CC BY
324
УДК 631.415.1
МОНИТОРИНГ КИСЛОТНОСТИ ПАХОТНЫХ ПОЧВ ЦЕНТРАЛЬНО-ЧЕРНОЗЕМНОГО РАЙОНА
П.А. ЧЕКМАРЕВ, член-корреспондент РАСХН, директор департамента
Министерство сельского хозяйства РФ С.В. ЛУКИН, доктор сельскохозяйственных наук, директор
ФГУцентр агрохимической службы «Белгородский» Ю.И. СИСКЕВИЧ, кандидат географических наук, директор
ФГУ центр агрохимической службы «Липецкий»
Н.П. ЮМАШЕВ, кандидат сельскохозяйственных наук, директор
ФГУ центр агрохимической службы «Тамбовский» В.И. КОРЧАГИН, директор
ФГУ центр агрохимической службы «Воронежский» А.Н. ХИЖНЯКОВ, директор ФГУ станция агрохимической службы «Курская» E-mail: [email protected]
Резюме. На основе анализа данных сплошного агрохимического обследования выявлены закономерности изменения кислотности пахотных почв Центрально-Черноземного района. Представлена картограмма кислотности почв ЦЧР. Рассмотрены вопросы химической мелиорации кислых почв. Ключевые слова: деградация, декальцирование, кислотность, мониторинг, плодородие почв, химическая мелиорация, чернозем.
Важный фактор почвенного плодородия, оказывающий значительное влияние на формирование урожая сельскохозяйственных культур, - кислотность почвы. Ежегодные потери урожая, обусловленные ее неблагоприятным влиянием на растения, в масштабах страны оцениваются в 10.. .12 млн т зерна.
В Российской Федерации кислые почвы занимают 32 % обследованной пашни, в Центральном Федеральном округе - 53,7 %.
Кислотность почвы обусловлена многими факторами, но главным образом климатом, литологическим составом почвообразующих пород, составом поч-венно-поглощающего комплекса, направлением почвообразовательного процесса, степенью эродированности почв и хозяйственной деятельностью человека. Основная причина ее повышения - декальцирование. Это своеобразный «пусковой механизм» деградации почвы. Следствие такого процесса, помимо подкисления почвенного раствора - потери органического вещества, ухудшение качества растениеводческой продукции, агрофизических параметров и микро-биологической активности почвы, снижение (до 40 %) эффективности удобрений.
Основные потери кальция происходят в результате внутрипочвенной миграции и выноса с урожаем. Так, результаты лизиметрических опытов, которые проводили в основном в Нечерноземной зоне России и за рубежом, свидетельствуют об очень значительных (до 300 кг/га СаО и более) потерях кальция с инфильтрационными водами [1].
Существенное влияние на реакцию почвы оказывает внесение физиологически кислых удобрений. Например, в длительном полевом опыте за 6 лет величина рНКС| в пахотном слое оподзоленного чернозема в неудобренном варианте снизилась с 5,2 до 4,8, а на фоне (NPK)120 - до 4,6. Величина гидролитической кислотности повысилась соответственно на 0,2 и 1,3 ммоль/100 г почвы [2]. В опытах, проведенных на типичном черноземе Белгородской обла-
сти, в условиях зернопропашного и зернопаропропашного севооборотов за 15 лет наблюдений выявлено увеличение гидролитической кислотности в вариантах без удобрений на 1,02.. .1,20 ммоль/100 г а при их внесении - на 1,23.. .1,35 ммоль/100 г [3]. В то же время некоторые ученые считают что слабое подкисляющее действие минеральных удобрений на черноземах и темно-серыхлесных почвах, в отличие от дерново-подзолистых и светло-серых лесных почв, -положительный фактор, так как при этом увеличивается подвижность фосфорных соединений [4].
Цель нашей работы - изучить закономерности изменения кислотности пахотных почв ЦЧР в процессе длительного сельскохозяйственного использования.
Условия, материалы и методы. В работе использованы материалы сплошного агрохимического обследования пахотных почв, проводимого агроТаблица. Распределение пахотных почв ЦЧР по
лк Іг Годы —■! -KCl Гоуппировка почв по степени кислотности, рНС Всего кислых почв
и ° 3 ь л 5* ф лы Зю § с 0) 8= gio г© ^ е сре е їк - о*- ф It) а сла § ны кил S & : литр (3»§ю е н к нейтральные >6,0
Белгородская область
III ^76-^83 - 0,1 1,5 21,2 33,2 44,0 22,8
IV 1984-1989 - 0,3 3,8 22,8 26,4 41,8 26,9
V 1990-1994 - 0,5 7,1 28,3 28,3 40,3 35,9
VI 1995-1999 - 0,2 6,1 27,2 23,8 42,7 33,5
VII 2000-2004 - 0,3 8,2 27,g 23,1 40,5 36,4
VIII 2005-200g - 0,3 11,7 30,0 21,0 37,0 42,0
Воронежская область
III 1979-1985 0,1 0,2 3,6 1g,5 25,8 50,8 23,4
IV 1986-1990 0,1 0,5 5,5 21,7 26,0 46,2 27,8
V 1991-1995 0,1 0,5 5,2 22,1 2g,0 43,1 27,9
VI 1996-2000 - 0,3 5,5 21,5 27,g 44,8 27,3
VII 2001-2005 - 0,3 5,4 21,4 28,7 44,3 27,1
VIII 2006-2010 - 0,2 5,5 23,5 29,1 41,7 29,2
Курская область
I 1964-1970 - 0,1 16,6 38,6 30,7 14,0 55,3
II 1971-1975 - 0,1 14,2 44,7 22,0 19,0 59,0
III 1976-1983 - 0,6 16,8 41,1 18,9 22,6 58,5
IV 1984-1989 - 0,3 15,1 40,6 22,1 21,9 56,0
V 1990-1994 - 0,7 22,6 36,2 21,2 19,3 59,5
VI 1995-1999 - 0,5 16,6 41,2 22,6 19,1 58,3
VII 2000-2004 0,03 0,3 20,1 41,1 20,3 18,1 61,5
Липецкая область
I 1964-1969 - 0,7 24,0 4g,0 17,0 g,3 73,7
II 1970-1975 - 0,4 30,0 55,6 8,7 5,3 86,0
III 1976-1981 - 1,0 3g,0 47,0 8,0 5,0 87,0
IV 1982-1986 - 1,0 36,0 48,0 10,0 5,0 85,0
V 1987-1989 - 4,0 45,0 35,0 10,0 6,0 84,0
VI 1990-1993 - 3,0 40,0 37,0 13,0 7,0 80,0
VII 1994-1997 - 3,0 31,0 37,0 19,0 10,0 71,0
VIII 1998-2002 - 1,0 22,0 42,0 23,0 12,0 65,0
IX 2003-2007 - 0,7 19,6 46,0 25,0 8,7 66,3
Тамбовская область
I 1964-1970 - 0,1 2,6 42,g g,0 45,4 45,6
II 1971-1977 - - 3,4 3g,4 11,1 46,1 42,8
III 1978-1984 - - 10,1 49,1 22,7 18,0 59,2
IV 1985-1990 - - 15,5 50,5 22,6 11,5 66,0
V 1991-1995 - - 11,0 51,4 25,g 11,6 62,4
VI 1996-2002 - 0,3 19,0 50,7 23,0 7,0 70,0
VII 2003-2009 - 0,2 26,4 47,7 21,1 4,6 74,3
Рисунок. Картограмма кислотности пахотных почв ЦЧР: - 4,6.. .5,0 - среднекислые;
- 5,1 ...5,5 - слабокислые; пи- 5,6...6,0 - близкие к нейтральным; шш
химической службой в Белгородской, Воронежской, Курской, Липецкой и Тамбовской областях. В пробах почвы определяли рН солевой вытяжки (ГОСТ 2648385) и гидролитическую кислотность (ГОСТ 26212-91).
Общая площадь территории ЦЧР составляет 16,8 млн га, в том числе сельскохозяйственных угодий - 13,0 млн га, из них пашни - 10,7 млн га. Курская, Тамбовская, Липецкая, большая часть Белгородской, северная и центральная части Воронежской областей расположены в лесостепной зоне. Крайний юг и юго-восток Белгородской и Воронежской областей - в степной.
В ЦЧР наибольшие площади занимают черноземы. На их долю приходится около 70,7 % территории, преобладают черноземы выщелоченные, типичные, меньше -обыкновенные. Второе место по площади занято серыми лесными почвами (9,0 %) и почвами овражно-балочного комплекса (8,0 %). На значительной площади сформировались интразональные почвы: лугово-черноземные (4,5 %) и пойменные луговые (4,9 %). На долю остальных почв приходится 2,9 % территории. Почвенный покров пашни представлен в основном черноземами (87 %). Доля фактически эродированной пашни в ЦЧР составляет 20,1 %, в наиболее эродированной Белгородской области - 48 %.
Черноземы оподзоленные и выщелоченные чаще встречаются в северной и северо-западной частях ЦЧР (Липецкой, Тамбовской и Курской областях), черноземы обыкновенные, южные и остаточно-карбонатные
- в центральной и юго-восточной частях региона (Воронежской и Белгородской областях), серые лесные почвы - в северной части региона и в большей мере распространены в Курской и Тамбовской областях [3].
Результаты и обсуждение. Наиболее существенное подкисление отмечено в Тамбовской области, где за период с 1964 по 2009 гг. доля таких почв выросла на 28,7 %. В Белгородской области за годы наблюдений она увеличилась на 19,2 %, в Курской области - на 6,2 %, в Воронежской - на 5,8 % (см. табл.).
Единственный регион Центрального Черноземья, где зафиксировано снижение доли кислых почв, - Липецкая область. Максимальная величина этого показателя (87 %) отмечена в области в 1976-1981 гг., а в 2003-2007 гг. она уменьшилась на 20,7 %. Это стало следствием широкомасштабной программы известкования, реализованной в восьмидесятых годах прошлого века [6]. В 1986-1990 гг. в Липецкой области ежегодно известковали в среднем
144 тыс. га кислых почв (для сравнения в Белгородской области - только 33 тыс. га).
На сегодняшний день среднекислые почвы преобладают на севере Тамбовской области (Моршанский, Бон-дарский, Сосновский районы) и в Поныровском районе Курской области, где почвенный покров в основном представлен серыми лесными почвами (см. рисунок).
Слабокислые почвы доминируют практически на всей территории Липецкой области (за исключением Добринского района, где представлены почвы с реакцией среды близкой к нейтральной), в Борисоглебском, Нижнедевицком, Новоус-
- > 6,0 - нейтральные. манском, Рамонском, Семилук-ском районах Воронежской области, основной части Тамбовской области (Гавриловский, Знаменский, Инжавинский, Кирсановский, Мичуринский, Мучкапский, Никифоровский, Первомайский, Петровский, Пичаевский, Рассказовский, Староюрьевский, Тамбовский, Уметский районы), на западе и севере Белгородской области (Борисовский, Губкинский, Грайворонский, Ивнянский, Краснояружский, Яковлевский районы) и большей части Курской области (Беловский, Б.Солдатский, Дмитриевский, Железногорский, Золо-тухинский, Конышевский, Курский, Курчатовский, Льговский, Обоянский, Октябрьский, Пристенский, Рыльский, Советский, Фатежский, Хомутовский, Черемисиновский районы). Почвенный покров этих территорий в основном представлен черноземами выщелоченными. С большой долей вероятности можно прогнозировать, что без химической мелиорации тренд к подкислению почв в лесостепной зоне ЦЧР сохранится и далее.
Почвы с близкой к нейтральной реакцией среды наиболее распространены в центральной части ЦЧР, в основном в Воронежской и Белгородской областях, где в почвенном покрове преобладают черноземы типичные, а также на юге Тамбовской области (Жердеевский, Мордовский, Ржаксинский, Сампурский, Токаревский, Уваровский районы) и части Курской области (Глушков-ский, Горшеченский, Касторенский, Кореневский, Манту-ровский, Медвенский, Суджанский, Щигровский районы).
Пахотные почвы с нейтральной реакцией среды расположены главным образом в степной зоне ЦЧР и Солнцевском районе Курской области (в этом районе чаще всего встречаются черноземы типичные остаточно-карбонатные, сформированне на элювии мела и мергеля).
Для степной зоны ЦЧР! где почва в основном представлена черноземами обыкновенными, типичными остаточнокарбонатными, а на юге Воронежской области - южными, подкисление почвенного раствора не характерно. Многие исследователи отмечают, что в этих условиях происходит перемещение карбонатов с восходящими токами влаги в пахотный слой и подщелачивание реакции среды. Например, в степной зоне Белгородской области за 1976-2009 гг. отмечено устойчивое увеличение средневзвешенной величины рНКС| на 0,1...0,3, а в некоторых районах зафиксировано снижение гидролитической кислотности почв на
0,5...0,6 ммоль/100 г. Кроме того, почвы степной зоны в наибольшей степени страдают от развития водной эрозии, а в условиях ЦЧР с увеличением степени смытости кислотность
пахотных почв уменьшается. Например, в Белгородской области величина рНКС| несмытого типичного чернозема составляет 6,3, слабосмытого - 6,4, среднесмытого - 6,7, сильносмытого - 6,8 [3]. Подщелачивание почв негативно влияет на доступность фосфора для растений. В разрезе районов Белгородской области отмечена слабая отрицательная корреляция (г=-0,31) между этими величинами.
Научно-исследовательскими институтами ЦЧР установлено, что 1 т извести изменяет рНКС|в пахотном слое тяжелосуглинистых почв на 0,1 единицу, легких- на 0,2 единицы [6]. В качестве известковыхудобрений рекомендуется использовать дефекат, молотый мел, молотый мергель. В Белгородской области установлена их эффективность в эквивалентных по СаСО3 дозах (примерно одинаковая) [7]. Наиболее дешевый и распространенный мелиорант в ЦЧР - дефекат сахарных заводов. Наилучшие результаты обеспечивает его применение совместно с навозом и минеральными удобрениями, что повышает плодородие почвы
и урожайность культур севооборота, как в год внесения, так и в последействии [8]. При известковании необходимо учитывать возможное снижение подвижности микроэлементов (цинка, меди, кобальта) и в случае необходимости использовать микроудобрения. В год внесения известковые удобрения могут повышать урожайность зерновых культур в ЦЧР на 5.6 ц/га [9]. Альтернативы этому приему, как высокоэффективному ресурсосберегающему и природоохранному мероприятию, нет.
Выводы. Таким образом, увеличение кислотности пахотных почв в пределах ЦЧР прослеживается в направлении с юга на север. Эта закономерность в основном связана с географией размещения преобладающих почв. В определенной мере территориальное расположение и уровень кислотности почв зависят от эффективности реализации региональных программ химической мелиорации, осуществлявшихся в середине восьмидесятых годов прошлого века.
Литература.
1. Панников В.Д., Минеев В.Г. Почва, климат, удобрение и урожай. - М.: «Колос», 1977. - 416 с.
2. Носко Б.С., Кучир Н.А., Раздайбеда В.Г. Моделирование агрохимиче-ских свойств почв//Бюллетень ВИУА. - 1988. - № 9. - С. 3-14.
3. Соловиченко В.Д. Плодородие и рациональное использование почв Белгородской области. - Белгород: Отчий дом, 2005. - 292 с.
4. Адерихин П.Г. Фосфор в почвах и земледелии Центрально-черноземной полосы. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 1970. - 248 с.
5. Сискевич Ю.И. Агрохимический мониторинг при кадастровой оценке пахотных земель в зонах интенсивного земледелия: автореф. дис.... канд. географических наук. - Воронеж, 2007. - 20 с.
6. Нормативы расхода известковых материалов для сдвига реакции почвенной среды до оптимального уровня рН на различных типах почв. - М., 1986. - 70 с.
7. Акулов П.Г. Воспроизводство плодородия и продуктивность черноземов. - М.: Колос, 1992. - 223 с.
8. Юмашев Н.П., Логошина Т.П. Известкование кислых почв в Тамбовской области//Плодородие. - 2005. - №2 - С. 30.
9. Шатилов И.С., Силин А.Д., Полев Н.А. Состояние и перспективы повышения плодородия почв в Центрально-Черноземном
MONITORING OF THE ACIDITY OF ARABLE SOILS IN CENTRAL BLACK EARTH REGION P.A. Chekmarev, S.V. Lukin, Yu.I. Siskevich, N.P. Yumashev, V.I. Korchagin, A.N. Khizhnyakov
Summary. Based on the data analysis of continuous agrochemical survey arable soil acidity change regularities are revealed in Central Black Earth Region. The cartogram of soil acidity in CBER is presented. The questions of chemical reclamation of acidic soils are examined. Key words: degradation, decalcification, acidity, monitoring, soil fertility, chemical reclamation, chernozem.
УДК 631.459
ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА РАЗМЕР КОНТУРОВ УГОДИЙ В ПРЕДЕЛАХ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОГО РЕГИОНА ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Д.А.ИВАНОВ, доктор сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией
ВНИИ сельскохозяйственного использования мелиорируемых земель Россельхозакадемии
Н.Е.РУБЦОВА, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии E-mail: [email protected]
Резюме. Исследования проводили с целью формирования каркаса агроландшафтов в пределах север-востока Европейской части Российской Федерации (Пермский край, Костромская, Кировская и Нижегородская области, а также республики Удмуртия, Чувашия, Мордовия, Марий Эл и Коми) с использованием информационных технологий. Полученное на основе анализа результатов уравнение регресии описывает более двух третей вариабельности размеров контуров сельскохозяйственных угодий. Из тридцати одного фактора, использованных в качестве регрессоров, достоверное влия-
ние на величину этого показателя имеют лишь шесть. Из них три относятся к блоку организации угодий (доля несельскохозяйственных угодий, доля леса, доля луга) и три к агроклиматическому блоку (континентальность климата, ГТК, запасы продуктивной влаги). Доля несельскохозяйственных угодий в агроландшафте определяет около 40 % вариабельности размера контуров, континентальность климата - 8,9, доля луга - 6,9, доля леса - 5,7, ГТК - 4,4, запасы продуктивной влаги - 2,3 %. Создана карта-схема ареалов оптимальных значений факторов, влияющих на размеры контуров угодий в пределах Северо-Восточного региона европейской части Российской Федерации. Увеличение размеров контуров без особых экологических последствий возможно на территории Костромской области, где наблюдаются оптимальные запасы продуктивной влаги в почве, а также в центральных и западных районах Нижегородской области, характеризующихся оптимальными значениями многих факторов. В случае реализации мероприятий по увеличению запасов продуктивной влаги можно существенно увеличить размер контуров угодий в пределах широкой полосы, протягивающейся от западных
— Достижения науки и техники АПК, №07-2011
