевидной мукой, получаемой путём размола высоко прочных пород [3]. Это положение можно проиллюстрировать данными полевого опыта, проведенного в течение 7 лет на Калужской опытной станции (табл. 3).
2. Эффективность повторного известкования (Смоленский НИИСХ)
Вариант опыта Среднегодовой урожай за 5-ю ротацию севооборота, ц з.е./га Прибавка от известкования, ц з.е./га Среднегодовой урожай за 6-ю ротацию севооборота, ц з.е./га Прибавка от известкования, ц з.е./га Окупаемость 1 т СаСОэ, т з.е. рН после повторного известкования
общая повтор. общая повтор. в 1 -ый год через 16 лет
1. Без извести 37,4 - - 30,9 - - 4,3 4,4
2. Основное известкование по 1,0 г.к. 40,1 2,7 - 33,8 2,9 - 5,5 4,8
3. Основное + повторно СаС03 по 0,5г.к. 43,2 5,8 3,1 35,8 4,9 2,0 2,7 5,5 4,9
4. Основное + повторно СаС03 по 1,0г.к. 44,4 7,0 4,3 37,2 6,3 3,4 2,0 6,2 5,0
5. Основное + повторно СаС03 по 1,5г.к. 46,4 9,0 6,3 36,8 5,9 3,0 1,7 6,4 5,1
6. Основное + повторно СаС03 по 2,0г.к. 45,7 8,3 5,6 37,0 6,1 3,2 1,3 6,7 5,1
линия бал
3. Влияние известняковой муки из малопрочных пород различного гранулометрического состава на продуктив-_ность полевого севооборота_
Вариант опыта Продуктивность севооборота, ц/га корм. ед.
Контроль 144,2
ЫРК-фон 220,0
Прибавки (фон + известняковая мука)
Са 0,25 г.к. 15,8/15,0
Са 0,5 г.к. 44,1/42,5
Са 1,0 г.к. 61,9/63,5
Примечание. Числитель - известняковая мука тонкого помола,
знаменатель - обычного помола
Металлургические шлаки по эффективности, как правило, равноценны стандартной пылевидной муке или превосходят её. В нашем длительном опыте окупаемость 1 т СаСО3 дополнительной продукцией при основном известковании зависела от времени последействия и формы известкового материала. Для известняковой муки она составила: за 9 лет 1,1 ц з.е., за 16 лет — 5,7, за 23 года — 7,8 и за 30 лет — 10,1 ц з.е. Самая высокая окупаемость у металлургического шлака — 14,5 ц з.е. за 30 лет [4]. Виды металлургических шлаков при соответствующем гранулометрическом составе также не уступают по эффективности известняковой муке (табл. 4).
4. Действие шлаков на урожай сельскохозяйственных культур, ц/га
Урожай без извест- Прибавка урожая от
известняковой шлаков
Культура ферросплавных электросталеплавильных марте-
кования муки новских
Ячмень 15,0 2,8 3,2 2,1 2,6
Пшеница 16,0 3,2 4,1 4,0 2,5
Клевер, сено 25,0 11,6 13,2 12,0 11,6
По данным многолетних исследований, установлено, что эффективность металлургических шлаков в качестве известковых удобрений определяется модулем их основности, нейтрализующей способностью, гранулометрическим и минералогическим составом. Нейтрализующая способность и растворимость кальция и магния шлаков и минералов со стекловидной структурой выше, чем у кристаллических. Например, нейтрализующая способность мервинита со стекловидной структурой составила 108%, а с кристаллической — 89; мартеновского шлака стекловидного — 83, кристаллического — 72%.
К степени помола шлаков предъявляют более жесткие требования, чем к известняковой и доломитовой муке, так как частицы > 1 мм не оказывают существенного влияния на агрохимические свойства почвы и урожай сельскохозяйственных культур. Возможность негативного влияния металлургических шлаков на почву и растения длительное время связывали с наличием хрома в некоторых из них. Результаты проведенных в последние годы исследований не подтвердили это.
Запасы апатитов в нашей стране практически исчерпаны. В ближайшей перспективе основным фосфорным удобрением станет фосфоритная мука. Поскольку известковать почвы всё равно придётся, то известь и фосфорит неизбежно будут попадать на одни
и те же поля. Вегетационные опыты, проведенные в прошлом столетии, показали, что при совместном внесении извести с фосфоритной мукой резко снижается эффективность последней. Данные полевых опытов опровергли эту закономерность. Впервые это установил В.Н. Прокошев [5]. Наши исследования в полевом опыте за 40 лет также показали, что периодическое внесение полной дозы известняковой муки (3 раза, в сумме 22,5 т/га) не оказало отрицательного действия на эффективность фосфоритной муки. Действие суперфосфата и фосфоритной муки на фоне извести было равноценным. Аналогичные данные получены и по выносу фосфора культурами севооборота.
На основании исследований фосфатного состояния почвы установлено, что метод Кирсанова не пригоден для его характеристики в условиях применения фосфоритной муки на произвесткованных почвах. Наиболее тесной была зависимость между урожаем и содержанием в почве подвижных соединений фосфора, извлекаемых фторидно-аммонийной и слабосолевой вытяжками. Высокая эффективность фосфоритной муки на фоне извести в полевых (в отличие от вегетационных) опытах объясняется длительностью неравномерного (очагового) размещения известкового удобрения в пахотном слое при современных орудиях обработки почвы. Следовательно, в произвесткованной почве длительное время сохраняются условия для разложения фосфорита. Этому также способствует положительное влияние известкования на биологическую активность почвы.
Литература 1. Комаров В.И, Баринова К.Е. Агрохимическая и агроэкологическая характеристика почв сельскохозяйственного назначения Владимирской области. Владимир. — 2008. — 179 с. 2. Петрова И.С. Агроэкономическая эффективность сочетания возрастающих доз минеральных и известковых удобрений // Бюлл. ВИУА. - 1987. - № 82. - С. 68-72. 3. Прокошев В.Н. Повышение плодородия песчаных и супесчаных почв дерново-подзолистого типа. — М.: Изд-во АН СССР, 1952. — 430 с. 4. Шильников И.А, Ермолаев С.А, Аканова Н.И. Баланс кальция и динамика кислотности пахотных почв в условиях известкования. М., 2006, 155 с. 5. Шильников И. А, Сычев В.Г, Зеленов НА, Аканова Н.И, Федотова Л. С. Известкование как фактор урожайности и почвенного плодородия.- М., 2008, 338 с.
г. Москва, Email:info@vniia-yr.ru, pl@vniia-pr.ru
Results of field experiments on effectiveness of different doses and forms of chemical melio-rants are shown. Prognosis of change of soil acidity in Regions and balance of calcium in farming of Russia Federation is given. Key words: liming productivity of rotations, materials, containing lime, balance of calcium.
