Оценка последействия удобрений в пахотных почвах республики Адыгея

АГРОХИМИЯ

УДК 631.4:631.8

ОЦЕНКА ПОСЛЕДЕЙСТВИЯ УДОБРЕНИЙ В ПАХОТНЫХ ПОЧВАХ РЕСПУБЛИКИ АДЫГЕЯ

Т.А. Зубкова, Ф.Ю. Схашок, Ю.Н. Ашинов

Приведен анализ многолетней динамики урожайности зерновых и масличных культур, а также количества ежегодно вносимых в почву удобрений в районах Республики Адыгея. Показано, что варианты с разнонаправленной динамикой урожайности зерновых культур и удобрений встречаются довольно часто и зависят от почвенного покрова каждого района, что свидетельствует об эффекте их последействия. Для зерновых культур при дозах удобрений 30—40 кг/га отмечается 5—6-летний период последействия, при дозах 10 кг/га и меньше — период последействия 1—2 года. Для масличных культур эффект последействия менее выражен.

Ключевые слова: последействие удобрений, динамика урожайности зерновых и масличных культур, черноземы выщелоченные.

Введение

Последействие в разных почвах, климатических зонах, севооборотах и культурах проявляется по-разному, что связано с типом, системой и дозами удобрений. Имеются сведения о растворимости удобрений, миграции в почвенном профиле и за его пределы, остаточному действию в севооборотах Нечерноземной зоны [3]. Несмотря на обширные исследования по поведению удобрений в почве [5—7, 9, 12, 13], последействию уделялось мало внимания, хотя и отмечалось, что уменьшение доз не всегда приводило к снижению урожайности [4, 8]. Анализ системного многолетнего внесения удобрений на территории России или отдельных регионов с целью выявления их остаточного действия не проводился, нет представления об этом явлении и на уровне почвенного покрова. Как проявляется этот эффект на фоне высоких и низких доз удобрений — неизвестно. В 90-е «перестроечные» годы в России в результате исторических перемен применение удобрений сократилось: 50—80 кг/га вносилось в 70—80-е годы, менее 10 кг/га — в конце 90-х [5, 9, 10]. Причем в северных областях вносили больше удобрений, хотя урожай был невысокий по сравнению с южными регионами (рис. 1). НаУкра-ине также наблюдался резкий спад по применению удобрений: со 150 кг/га (1990 г.) до 13—16 кг/га (1996) [2]. Появилась возможность оценить эффективность действия удобрений на урожайность культур и влияние минимальных и максимальных их доз на остаточные действия. Учет последействия удобрений позволяет уменьшать их внесение и снижать отрицательное воздействие на природные экосистемы.

Цель представленной работы — оценить связь компонентов в системе удобрения—урожайность для пахотных почв Адыгеи и выявить период последейст-

Рис. 1. Применение минеральных удобрений и уролжайность зерновых культур в некоторых регионах России в разные годы: 1 — Московская обл., 2 — Орловская обл., 3 — Краснодарский край, 4 — Ростоявская обл., 5 — Нижегородская обл.

вия в условиях внесения высоких и низких доз минеральных удобрений.

Объекты исследования

Среди почв республики 85—90% представлены черноземами выщелоченными малогумусными сверхмощными, слитыми черноземами и лугово-чернозем-ными почвами тяжелосуглинистого и среднеглини-стого гранулометрического состава [1, 11]. Среднее содержание гумуса в пахотном горизонте 3,4—3,6%, рН 6—7. Несмотря на высокую влагоемкость, черноземы (особенно слитые) имеют небольшие запасы продуктивной влаги и высокий коэффициент завя-дания. Они охватывают большую часть посевных площадей Гиагинского, Красногвардейского, Теучежско-го, Тахтамукайского и Шовгеновского районов.

В качестве источников информации по удобрениям и урожайности сельскохозяйственных культур по районам Адыгеи послужили данные Государственного комитета Российской Федерации по статистике за период с 1971 по 2010 г.

Результаты и их обсуждение

Зерновые и масличные культуры — наиболее возделываемые на черноземах выщелоченных. Анализ многолетней динамики урожайности и внесения удобрений за период с 1971 по 2010 г. позволяет оценить связи в системе удобрения—урожайность.

Все данные были разделены на две группы: совет-скийпериод (1971—1997) и постсоветский (1997—2010), поскольку они резко различаются по количеству внесенных минеральных удобрений. В советский период дозы доходили до 300 кг/га, но чаще вносили 100—200 кг/га. В постсоветское время количество удобрений резко снизилось и не превысило 60 кг/га, а в среднем гораздо меньше — около 30 кг/га. Выделяется четыре периода в хозяйственной деятельности каждого района по использованию удобрений: I (1971—1985) — постепенное наращивание доз удобрений со 100 до 150 кг д.в/га пашни; исключение — Кошехабльский р-н, в котором в 1978 г. доза удобрений упаладо 10 кгд.в /га. II (1985—1990) — максимальное внесение удобрений: более 200 кг д.в/га пашни; в 1987—1988 внесли во всех районах максимальное количество удобрений — 270 кг д.в/га. III (1991—1995) — резкое снижение вносимых доз удобрений с 200 до 50 кг/га пашни. IV (1995—2010) —дозы вносимых удобрений ниже 50 кг/га.

Выделены три варианта совместной динамики урожайности культур и доз удобрений: вариант 1 — количество удобрений увеличивается или уменьшается при неизменности урожайности или наоборот — урожайность может возрастать или снижаться при постоянной дозе удобрений; вариант 2 — однонаправленная динамика, когда урожайность и количество внесенных удобрений меняются в одном направлении:

урожайность зерновых возрастает с увеличением удобрений или снижается, если уменьшается их доза; вариант 3 — разнонаправленная динамика, когда с увеличением дозы удобрения урожайность снижается и наоборот.

Результаты показали, что чаще встречается однонаправленная динамика, что соответствует повышению урожайности с увеличением дозы удобрений, причем в каждом районе такие варианты составляли в среднем 30—50% от общего их числа (таблица). Более высокое варьирование наблюдается для вариантов разнонаправленной динамики урожайности и удобрений — в среднем 10—70%. Их минимум (13%) — в Кошехабльском р-не, максимум — в Гиагинском, Тахтамукайском, Теучежском и Шовгеновском. Встречаемость варианта 1, в котором один из параметров (урожайность или доза удобрений) остается без изменения при изменяющемся другом параметре, — около 26%.

По масличным культурам в среднем по Адыгее отмечается равное соотношение встречаемости всех вариантов — 31—37%, хотя в каждом районе картина разная. Если в Тахтамукайском р-не разнонаправленная динамика урожайности и удобрений 54%, а однонаправленная лишь 13%, то в Гиагинском, напротив, 47% приходится на отзывчивость масличных культур в год внесения удобрений.

Встречаемость вариантов 15-летней динамики (1995—2010) урожайности зерновых и масличных культур и дозы внесенных удобрений, %

Район Зерновые Масличные

1 2 3 1 2 3

Гиагинский 20 33 47 47 33 20

Кошехабльский 53 34 13 27 27 46

Красногвардейский 40 40 20 20 20 60

Майкопский 26 47 27 20 33 47

Тахтамукайский 7 27 66 13 33 54

Теучежский 13 47 40 40 33 27

Шовгеновский 27 33 40 33 27 40

Г. Майкоп 20 47 33 54 40 6

Средняя по Республике Адыгея 26 38 36 32 31 37

Примечание. 1,2, 3 — варианты совместной динамики.

Таким образом, внесение удобрений не всегда приводит к увеличению урожайности зерновых и масличных культур. Слишком часто (в среднем 36% от общего числа вариантов) присутствует разнонаправленный вариант динамики: рост урожайности при снижении дозы удобрений и наоборот. Высокий процент такого варианта говорит о последействии удобрений. Так, после максимальной дозы, например 34 кг/га в Шов-геновском р-не (1998), в последующие 5 лет коли-

чество внесенных удобрений снижалось в три раза, а урожайность зерновых, напротив, поднималась с 25 до 35 ц/га (рис. 2). Аналогично и для района г. Майкопа: начиная с 1997—1998 гг. за 5 лет внесение удобрений упало с 32 до 8 кг/га, а урожайность зерновых за тот же период возросла на 7 ц/га. В Гиагинском р-не в 1996 г. было внесено максимальное количество удобрений — 42 кг/га; за 6 лет доза уменьшилась до 17 кг/га, а урожай зерновых повысился на 10 ц/га. В Коше-хабльском р-не за 6 лет (2002—2008) (рис. 2) наблюдалось увеличение урожайности зерновых в два-три раза на фоне снижения общего количества внесенных удобрений.

Однако при низких дозах удобрений (около 10 кг/га) чаще встречается вариант 2, т.е. однонаправленная динамика удобрений и урожая, например в Шовгенов-

ском (2004—2010) и Красногвардейском (2003—2010) районах. Следует отметить, что при сравнительно низких дозах МРК (< 50 кг д.в/га пашни) в некоторых областях России (рис. 1) также наблюдался вариант 2 — однонаправленная динамика удобрений и урожайности зерновых (Л2 = 0,76), чего не происходило при высоких дозах МРК.

Период роста урожайности на фоне снижения внесения удобрений принимается за период их остаточного действия. Оказалось, что он зависит от общего количества ежегодно вносимых удобрений. Для зерновых при сравнительно высоких дозах (30—40 кг/га) наблюдается 5—6-летний период последействия, при низких (< 10 кг/га) — меньше одно-го-двух лет. Для масличных культур эффект последействия незначителен.

Рис. 2. Динамика урожайности зерновых, масличных культур и доз вносимых удобрений в разных районах Республики Адыгея

Заключение

Многолетнее внесение удобрений в пахотные почвы приводит к их обогащению питательными веществами. Часто растения не реагируют на удобрения, особенно в тяжелосуглинистых черноземных почвах. Анализ динамики урожайности сельскохозяйственных культур и доз внесенных удобрений в Адыгее за период с 1971 по 2010 г. позволил выделить три варианта совместной динамики: однонаправленную, разнонаправленную и с изменяющимся одним фактором при неизменном другом. Варианты с однонаправленной динамикой составляют 30—50% от общего числа вариантов в зависимости от почв района.

Отмечается существенное варьирование вариантов с разнонаправленной динамикой. Кажущаяся независимость урожая от удобрений связана с их остаточным действием на фоне климатических факторов. В условиях высоких доз внесения удобрений (30—40 кг/га и более) отмечен 5—6-летний период последействия. Однако высокое варьирование отзывчивости урожайности зерновых культур на удобрения связано с насыщенностью почв питательными элементами. При низких дозах внесения удобрений (<10 кг/га) почти всегда гарантировано повышение урожайности зерновых, хотя период их остаточного действия не более одного-двух лет.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ашинов Ю.Н., Зубкова Т.А., Имгрунт И.И., Карпа-чевский Л.О. Почва и социум. Майкоп, 2006.

2. Балюк С.А., Носоненко А.А., Булгаков Д.С. Почвенные ресурсы Украины и система обеспечения их охраны и повышения плодородия // Мат-лы VI съезда Об-ва почвоведов им. В.В. Докучаева. 13—18 августа 2012 г. Кн. 1. Петрозаводск, 2012.

3. Егоров В.С. Агроэкологическая оценка действия и последействия разных систем удобрения в агроценозах на дерново-подзолистых почвах: Автореф. дис. ... докт. биол.наук. М., 2007.

4. Карпачевский Л.О. Успехи почвоведов Чехословакии // Почвоведение. 1987. № 3.

5. Кирюшин В.И. Экологические основы земледелия. М., 1996.

6. Минеев В.Г. Агрохимия и биосфера. М., 1984.

7. Минеев В.Г. Агрохимия. М., 2004.

8. Молдаков О.Р. Система применения удобрений в органическом и адаптивном сельском хозяйстве // Проб-

лемы устойчивого развития сельской местности: Мат-лы Круглого стола 15 мая 2001 г. М., 2001.

9. Муравин Э.А., Титова В.И. Агрохимия. М., 2009.

10. Петриков А.В., Галас М.Л. Сельское хозяйство России в XX веке // Россия в окружающем мире: 2001. М., 2001.

11. Схашок Ф.Ю. Экологическое состояние пахотных почв Адыгеи по активности радионуклидов и ^г, содержанию тяжелых металлов и последействию удобрений: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. Владимир, 2013.

12. Шеуджен А.Х., Куркаев В.Т., Котляров Н.С. Агрохимия: Учеб. пос. Майкоп, 2006.

13. Шеуджен А.Х., Онищенко Л.М., Жиленко С.В., Ху-рум Х.Д. Эффективность применения удобрений в Краснодарском крае // Докл. на региональном совещании ученых-агрохимиков «Географическая сеть опытов с удобрениями» (г. Ставрополь. 14—15 сентября 2006 г.).

Поступила в редакцию 19.02.2014

ESTIMATION OF FERTILIZERS AFTEREFFECT

IN ARABLE SOILS OF REPUBLIC ADYGEA

T.A. Zubkova, F.Yu. Skhashok, Yu.N. Ashinov

The analysis of long-term dynamics of productivity of grain and olive cultures, and also quantities of fertilizers brought annually in Republic Adygea areas is resulted. It is shown that variants with difference in direction of grain crops productivity dynamics and fertilizers meet often enough and depending on a soil cover of each area that testifies as fertilizers aftereffect. At doses 30—40 kg/hectares for grain crops 5—6 years of aftereffect is marked. At doses 10 kg/hectares and are less the period of aftereffect is 1—2 years. For olive cultures the aftereffect is less expressed.

Key words: fertilizers aftereffect, dynamics of productivity of grain and olive cultures, leached chernozem.

Сведения об авторах

Зубкова Татьяна Александровна, докт. биол. наук, вед. науч. сотр. каф. физики и мелиорации почв ф-та почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова. Тел.: 8(495) 939-44-47; e-mail: dusy.taz@mail.ru. Схашок Фатима Юсуфовна, вед. агрохимик аналит. отдела почв ФГБУ ЦАС «Адыгейский», г. Майкоп. Ашинов Юнус Нухович, докт. биол. наук, ректор Ин-та экономики и управления в медицине и социальной сфере, г. Краснодар. E-mail: inst_economy@mail.ru.