Сохранение плодородия почв Пензенской области как основа продовольственной безопасности России

ИССЛЕДОВАНИЕ

Куликова Е.Г.1, Великанова Г.С.2

1 Пензенская государственная сельскохозяйственная академия

2 Государственный центр агрохимической службы «Пензенский»

Сохранение плодородия почв Пензенской области как основа продовольственной безопасности России

АННОТАЦИЯ:

Проведен анализ изменения качественных показателей плодородия почв Пензенской области. На основании многолетних данных мониторинга было установлено, что содержание гумуса сократилось на 0,1% и составляет 5,7%, это является результатом недостаточной работы хозяйств по использованию органических удобрений, а также сокращения площадей под посевами многолетних трав. Кислотность почвенного раствора рН^) увеличилась и составляет 4,9, основной причиной чего является неудовлетворительная работа по известкованию (3-5 тыс. га в год) и обработке почвы тяжелыми агрегатами. В 2013 году сложился отрицательный баланс питательных веществ: их дефицит по азоту составил - 57,99; по фосфору - 21,86; по калию - 86,68 кг д.в. на га пашни. Внедрение биологической системы земледелия и новых технологий сохранит и повысит почвенное плодородие, что является одной из важнейших задач в обеспечении продовольственной безопасности государства.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: почвенное плодородие; содержание гумуса; внесение удобрений; баланс питательных веществ; структура посевных площадей; урожайность культур; биологическая система земледелия

JEL: 019, 024, Я11

ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ:

Куликова, Е.Г., Великанова, Г.С. (2015). Сохранение плодородия почв Пензенской области как основа продовольственной безопасности России. Продовольственная политика и безопасность, 2(2), 77-86. doi: 10.18334^^.2.2.566

Куликова Евгения Геннадьевна, канд. биол. наук, доцент кафедры «Биология, экология и химия им. А.Ф. Блинохватова» Пензенской государственной сельскохозяйственной академии

Великанова Галина Сергеевна, нач. отдела, Государственный центр агрохимической службы «Пензенский»

ПОСТУПИЛО В РЕДАКЦИЮ: 11.04.2015 / ОПУБЛИКОВАНО: 30.06.2015 ОТКРЫТЫЙ ДОСТУП: http://dx.doi.Org/10.18334/ppib.2.2.566 (с) Куликова Е.Г., Великанова Г.С. / Публикация: ООО Издательство "Креативная экономика"

Статья распространяется по лицензии Creative Commons CC BY-NC-ND (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/) ЯЗЫК ПУБЛИКАЦИИ: русский

Metadata in English is available.

For detailed information, please, visit http://dx.doi.org/10.18334/ppib.2.2.566

Российские черноземы с прошлого века являлись образцом плодородия почвы и выставлены экспонатами в музее национального агрономического института в Париже, музее естественной истории в Амстердаме, музее почвоведения под Лейпцигом и других музеях. В. В. Докучаев писал о них, что «чернозем... для России дороже всякой нефти, всякого каменного угля, дороже золотых и железных руд; в нем -вековечное неистощимое русское богатство!». На черноземах Центрального Черноземья производится 17% отечественного зерна, 52% сахарной свеклы, 17-18% подсолнечника (Добровольский, 2010).

Большое беспокойство почвоведов, агрохимиков и аграриев сегодня вызывают процессы эрозии на черноземных почвах и быстрая потеря ими гумуса, снижающие плодородие (Кравченко, 2015; Медведев, Демакина, Сайфуллина, Воронцова, 2010; Онищенко, Слюсарев, Швец, 2013; Павлов, Новиков, 2013; Приземин, 2012; Турусов, 2013; Федоров, Воронцов, 2009; Andreeva, Leiber, Glaser, et al., 2011; Kalinina, Krause, Goryachkin, et al., 2011; Khokhlova, Arlashina, Kovalevskaya, 1997; Khokhlova, Kovalevskaya, Oleynik, 2001; Khokhlova, Sedov, Golyeva, Khokhlov, 2001; Medvedev, Cybulko, 1995). По материалам экспедиций В. В. Докучаева, в 1894 году черноземы Воронежской области в верхнем слое содержали 9-12% гумуса. По расчетам академика И. С. Шатилова, площадь почв с 11-13% гумуса в 1883 году составляла в этом регионе почти 3,6 млн га. В настоящее время таких почв практически не осталось. В конце XIX века площадь пашни с содержанием 7-10% гумуса составила более 7,8 млн гектаров. В наши дни их сохранилось менее трех миллионов - в 2,5 раза меньше.

Черноземы, которые дают до 80% продовольственных ресурсов страны, ежегодно отторгаются под строительство, трубопроводы, поля фильтрации и отстойники, карьеры и прочее. Вследствие нерационального использования земли наметилась реальная угроза потери плодородия, так как снижаются запасы гумуса, органического азота, повышается кислотность почвы, слабеет деятельность микроорганизмов, разрушается структура почв.

В Пензенской области наблюдается та же тенденция, и сохранение почвенного плодородия является одной из приоритетных задач в обеспечении продовольственной безопасности региона и России в целом.

Средневзвешенное содержание гумуса по области на сегодня составляет 5,7%. По этому показателю почвы распределяются

следующим образом: 375,6 тыс. га (16,6%) имеют низкое, 795 тыс. га (35%) - среднее, 1006,7 тыс. га (44,5%) - повышенное и 91,5 тыс. га (4%) высокое содержание гумуса.

По сравнению с 1989 годом содержание гумуса снизилось на 0,1%, что является результатом недостаточной работы хозяйств по использованию органических удобрений, а также сокращения площадей под посевами многолетних трав и, в частности, под бобовыми культурами (см. табл. 1).

Таблица 1

Динамика посевных площадей под сельскохозяйственными культурами

Наименование Посевные площади, тыс. га

сельскохозяйственных культур ю оо о ю о о ю о о Л— сч Л— оо Л—

Л— Л— Л— сч сч сч сч сч

1.Зерновые культуры 1432 1359 1150 823 735 639,9 596,8 622,1

2.Сахарная свекла 57,2 57,3 40,1 46,4 35,4 52,2 58,2 46,8

3.Подсолнечник 22,3 35,0 44,7 89,9 56,9 117,9 145,8 203,9

4.Картофель 73,7 65,7 66,4 64,2 47,1 39,1 40,5 40,2

5.Кормовые корнеплоды 20,7 12,4 1,7 1,2 2,8 1,7 1,7 1,7

6.Кукуруза на силос 273,4 222,0 147,0 57,1 14,1 25,0 18,5 17,7

7.Однолетние травы 141,0 173,0 170,4 88,4 84,5 59,3 74,0 50,0

8.Многолетние травы 301,2 321,7 324,0 348,8 289 185 167,0 165,9

Посевная площадь, всего 2300,2 2229,6 1945,3 1487,0 1268 1169,1 1160,6 1228,5

Отношение посевных площадей к уровню 1985 г., % 100 97 85 65 55 51 51 53

Площадь пашни за 30-летний период сократилась на 12,3%, появились необрабатываемые площади - залежи, площадь которых в 2001 году составила 7,4% от всех сельхозугодий, к 2013 году она снизилась до 5,3%.

Следует отметить, что после 1995 года произошло снижение посевных площадей, самый низкий уровень которых сложился в 2012 году. По отношению к 1985 году он составил 1160,6 тыс. га (51%). Значительные изменения произошли за этот период и в структуре посевных площадей. На общем фоне снижения площадей посевов основных сельскохозяйственных культур значительно увеличилась доля подсолнечника с 1% до 16,6% от посевной. Данная культура по выносу питательных веществ из почвы является одной из лидирующих. Все это

отразилось на качественном состоянии сельхозугодий и в первую очередь на их плодородии1.

Согласно научно обоснованным основам системы земледелия в структуре посевных площадей не менее 25-30% должны занимать посевы многолетних трав. Фактическая их площадь по хозяйствам области составляет 17-19%, что связано с сокращением поголовья крупного рогатого скота.

Применение минеральных и органических удобрений, а также других средств химизации является гарантией получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. Удобрения в севообороте являются важной составной частью системы земледелия, воздействующей на почву, изменяющей ее химический состав и агрофизические свойства.

Потребление питательных веществ растениями, вымывание или связывание подвижных питательных веществ в физиологически неактивные формы приводят к снижению потенциала уровня плодородия почвы. Благодаря внесению питательных веществ с удобрениями, внедрению биологического земледелия, этот уровень можно поднять до определенной высоты.

Для обеспечения бездефицитного баланса питательных веществ в земледелии области на 1 га пашни необходимо ежегодно вносить не менее 4-5 тонн органических и 100-120 кг д.в. минеральных удобрений.

В 1980-90-е годы объемы применения удобрений приближались к научно обоснованной потребности: в среднем на 1 га пашни хозяйства области вносили до 3 т органических и около 70 кг д.в. минеральных удобрений (см. табл. 2).

1 Пояснительная записка к годовому отчету ФГБУ ГЦАС «Пензенский» (2013). Пенза.

Таблица 2

Внесение минеральных и органических удобрений под урожай сельскохозяйственных культур по годам

Единицы измерения Внесено по годам

№ Виды работ 1980 1990 1995 2000 2005 2010 2012 2013

Внесение тыс. т д. в.

1 минеральных 116,3 157,6 80,7 41 9,3 30,5 21,8 30,7

удобрений

Внесение

2 органических удобрений тыс. т 6708,2 6250 1239 445,0 256,8 255,5 239,4 340,0

Внесение

3 минеральных удобрений на 1 га посева кг/га 50 73 5 3 9 37,4 27,6 38

Внесение

4 органических удобрений на 1 га посева т/га 2,9 2,9 0,7 0,3 0,3 0,3 0,3 0,4

Удельный вес

площадей, % от

5 удобренных минеральными удобрениями посевной площади 52 72 9 8 12 38,9 34,8 50

Удельный вес

площадей, % от

6 удобренных органическими удобрениями посевной площади 7 6 2 1 1 6,2 9,7 7,9

В 1995-2005 гг. в области наблюдался наименьший уровень внесения минеральных удобрений - 5-9 кг/га. С 2010 года началось увеличение объемов их использования, и в настоящее время оно достигло 38 кг/га. Под урожай 2013 года было внесено 30,7 тыс. тонн д.в. минеральных удобрений, из них под зерновые культуры - 13,9, кукурузу на зерно - 1,6, технические культуры - 13,5, в том числе под сахарную свеклу - 7,4, подсолнечник - 4,0, картофель - 0,2, кормовые культуры -1,4 тыс. тонн д.в. Удельный вес удобренной площади всех сельскохозяйственных культур составил 50,0% к общей площади посевов по области.

Наибольшее количество минеральных удобрений в 2013 году внесли хозяйства Бековского, Белинского, Башмаковского, Земетчинского, Иссинского, Каменского и Пензенского районов -19,8 тыс. тонн д.в., что составляет 64,9% от общего объема внесения по области. На 1 га посевов в хозяйствах данных районов под зерновые культуры внесли от 21,0 до 59,7 кг д.в., под сахарную свеклу - от 70,7 до 259,7 кг д.в. В то же время минеральные удобрения в Неверкинском, Сосновоборском, Городищенском, Никольском районах не применялись совсем.

По-прежнему тяжелой остается обстановка с применением органических удобрений. В 2000 году объемы их внесения в области снизились до 0,3 т/га, и в настоящее время находятся примерно на том же уровне. Под урожай 2013 года сельскохозпредприятиями области было внесено 0,4 т/га, т.е. 340,1 тыс. тонн органических удобрений. Наибольшее количество органики было использовано в Бековском, Тамалинском, Пачелмском, Иссинском, Бессоновском, Пензенском и Кузнецком районах, в то время как такие районы, как Колышлейский, Сердобский, Вадинский, Нижнеломовский, Спасский, Лопатинский, Шемышейский, Городищенский, в текущем году органические удобрения не вносили.

Это связано не только с высокой себестоимостью их применения в хозяйствах области, но и с распадом крупных хозяйств, сокращением поголовья животных во всех формах сельскохозяйственных предприятий.

Поэтому альтернативой применения удобрений в области может являться переход на биологизированную систему земледелия. Основными особенностями и целью этой системы является расширение посевов многолетних трав (до 30% в севообороте), использование соломы и пожнивных остатков в качестве органического удобрения, увеличение посевов высокоурожайных сидеральных культур, применение бактериальных препаратов и ростовых веществ.

Основным преимуществом биологизированной системы земледелия является то, что в почве будет восполнен недостаток органического вещества, элементов питания. Кроме того, биологический азот в 9 раз дешевле минерального и доступнее для растений.

Следует учитывать, что биологизация не в состоянии в полной мере обеспечить бездефицитный баланс в почве фосфора и калия. Их недостаток необходимо восполнять путем внесения фосфорных

и калийных удобрений, что ограничено в условиях биологизированной системы земледелия.

В земледелии Пензенской области в 2013 году сложился отрицательный баланс питательных веществ, их дефицит по азоту составил 57,99; по фосфору - 21,86; по калию - 86,68 кг д.в. на 1 га пашни (см. табл. 3).

Таблица 3

Баланс питательных веществ сельхозугодий Пензенской области _в 2013 году_

№ Статьи баланса Единица измерения Всего N Р 2 О 5 К 2 О

Внесено всего тыс. т 35,87 22,11 7,51 6,25

кг/га 25,16 15,51 5,27 4,38

в т.ч. накоплено многолетними тыс. т 1,03 1,03 - -

1 травами кг/га 0,73 0,73 - -

с минеральными удобрениями тыс. т 30,59 19,38 6,66 4,55

кг/га 21,46 13,59 4,67 3,19

с органическими удобрениями тыс. т 4,25 1,70 0,85 1,70

кг/га 2,98 1,19 0,60 1,19

Вынесено всего тыс. т 273,29 104,79 38,67 129,83

кг/га 191,68 73,50 27,12 91,06

2 в т.ч. с урожаем тыс. т 220,09 80,27 30,69 109,13

кг/га 154,37 56,30 21,53 76,55

с сорняками тыс. т 53,20 24,52 7,98 20,70

кг/га 37,31 17,20 5,60 14,52

3 Баланс тыс. т -237,42 -82,67 -31,16 -123,58

кг/га -166,52 -57,99 -21,86 -86,68

Суммарный приход к расходу питательных веществ в 2011 году составил по азоту - 21,10%, по фосфору - 19,42%, по калию - 4,81%.

По площади кислых почв Пензенская область занимает первое место в России, что связано с преобладанием в почвенном фонде области чернозема выщелоченного, занимающего около 41%, отличающегося уникальным свойством - слабокислой реакцией верхней части профиля. Средневзвешенный показатель кислотности почвенного раствора рНкс1 составляет 4,9; в 1969 году - 5,2. Площадь средне- и сильнокислых почв в области составляет 1095,4 тыс. га (48,3%), слабокислые почвы занимают 878,1 тыс. га (38,7%). В целом кислые почвы составляют 87% сельхозугодий области, близко к нейтральным и нейтральные почвы составляют 295,2 тыс. га (13%). В основном кислые почвы представлены

серыми лесными типами почв. Основной причиной увеличения кислых почв (1052,2 тыс. га в 2011 г. против 811,5 тыс. га в 1969 г.) являются неудовлетворительная работа по известкованию (3-5 тыс. га в год) и обработка почвы тяжелыми агрегатами, которая привела к разрушению структурной агрегатности почв и отчуждению кальция.

Урожайность основных сельскохозяйственных культур по годам значительно варьирует. Вместе с тем следует отметить, что в 2013 году урожайность и валовые сборы группы зерновых и некоторых других культур значительно повысились, чем за период 1986-2012 гг. (см. табл. 4).

Таблица 4

Урожайность и валовые сборы основных сельскохозяйственных культур

по годам

Наименование сельскохозяйственных культур Урожайность,

1986-1990 1997-2000 2001-2005 2006-2010 2011 2012 2013

1. Зерновые культуры 14,3/2014 10,8/891 15,1/1077 13,9/1022 16,1/875 13,9/750 24,0/1291

2. Сахарная свекла 159/922 83/387 152/537 198/841 349/2054 355/2023 401/1853

3. Подсолнечник 7,8/22,4 5,1/45,7 5,2/29,1 6,8/49,9 15,6/214 13,4/190 15,4/256

4. Картофель 89/504 90/468 97/494 67,9/257 142/555 123/486 141/543

5. Корнеплоды 185/317 186/22 228/41 231/37 366/59,2 261/43,9 284/48,0

6. Кукуруза на силос 203/4910 84/479 95/288 126/250 215/636 154/280 181/271

7. Однолетние травы на сено 19,1/116 16,5/35 17,4/47 18,4/35 23,3/55,5 15,2/43,6 23,9/47,2

8. Многолетние травы на сено 24,9/355 12,9/194 10,5/174 14,6/129 18,6/166 17,0/141 17,5/154

Сохранить и повысить почвенное плодородие в области стараются с применением технологии прямого посева, или No-Till, которая улучшает питание почв, физико-химические свойства, стимулирует почвенную биологическую активность, увеличивает содержание органических веществ и способствует формированию гумусовых частиц. В некоторых хозяйствах эту технологию применяют уже не первый год или используют лишь отдельные элементы нулевой технологии.

Таким образом, внедрение биологической системы земледелия и новых технологий сохранит и повысит почвенное плодородие Пензенской области, что является одной из важнейших задач в обеспечении продовольственной безопасности нашего государства.

ИСТОЧНИКИ:

Добровольский, Г.В. (2010). К истории эталона русского чернозема на всемирной выставке 1900 года. Почвоведение, 9, 1135-1136.

Кравченко, Ю.С. (2015). Российские чернозем: генезис, распределение и управления. Научные труды SWorld, 23(1), 23-26.

Медведев, И.Ф., Демакина, И.И., Сайфуллина, Л.Б., Воронцова, О.А. (2010). Качественный состав растительных семейств на залежах черноземной степи Поволжья. Кормопроизводство, 6, 16-18.

Онищенко, Л.М., Слюсарев, В.Н., Швец, Т.В. (2013). Чернозем выщелоченный Западного Предкавказья: некоторые вопросы происхождения и современное состояние. Труды Кубанского государственного аграрного университета, 42, 74-80.

Павлов, К.В., Новиков, М.М. (2013). Влияние локального внесения калийных удобрений в чернозем на урожайность ячменя. Агрохимия, 4, 48-54.

Приземин, А.А. (2012). Влияние различных древесных насаждений на чернозем выщелоченный в условиях лесостепи Орловской области. Ученые записки Орловского государственного университета. Серия: Естественные, технические и медицинские науки, 3, 142-147.

Турусов, В.И. (2013). Сохранить русский чернозем. Земледелие, 7, 43.

Федоров, В.А., Воронцов, В.А. (2009). Чернозем - наше богатство. Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки, 14(1), 148-149.

Andreeva, D., Leiber, K., Glaser, B., et al. (2011). Genesis and properties of black soils in

Buryatia, southeastern Siberia, Russia. Quaternary International, 243(2), 313-326. doi: 10.1016/j.quaint.2010.12.017

Kalinina, O., Krause, S., Goryachkin, S., et al. (2011). Self-restoration of post-agrogenic

chernozems of Russia: Soil development, carbon stocks, and dynamics of carbon pools. Geoderma, 162(1-2), 196-206. doi: 10.1016/j.geoderma.2011.02.005

Khokhlova, O., Arlashina, E., Kovalevskaya, I. (1997). The effect of irrigation on the carbonate status of Chernozems of Central Precaucasus (Russia). Soil Technology, 11(2), 171-184. doi: 10.1016/S0933-3630(96)00134-1

Khokhlova, O., Kovalevskaya, I., Oleynik, S. (2001). Records of climatic changes in the carbonate profiles of Russian Chernozems. CATENA, 43(3), 203-215. doi: 10.1016/S0341-8162(00)00164-8

Khokhlova, O., Sedov, S., Golyeva, A., Khokhlov, A. (2001). Evolution of Chernozems in the

Northern Caucasus, Russia during the second half of the Holocene: carbonate status of paleosols as a tool for paleoenvironmental reconstruction. Geoderma, 104(1-2), 115133. doi: 10.1016/S0016-7061(01)00062-3

Medvedev, V., Cybulko, W. (1995). Soil criteria for assessing the maximum permissible ground pressure of agricultural vehicles on Chernozem soils. Soil and Tillage Research, 36(3-4), 153-164. doi: 10.1016/0167-1987(95)00501-3

Evgenia G. Kulikova, Candidate of Science, Biology; Associate Professor of the Chair of Biology, Ecology and Chemistry named in honor of A.F. Blinokhvatov, Penza State Agricultural Academy Galina S. Velikanova, Department Supervisor, State Center for Agrochemical Service "Penzensky"

Fertility Preservation of Soils in Penza Region as the Basis for Russian Food Security

ABSTRACT:

The changes in the qualitative indicators of soil fertility in Penza region are analyzed. Based on the perennial monitoring data, it is defined that the humus contents has decreased by 0.1% and is 5.7% that is the result of poor households' work on using organic fertilizers and of the reduction of the land under perennial plants. The actual soil acidity pH(kcl) has increased and is 4.9 mainly due to the unsatisfactory limiting work (3-5 thousand ha per year) and the treatment of soil by heavy aggregates. In 2013 the negative balance of nourishing substances was formed: their nitrogen deficit was 57.99; phosphorus deficit was 21.86; potassium deficit was 86.68 kg per 1 ha of plowland. Implementation of the biological farming system and new technologies will preserve and increase the soil fertility that is one of the most important tasks for ensuring of the state's food security.

KEYWORDS: soil fertility; humus contents; fertilizing; nutrient balance; cultivated area structure; yield of culture; biological farming system