Динамика плодородия почв на тестовом полигоне Лужского района ленинградской области

УДК 331.58(470.23) DOI 10.24411/2078-1318-2019-12052

Соискатель А.Д. КИРСАНОВ

ДИНАМИКА ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ НА ТЕСТОВОМ ПОЛИГОНЕ ЛУЖСКОГО РАЙОНА ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

В настоящий период в условиях Ленинградской области сформирована региональная сеть, состоящая из 12 тестовых полигонов (ТП). Она охватывает основные агроклиматические, почвенные и агроландшафтные зоны области и предназначена для проведения комплексного агроэкологического мониторинга почв земель сельскохозяйственного назначения [1].

Цель исследования - мониторинг плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения на тестовых полигонах для создания системы постоянных наблюдений за состоянием сельскохозяйственных угодий, плодородием почв, качеством и количеством производимой сельскохозяйственной продукции.

Материалы, методы и объекты исследования. Тестовый полигон расположен в лесной зоне Северо-Западной Европейской провинции Лужско-Псковсого округа, в Лужском районе Ленинградской области, на землях ЗАО Племенной завод "Рапти". Участок полигона размещается в пределах полевого севооборота. Площадь полигона 25,8 га. Территория полигона расположена на равнинной местности. Координаты полигона: 58°41'-58°42' северной широты и 29°54'-29°55' восточной долготы.

Оцифрованные карты полигона получены с использованием различных технических и информационных ресурсов.

На территории полигона располагаются типичные для зоны дерново-слабоподзолистые легкосуглинистые почвы.

Во время полевого обследования установлено, что земли тестового полигона используются по назначению. При обследовании участка видимых признаков деградации земель, эрозии почв, источников загрязнения не обнаружено.

Мониторинговые исследования на тестовых полигонах проводились в соответствии с принятой методикой [2,3] и ранее представленными описаниями [3-5]. Анализ почвенных образцов осуществлялся в аккредитованной испытательной лаборатории АФИ согласно рекомендованным методикам [2]. Проведенные ранее исследования на этом тестовом полигоне представлены в предыдущей работе [5]. Ниже представлена динамика изменения основных параметров почвенного плодородия за последние 5 лет (с 2014 г. по 2018 г.). Однако, прежде чем приступить к анализу и оценке результатов исследований, следует акцентировать внимание на весьма важных аспектах агротехнологий, реализуемых в отрасли растениеводства характеризуемого хозяйства на протяжении последних 10-15 лет. В хозяйстве успешно освоены современные интенсивные технологии по выращиванию зерновых на зерно и зерносенаж (пшеница, ячмень, овес); по выращиванию кукурузы (зеленая масса на силос); картофеля. Все культуры выращиваются в системе севооборотов с применением научно обоснованной органо-минеральной системы удобрений. В хозяйстве систематически вносятся в почву органические удобрения на основе навоза крупного рогатого скота и куриного помета, проводится известкование почв, вносятся расчетные дозы минеральных удобрений под планируемую урожайность выращиваемых сельскохозяйственных культур. Осуществление комплекса перечисленных мероприятий обеспечивает получение устойчивой урожайности по всем культурам: зерна на уровне 5-6 тонн, картофеля - 30-35 тонн, зеленой массы кукурузы - 55-60 тонн с 1 гектара. Вся

получаемая растениеводческая продукция соответствовала действующим нормативам качества и безопасности.

Результаты исследования. Агрохимическое и агроэкологическое обследование тестового полигона позволило произвести оценку и дать прогноз изменений состояния почв.

За 5 лет мониторинговых исследований (с 2014-го по 2018 гг.) отмечено постепенное возрастание содержания органического вещества в почве полигона (рис.1). Варьирование показателей по элементарным участкам полигона значительно - от 4,37% (участок №2) до 5,5% (участок №1). Устойчивое возрастание содержания органического вещества в почвах полигона связано с внесением органических удобрений и накоплением пожнивных остатков при выращивании однолетних и многолетних трав. При сохранении тенденции применения органических удобрений прогноз изменения содержания органического вещества в почве можно описать полиноминальной функцией, при R2=0,99. Необходимо учитывать, что условия накопления органического вещества в почве зависят от многих факторов и, вероятно, со временем будет наблюдаться «плато» накопления органического вещества в почве.

Органическое в-во,% у = -0,0357x2 + 0,4643x + 3,48

R2 = 0,99

6 т-----

3 -

2 -

1 -

0 -I---------------

2014 2015 2016 2017 2018

Рис.1. Динамика изменения органического вещества в пахотном горизонте почв

Кислотность (рН), ед.рН у = 0,5101Ln(x) + 5,2316

Я2 = 0,53

5 -

4,84,6-1--------------

2014 2015 2016 2017 2018

Рис. 2. Динамика изменения рН в пахотном горизонте почв

Показатели рН на тестовом полигоне за последние 2 года находятся на уровне градации «нейтральные» (>6,0 ед.рН), поэтому почвы полигона в настоящее время не требуют известкования (рис.2). Поддерживающее известкование проводилось в 2016-2017 гг., когда уровень кислотности повысился до рН 5,3. По элементарным участкам полигона варьирование показателей рН в пределах 6,0-6,3 ед. рН. Прогноз изменения рН в почве можно описать логарифмической функцией, при R2=0,53.

Вместе с тем установлено, что гидролитическая кислотность в пахотном слое почв в 2018 г. находится на уровне 2,6 ммоль на 100 г почвы, что выше показателей предыдущего года (1,9 ммоль на 100 г почвы). То есть в почвах полигона все же наблюдается подкисление. Варьирование показателей по элементарным участкам полигона более значимо - от 2,16 ммоль на 100 г почвы (участок №3) до 3,19 (участок №2). Прогноз изменения гидролитической кислотности в почве можно описать функцией, при R2=0,76.

12

3 10

СО Т

з б

со

£ 4

о

Динамика содержания кальция в почве полигона имеет выраженный характер повышения после известкования до 8,8 ммоль на 100 г почвы в 2018 г. (рис.3). Варьирование показателей по элементарным участкам полигона в пределах 7,50 (участок №4) 9,88 (участок №2). Прогноз изменения содержания кальция в почве можно описать полиноминальной функцией, при R2=0,92.

В то же время содержание магния в почве более вариабельно и его изменение более выражено по годам наблюдений. Так, содержание обменных форм магния изменялось следующим образом: в 2014 году - 3,8; в 2015 году - 1,1; в 2016 году - 3,2, в 2017 году всего 0,3; а в 2018 году составило 1,4 ммоль на 100 г почв. Таким образом, наблюдались значительные перепады по содержанию магния, что указывает на существенные изменения состава почвенно-поглощающего комплекса по годам наблюдений. Варьирование показателей по элементарным участкам полигона на уровне 1,1-2,38 ммоль на 100 г почвы.

С 2016 года по 2017-2018 гг. отмечено увеличение содержания нитратов в почве - до 23,1 мг/кг в 2018 г. против 10,7 мг/кг за 2017 г. (рис.4). Возрастание содержания нитратного азота в почве может быть связано с интенсификацией процессов нитрификации. Последнее связано с активацией микробиологических процессов в почве, что наблюдается при нейтрализации кислотности и при повышении (оптимизации) температуры воздуха и почвы в отсутствии промывного режима, например, сезона 2018 г. Варьирование показателей по элементарным участкам полигона наблюдается в пределах 20-29,4 мг/кг. Прогноз изменения содержания нитратов в почве можно описать полиноминальной функцией, при R2=0,97.

Аналогично изменению содержания нитратов в почве по годам наблюдений изменяется и содержание аммонийного азота. После проведенного известкования содержание в почве полигона аммонийного азота также имеет тенденцию к возрастанию - до 12,1-11,6 мг/кг в 2018-2017 гг. против 4,9-7,3 мг/кг в 2015-2016 гг. Варьирование показателей

Са++, ммоль в 100 г почвы

1Д071х2- 6,9729хН 15,

2014 2015 2016 2017 2018

Рис. 3. Динамика содержания кальция в пахотном горизонте почв

содержания аммонийного агота по элементарным участкам полигона находится в пределах 9,91-15,7 мг/кг. Прогноз изменения содержания аммонийного азота в почве можно описать полиноминальной функцией, при R2=0,68.

N-N03 мг/кг

К2 0,9718

\

\ N \ 23,1

\ А У

X У

10,5 шт- 1С/7

/10 35 30 25

Ъ 20 15 10 5 О

2014 2Э15 2016 2017 2018

Рис.4. Динамика содержания нитратов в пахотном горизонте почв

В целом уровень содержания минеральных форм азота в почве полигона зависит как от количества вносимых удобрений, так от гидро-термических условий вегетационных сезонов, определяющих интенсификацию процессов трансформации органического вещества, процессов нитрификации и аммонификации.

Содержание подвижного фосфора в почвах полигона очень высокое и имеет тренд возрастания с 615-700 мг/кг в 2015-2016 гг. до 1024-979 мг/кг в 2017-2018 гг. (рис.5). Однако по отдельным элементарным участкам полигона заметно варьирование показателей - от 778 мг/кг (участок №3) до 1114 мг/кг (участок №1). Зафосфаченность почв полигона может иметь негативные последствия, связанные с возможностью миграции этого элемента в поверхностные и грунтовые воды, что вызывает эвтрофикацию водоемов.

Прогноз изменения содержания фосфора в почве можно описать полиноминальной функцией, при R2=0,96.

Содержание Р205, мг/кг

у = -49,667х3 + 477,93х2 - 1272,4х + 1610 Я2 = 0,96

1200

1000 -

800 -

600 -

400 -

200 -

2014 2015 2016 2017

Рис.5. Динамика содержания фосфора в пахотном горизонте почв

2018

Содержание обменного калия в почвах полигона в 2018 году находилось на очень высоком уровне (304 мг/кг), что определялось использованием удобрений и интенсификацией минерализации в благоприятных агроклиматических условиях сезона в 2018 году. Варьирование показателей К2О по элементарным участкам полигона составило в пределах от 283 мг/кг (участок №2) до 325 мг/кг (участок №3). Прогноз изменения содержания калия в почве можно описать вышеприведенной функцией, при R2=1.

Выводы. Приведенные результаты исследований плодородия почв на тестовом полигоне позволяют заключить, что в хозяйстве благодаря систематическому применению органических и минеральных удобрений, освоенным севооборотам сформирован очень высокий уровень плодородия почв по всем основным агрохимическим параметрам для пахотного горизонта. Достигнутый уровень плодородия почв позволил широко внедрить интенсивные технологии выращивания весьма требовательных к почвенному плодородию видов и сортов сельскохозяйственных культур.

Изученные агрохимические показатели плодородия почв в последние годы имеют в основном устойчивый положительный тренд.

Однако следует отметить, что даже на высоком уровне основных показателей плодородия существует пространственная неоднородность по значениям отдельных показателей (содержанию фосфора и калия, минеральных форм азота). Это может быть следствием двух факторов: сохраняющегося микрорельефа на поверхности полей, а также возможными «огрехами» при внесении удобрений.

Проведение работ по агроэкологическому мониторингу позволяет обеспечить получение объективной и систематизированной информации о состоянии плодородия и экологии почв земель сельскохозяйственного назначения. Это, в свою очередь, позволит более точно оценивать эффективность использования бюджетных средств на поддержание плодородия, а также планировать виды и объемы агрохимических и других мероприятий с наименьшими затратами труда и бюджетных средств.

На основании проведенных работ даны следующие рекомендации:

- учитывая пестроту почвенного плодородия на разных элементарных участках полигона, использовать дифференцированное внесение удобрений и других средств химизации в системе точного земледелия;

- сохранить и в дальнейшем рациональное применение всех используемых агроприемов, направленных на регулирование основных режимов в почвах, непосредственно определяющих их плодородие, обеспечивающих получение качественной с.-х. продукции, функциональную устойчивость агроэкосистем, сохранение агроландшафтов и дальнейшее повышение эффективности использования земель сельскохозяйственных угодий;

- в целях внедрения экологически безопасных технологических приемов в земледелии оптимизировать использование всех средств химизации в хозяйстве и систему обработки почвы;

- оптимизировать функциональную устойчивость агроэкосистем и сохранение агроландшафтов, рационализировав дозы применения органических удобрений и фосфора. Зафосфаченность почв полигона (местами более 1000 мг на кг почвы) может служить угрозой для накопления фосфатов в водах и загрязнения водоемов.

Литература

1. Комаров А.А., Суханов П.А. О мониторинге плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения в условиях Ленинградской области //Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. -2010. -№21. - С.11-17.

2. Методические указания по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения. - М., 2003. -240 с.

3. Державин Л.М., Фрид А.С. Научно-методические принципы комплексного мониторинга плодородия земель сельскохозяйственного назначения //Агрохимия. - 2012. - №2. - С.3-11.

4. Чекмарев П.А., Лукин С.В. Мониторинг плодородия пахотных почв ЦентральноЧерноземной области России //Агрохимия. - 2013. - №4. - С.11-22.

5. Суханов П.А., Комаров А.А., Ковтюх С.Н. Агроэкологический мониторинг плодородия почв на тестовом полигоне ЗАО ПЗ «Рапти» Лужского района Ленинградской области //Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - 2012. -№27. - С.90-95.

Literatura

1. Komarov A.A., Suhanov P.A. O monitoringe plodorodiya pochv zemel' sel'skohozyajstvennogo naznacheniya v usloviyah Leningradskoj oblasti //Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. -2010. -№21. - S.11-17.

2. Metodicheskie ukazaniya po provedeniyu kompleksnogo monitoringa plodorodiya pochv zemel' sel'skohozyajstvennogo naznacheniya. - M., 2003. -240 s.

3. Derzhavin L.M., Frid A.S. Nauchno-metodicheskie principy kompleksnogo monitoringa plodorodiya zemel' sel'skohozyajstvennogo naznacheniya //Agrohimiya. - 2012. - №2. - S.3-11.

4. CHekmarev P.A., Lukin S.V. Monitoring plodorodiya pahotnyh pochv Central'no-Chernozemnoj oblasti Rossii //Agrohimiya. - 2013. - №4. - S.11-22.

5. Suhanov P.A., Komarov A.A., Kovtyuh S.N. Agroekologicheskij monitoring plodorodiya pochv na testovom poligone ZAO PZ «Rapti» Luzhskogo rajona Leningradskoj oblasti //Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2012. - №27. - S.90-95.

УДК 633.8 DOI 10.24411/2078-1318-2019-12057

Канд. техн. наук П.Е. БАЛАНОВ

РОССИЙСКОЕ ДИКОРАСТУЩЕЕ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ СЫРЬЕ КАК ИСТОЧНИК ПОЛУЧЕНИЯ РЕСВЕРАТРОЛА

Производство продуктов питания - это очень динамично развивающаяся индустрия. Современная концепция питания предполагает значимое потребление продуктов, которые не только обеспечивают потребителя питательными веществами, но и приносят пользу для здоровья.

Концепция лечебного, специализированного и профилактического питания не нова. Многие традиционные для населения продукты питания обладают дополнительными полезными свойствами. Например, кисломолочные продукты часто содержат живые микробиологические культуры, некоторые виды хлеба содержат повышенное количество пищевых волокон и т.д.

При этом следует отметить, что текущее состояние науки о питании, пищевой промышленности и агропромышленного комплекса, позволяет говорить о том, что обогащение повседневной еды различными функциональными ингредиентами целесообразно и вполне реализуемо.