CC BY
34
ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ
!ДОРОД
лет было внесено 2554 тыс. т мелиоранта, в основ- Таким образом, с 1976-1983 гг. по 2010-2014 ном дефеката, а в среднем за год - 510,8 тыс. т. На гг. доля кислых почв в Белгородской области эти цели из областного бюджета было выделено увеличилась с 22,8 до 45,8%. За годы наблюде-147,5 млн. руб. субсидий. В перспективе должны ний доля кислых пахотных почв в лесостепи быть произвесткованы все кислые почвы области. увеличилась на 18,2-56,4%. Наиболее высокая
Увеличение доли кислых почв при высоких объ- доля кислых почв отмечается в Борисовском емах известкования объясняется тем, что в 2010-2014 (83,7%) и Ивнянском (80,0%) районах. Для гг. сначала проводилось агрохимическое обследова- борьбы с подкислением почв в области реализу-ние, и по его результатам разрабатывали проектную ется программа известкования. За 2010-2014 гг. документацию для известкования кислых почв. Все было произвестковано 184,34 тыс. га кислых произвесткованные в эти годы почвы пройдут агро- почв, на которые внесено 2554 тыс. т мелиоран-химическое обследование в 2015-2018 гг. тов, в основном дефеката.
Литература
1. Гречишкина Ю.И., Есаулко А.Н., Сигида М.С., Коростылев С.А. Изменение реакции среды почвенного раствора чернозема выщелоченного в связи с длительным применением удобрений // Агрохимический вестник, 2016, № 3. - С. 7-10.
2. Чекмарев П.А. Агрохимическое состояние пахотных почв ЦЧО России // Достижения науки и техники АПК, 2015, № 9. - С. 17-20.
3. Шильников И.А., Аканова Н.И. Перспективы химической мелиорации кислых почв // Плодородие, 2004, № 6. - С. 2-3.
4. Ахтырцев Б.П., Соловиченко В.Д. Почвенный покров Белгородской области: структура, районирование и рациональное использование. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 1984. - 142 с.
5. Каштанов А.Н., Явтушенко В.Е. Агроэкология почв склонов. - М.: Колос, 1997. - 240 с.
6. Щербаков А.П., Васенев И.И. Агроэкологическое состояние почв ЦЧО. - Курск, 1996. - 326 с.
7. Соловиченко В.Д. Плодородие и рациональное использование почв Белгородской области. - Белгород: Отчий дом, 2005. - 292 с.
8. Нормативы расхода известковых материалов для сдвига реакции почвенной среды до оптимального уровня рН на различных типах почв. - М., 1986. - 70 с.
9. Акулов П. Г. Воспроизводство плодородия и продуктивность черноземов. - М.: Колос, 1992. - 223 с.
10. Юмашев Н.П., Логошина Т.П. Известкование кислых почв в Тамбовской области // Плодородие, 2005, № 2 - С. 30.
11. Шатилов И.С., Силин А.Д., Полев Н.А. Состояние и перспективы повышения плодородия почв в ЦентральноЧерноземном экономическом районе РСФСР / Повышение эффективности земледелия и агропромышленного производства Белгородской области: материалы совместного заседания президиума ВАСХНИЛ и президиума Всероссийского отделения ВАСХНИЛ (6-7 июня 1989 г., г. Белгород). - М.: Росагропромиздат, 1990. - С. 33-43.
УДК 631.452;633.11
АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СВЕТЛО-СЕРЫХ ЛЕСНЫХ ПОЧВ
И УРОЖАЙНОСТЬ ОЗИМОЙ РЖИ
И.Д. Давлятшин, д.б.н., Л.Г. Гаффарова
Казанский государственный аграрный университет, e-mail: [email protected]
Представлена региональная статистическая характеристика аналитических и морфомет-рических свойств преобладающих светло-серых лесных агрогенных почв и динамика урожайности озимой ржи за 1967-2009 гг. Установлено, что баланс элементов питания в целом положительный, при этом по фосфору он составляет плюс 15,4 кг, по азоту плюс 4,7 кг, по калию отрицательный — минус 16,5 кг. На примере фоновых зональных светло-серых лесных почв показаны изменения агрохимического состояния за счет хозяйственной деятельности. Отмеченная закономерность сказывается на динамике урожайности озимой ржи района. Фактическая урожайность озимой ржи повышается от начала наблюдения к последним годам, имея максимальные показатели 31,9 ц/га. Вместе с тем, в последние годы имеется тенденция снижения урожайности всех культур, в том числе озимой ржи. Отмеченное снижение урожайности озимой ржи по району фиксируют скользящие ее средние за 11 и 22 года, что связано с отрицательным балансом макроэлементов в земледелии в этот период.
Ключевые слова: светло-серые лесные почвы, статистические параметры, урожайность озимой ржи.
AGROCHEMICAL PROPERTIES OF LIGHT GRAY FOREST SOILS AND PRODUCTIVITY OF WINTER RYE
Dr. Sci. D.I. Davlyatshin, L.G. Gaffarova
Kazan State Agrarian University, e-mail: [email protected]
The paper presents the regional statistical characteristic of analytical and morphometric properties of the prevailing light-gray forest agrogenic soils and dynamics ofproductivity of winter rye during 1967-2009. It is established that the overall nutrition balance is positive, while for phosphorus it is plus 15.4 kg, nitrogen - plus 4.7 kg, potassium negative - a minus of 16.5 kg. As an example, a background zone of light-grey forest soils shows changes in agrochemical condition through economic activities. This regularity affects the dynamics of the yield of winter rye district. The actual yield of winter rye increased from the beginning of observation to the last years, with maximum rate of 31.9 t/ha. However, in recent years there is a downward trend in yields of all crops, including winter rye. Decreased the yield of winter rye by area record sliding her for 11 and 22 years, which is connected with a negative balance of macronutrients in agriculture during this period.
Keywords: light gray forest soils, statistical parameters, the yield of winter rye.
Обеспеченность пахотных почв доступными элементами питания зависит от факторов почвообразования и генезиса, определяющих типовую принадлежность и классификационное положение почв. Фундаментальные и устойчивые свойства устанавливают обеспеченность почв подвижными формами азота, фосфора и калия [1]. С переходом земледелия на интенсивные технологии - огромная роль в этом процессе принадлежит хозяйственной деятельности человека.
Цель работы - изучить параметры связи между урожайностью озимой ржи и факторами (агрохимические показатели почв, объемы применения минеральных и органических удобрений), прогнозирование урожая озимой ржи на основе выявленных закономерностей.
Материалы и методы. Объектом исследований служит правобережная часть Привятской полосы Предкамья Республики Татарстан, представленная Мамадышским муниципальным образованием. Общая площадь объекта составляет 260,1 тыс. га, в том числе земли сельскохозяйственного назначения - 150,0 тыс. га, интенсивно используемые пахотные угодья - 93,8 тыс. га, или 62,5%. В их составе доминируют светло-серые лесные почвы - 52,2 тыс. га. Остальные зональные почвы (серые лесные, темно-серые лесные, породный тип дерново-карбонатные почвы) и экстразональные - дерново-подзолистые, которые занимают субдоминантное положение [2]. В регионе получили развитие формы эрозийного рельефа, и площадь эродированных почв составляет 81,5% пашни.
Для характеристики почвенных свойств светлосерых лесных почв Привятской полосы использованы накопленные морфологические признаки и аналитические свойства светло-серых лесных почв во время массовых почвенных исследований (масштаб 1:10000), проведенных в 1974-2000 гг. сотрудниками филиала «Росгипрозем». В выборку включены следующие показатели: нижние границы
генетических горизонтов, содержание гумуса, сумма поглощенных кальция и магния, подвижного фосфора, обменного калия, гидролитической кислотности, данные рН солевой вытяжки.
Агрохимическая характеристика почв осуществлена по материалам «ЦАС Татарский», где обеспеченность почв между циклами получены через интерполирование параметров содержания фосфора и калия. Сведения по насыщенности пашни органическими и минеральными удобрениями получены из материалов статистического управления Республики. Анализы почв и статистическая обработка проведена по принятым методам и имеющимся программам.
Результаты. Пахотный горизонт зональной почвы объекта имеет среднюю мощность почвенного подтипа - до 24,8 см. Сочетание и глубина залегания остальных генетических горизонтов согласуется с зональным процессом почвообразования (табл. 1).
Анализируемый подтип почвы имеет тяжелосуглинистый гранулометрический состав, а в почво-образующей породе - легкоглинистый. Отношение содержания частиц <0,001 и <0,01 мм в пахотном горизонте равно 0,60, в пахотном горизонте - 37,4. Одновременно эти показатели подтверждают то, что верхняя часть почвенного профиля обедняется наиболее тонкодисперсной фракцией - илом, вследствие водной эрозии, дефляции почв в засушливые периоды сезона, а также проявления почвенных процессов - лессивирования, оподзаливания и выщелачивания.
Содержание гумуса в почвах служит критерием оценки потенциального плодородия почв. В изучаемых почвах оно имеет типичные показатели. В профильном распределении суммы поглощенных оснований ведущую роль играют содержание гумуса и насыщенность тонкодисперсной фракцией -илом. Абсолютные величины суммы поглощенных оснований в почве имеют элювиально-
иллювиальный тип распределения с максимумом (25,8 мг-экв/100 г) в подгоризонте В2.
Величина гидролитической кислотности колеблется в пределах 2,8-3,4 мг-экв/100 г почвы, наивысшие показатели которой имеют тенденцию приближения к иллювиальному горизонту. Степень насыщенности варьирует от 85 до 90%. Среднюю степень насыщенности имеют горизонты А]А2 и А2В, нижняя часть профиля имеет умеренно высокое насыщение основаниями.
Профильное распределение рН указывает на уменьшение концентрации водородного иона к нижней части профиля. Смена кислой реакции на нейтральную обычно наблюдается в почвообразу-ющей породе. Состояние рН пахотного горизонта поддерживается за счет периодического известкования.
Содержание биофильных элементов соответствует средней степени обеспеченности. Эти показатели несколько уменьшаются к оподзоленному горизонту и увеличиваются к иллювиальному.
Краткий анализ среднестатистических почвенных свойств указывает, что из-за тяжелого гранулометрического состава почвы могут иметь более высокие показатели содержания подвижных форм калия, чем фосфора. Вместе с тем агрохимическое состояние почв корректируется за счет применения минеральных и органических удобрений, систематическое внесение которых началось в конце 1950-х - начале 1960-х годов. К середине 1970-х годов дозы минеральных удобрений достигли 30,5 кг/га, а к 1993 г. - 264 кг/га действующего вещества (наивысшие показатели). За этот период и в после-
дующие годы происходит снижение насыщенности пашни органическими удобрениями от 7,0 до 0,5 т/га (табл. 2).
Равновесное состояние рН суспензии почв находится в кислом интервале, а внесение извести лишь временно его изменяет, подтверждая фундаментальность данного почвенного свойства. Фактический материал также подтверждает незначительную тенденцию ускорения подкисления рН в годы максимального внесения удобрений. По итогам I тура пахотные угодья имели средневзвешенные показатели рН, равные 5,4. Преобладают слабокислые почвы - 48,8%, группы почв с близкой к нейтральной и нейтральной степенями кислотности занимают 33,8%. Доля участия почв со средней степенью кислотности значительна (16,8%), с сильной - небольшая (0,6%). В последних турах исследований наблюдается слабовыраженная тенденция расширения площадей почв с кислотностью близкой к нейтральной, нейтральной среде (45,9%) и с сильной степенью щелочности (6,6%). Этому способствовали имеющие место процессы эрозии, углубление пахотного горизонта, с одной стороны, и применение физиологически кислых минеральных удобрений, с другой. Средневзвешенные показатели рН от I до VIII туров находятся в одном диапазоне - 5,3-5,4. Наблюдаемое подкисление пахотных почв сдерживается за счет роста площадей известкования почв (в среднем 8 тыс. га ежегодно).
По результатам I тура агрохимического обследования (1964-1970 гг.) средневзвешенное содержание подвижного фосфора в пахотном горизонте почв района составило 70,0 мг/кг, в V туре оно достигает
1. Средние показатели признаков и свойств светло-серых лесных тяжелосуглинистых почв
Горизонт Нижняя граница, см Частицы, % Гумус, % 8 Нг рНкс1 Р2О5 К2О
<0,001 <0,01 мг-экв/100 г мг/кг
Ап 24,8 16,5 44,1 2,8 19,8 3,1 5,5 101 91
А1А2 28,5 16,7 43,0 1,7 16,4 2,8 5,3 96 75
А2В 32,7 22,5 47,1 1,1 19,8 3,4 4,8 69 85
В1 48,3 34,2 53,1 0,7 22,8 3,1 4,9 106 90
В2 96,7 37,2 56,1 0,5 25,8 2,8 4,7 - -
ВС 122,7 34,3 55,5 - - - 5,9 - -
С 32,8 54,7 - - - 6,3 - -
2. Временной ряд агрохимического состояния почв, применения минеральных и органических удобрений, урожайности озимой ржи в Мамадышском районе
Циклы и годы Р2О5 К2О рНкс1 Удобрения Урожайность, ц/га
мг/кг мин., кг д.в/га орг., т/га уф У11 У22
I - 1967 70,0 110,0 5,4 нет сведений
II - 1975 88,8 115,0 5,4 30,5 7,0 7,7 10,7 10,9
III - 1983 116,0 129,0 5,4 42 4,8 15,9 14,8 16,1
IV - 1988 125,0 126,0 5,3 177 6,7 19,3 19,3 18,8
V - 1993 155,5 138,3 5,3 264 5,4 19,9 22,7 23,4
VI - 2000 137,5 137,0 5,4 66 3,3 31,9 26,8 26,1
VII - 2005 137,3 141,3 5,4 36,9 0,5 25,0 28,3 24,6
VII - 2009 137,4 140,1 5,4 61,8 0,7 31,2 28,8 23,4
максимального показателя - 155,5 мг/кг (табл. 2). По итогам I тура пахотные почвы региона в основном имели низкую (37,5%) и среднюю (28,1%) степень обеспеченности подвижным фосфором. К VI туру картина изменилась. Так, в VI туре преобладала средняя (25,4%), высокая и повышенная (25,6 и 28,2%) степень обеспеченности. После 2000 г. фосфорный режим устанавливается на уровне повышенной степени обеспеченности (137,4 мг/кг).
Содержание калия в земной коре выше, чем фосфора, однако, в условиях промывного типа водного режима почв содержание подвижного калия изменяется в широком диапазоне (табл. 2). Средневзвешенное количество обменного калия за наблюдаемые годы возрастает от 110 мг/кг до 141,3 мг/кг почвы. В I туре преобладает средняя (44,6%) и повышенная (29,5%), а в V и VI турах - повышенная (41,4%) и средняя (31,8%) степень обеспеченности.
Закономерное изменение степени обеспеченности пахотных почв подвижными макроэлементами -фосфором и калием отмечалось ранее [2, 3], что находит полное подтверждение результатами хозяйственной деятельности района и соответствующих балансовых расчетов. Так, за 1974-2014 г. в районе было использовано 3469,7 кг д.в. минеральных удобрений, в том числе 1734,8 кг д.в. - азотных, 1040.9 кг д.в. - фосфорных и 693.8 кг д.в. - калийных. Ежегодно 1 га пашни получал 42,3 кг азота, 25,4 кг фосфора и 16,9 кг калия. За 41 год каждый гектар пашни дал 886,5 ц озимой ржи, а с вычетом посевного материала - 814.5 ц. При средних показателях (азот 3,1 кг, фосфор 1,37 кг и калий 2,6 кг в 1 ц зерна) с урожаем за эти годы было отчуждено 2524,9 кг азота, 1115,9 кг фосфора и 2117,7 кг калия, или соответственно ежегодно 61,6 кг д.в.; 27,2 и 51,6 кг д.в. С органическими удобрениями (навоз), доза которых за эти годы составила в среднем 4,0 т/га, на каждый гектар пашни было внесено азота 24 кг, фосфора 17,2 кг и калия 28,8 кг. Таким образом, за рассмотренный период баланс элементов питания по азоту и фосфору в целом положителен. При этом по фосфору он составляет +15,4 кг, по азоту +4,7, по калию отрицательный —16,5 кг. Расчеты фиксируют более заметную динамику содержания подвижного фосфора, чем содержания подвижного калия, что подтверждается балансовыми расчетами.
Таким образом, на примере фоновых зональных светло-серых лесных почв показано изменение агрохимического состояния пахотных почв за счет хозяйственной деятельности. Отмеченная закономерность сказывается на динамике урожайности озимой ржи района [4-6]. Фактическая урожайность озимой ржи повышается от начала наблюдения к последним годам, имея максимальные показатели 31,9 ц/га. Вместе с тем, имеется тенденция снижения урожайности всех культур, в том числе озимой ржи. Отмеченное снижение урожайности озимой ржи по району фиксируют скользящие ее средние за 11 и 22 года, что связано с отрицательным балансом макроэлементов в земледелии в этот период. Обычно скользящие средние устраняют влияние погодного фактора, затушевывающего связь урожайности от агрохимического состояния почв.
Многолетние данные урожайности озимой ржи имеют положительную и достоверную корреляционную связь с содержанием подвижных форм фосфора и калия (г = 0,62-0,63, при уровнях значимости 0,05 и 0,01 значение коэффициента корреляции равно 0,41 и 0,53). Более тесная связь (г = 0,93-0,94) наблюдается при использовании скользящих средних с 11- и 22-летним шагом, поскольку сглаживание в этом случае происходит в результате учета цикличности агроклиматических условий. Параметры агрохимического состояния почв (содержание подвижных форм фосфора и калия) между собой также тесно взаимосвязаны (г = 0,91). Уравнения регрессии позволяют прогнозировать урожайность озимой ржи в зависимости от агрохимического состояния пахотных почв района:
Уоз. рожь = 0,295 х Р2О5 - 17,32;
Уоз. рожь = 0,648 х К2О - 65,46, где Уоз. рожь - урожайность озимой ржи, Р2О5 и К2О -содержание подвижных форм фосфора и калия, мг/кг.
Таким образом, выявленный функциональный характер связи между содержанием подвижных форм фосфора, калия и урожайностью одновременно указывает на то, что агрохимические показатели относительно озимой ржи находятся ниже оптимальных показателей. Резервы повышения урожайности этой культуры за счет внесения минеральных удобрений еще не исчерпаны.
Литература
1. Давлятшин И.Д. Скользящие средние урожайности яровой пшеницы в лесостепной зоне и аспекты их применения // Вестник РАСХН, 2007, № 3. - С. 9-11.
2. Давлятшин И.Д., Гилязов М.Ю., Лукманов А.А. и др. Справочник агрохимика / под. ред. И.Д. Давлятшина. -Казань: ИД МеДДоК, 2013. - 300 с.
3. Давлятшин И.Д. Калий в пахотных почвах лесостепи // Плодородие, 2013, № 2. - С. 27-28.
4. Алиев Ш.А., Гаффарова Л.Г., Давлятшин И.Д. Прогнозирование урожая озимой ржи // Агрохимический вестник, 2000, № 5. - С. 8-10.
5. Давлятшин И.Д., Бакиров Н.Б. Динамика урожайности яровой пшеницы // Научный Татарстан, 1999, № 2. - С. 50-56.
6. Давлятшин И.Д., Миникаев Р.В., Сайфиева Г.С. Связь между элементами питания и урожайностью яровой пшеницы // Вестник РАСХН, № 3, 2012. - С. 8-11.
