Баланс микроэлементов в земледелии Красноярского края

УДК 631.48(571.51) Е.И. Волошин

БАЛАНС МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ЗЕМЛЕДЕЛИИ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ

Пахотные почвы Красноярского края характеризуются отрицательным балансом микроэлементов. Для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур на почвах с дефицитом микроэлементов необходимо комплексное применение микро- и макроудобрений.

Введение. Для разработки рациональных систем удобрения необходимо изучение региональных закономерностей круговорота и баланса питательных веществ в земледелии. Проведение балансовых расчетов позволяет оценить состояние плодородия почв и установить в них изменения в процессе ведения сельскохозяйственного производства. Балансовый метод является агрономическим контролем за экологической обстановкой в регионе, показателем воспроизводства плодородия почв и критерием повышения продуктивности сельскохозяйственных культур. Систематическое проведение балансовых расчетов позволяет спрогнозировать уровни обеспеченности почв макро- и микроэлементами на перспективу и разработать мероприятия по повышению их плодородия.

Цель данной работы заключается в определении хозяйственного баланса микроэлементов в агроценозах Красноярского края при разной насыщенности их средствами химизации.

Объекты и методы исследований. Расчет баланса микроэлементов проводили в соответствии с «Методическими указаниями» [2]. Источниками поступления микроэлементов в почву являются минеральные, органические удобрения и химические мелиоранты. Содержание микроэлементов в средствах химизации определяли по данным ЦИНАО [3, 4]. Отчуждение микроэлементов из почвы учитывали по показателям выноса с урожаями основной и побочной продукции сельскохозяйственных культур [5, 6]. При расчете баланса микроэлементов использовали усредненные данные территориального органа федеральной службы государственной статистики по Красноярскому краю по динамике применения удобрений, мелиорантов и урожайности культур за 1981-2005 годы.

Результаты и их обсуждение. Внесенные в почву удобрения и мелиоранты характеризуются неодинаковым содержанием микроэлементов (табл. 1). Из всех видов удобрений и мелиорантов наибольшее среднее количество марганца и меди отмечается в сложных, комплексных туках и белитовой муке. Повышенным содержанием никеля и цинка характеризуются азотные удобрения, свинца - фосфорные, кадмия - сложные и комплексные.

Таблица 1

Среднее содержание микроэлементов в средствах химизации, применяемых в Красноярском крае, мг/кг

Удобрения Элемент

Мп Си № РЬ Zn Cd

Фосфорные - 9,7 9,5 13,3 11,1 1,3

Калийные 101 15,1 12,8 7,6 21,2 1,6

Азотные 76 22,3 25,3 0,3 40,2 0,3

Сложные и комплексные 194 38,6 13,9 6,6 54,7 2,8

Среднее по ассортименту 90 21,4 15,3 6,9 31,8 1,5

Белитовая мука 400 0,01 1,0 3,0 0,01 -

Навоз (влажность 75%) 180 2,4 8,8 2,9 12,1 1,1

Наибольшее количество удобрений в агропромышленном комплексе края использовалось в 19861990 годах (табл. 2). В этот период на 1 га пашни в среднем вносилось 44,6 кг/га минеральных и 2,3 т органических удобрений. В 2001-2005 годах уровень применения минеральных удобрений уменьшился в 5,9 раза и органических в 5,7 раза, произошло снижение поступления микроэлементов в почву.

Таблица 2

Уровень применения минеральных и органических удобрений в Красноярском крае

Годы Удобрения

минеральные органические, т/га

кг/га физ. массы кг/га д.в.

1981-1985 84,60 27,30 1,80

1986-1990 138,30 44,60 2,30

Среднее за 1981-1990 111,45 35,95 2,05

1991-1995 77,20 24,90 1,15

1996-2000 20,50 6,60 0,43

Среднее за 1991-2000 48,85 15,75 0,79

2001-2005 23,26 7,50 0,40

Урожайность сельскохозяйственных культур в годы наблюдений была неодинаковой и зависела от погодных условий, технологии выращивания, уровня применения удобрений, мелиорантов и пестицидов (табл. 3).

Таблица 3

Средняя урожайность сельскохозяйственных культур в Красноярском крае, ц/га

Культура Годы

1981- 1985 1986- 1990 среднее за 1981-1990 1991- 1995 1996- 2000 среднее за 1991-2000 2001- 2005

Зерновые и зернобобовые: зерно 15,0 17,7 16,3 17,7 14,6 16,1 18,0

солома 18,0 21,2 19,6 21,2 17,5 19,3 21,6

Картофель 87,0 131,4 109,2 99,3 101,5 100,4 128,5

Овощи 201,0 196,0 198,5 194,7 204,8 199,7 233,6

Кормовые корнеплоды 147,4 142,8 145,1 100,2 85,4 92,8 115,5

Кукуруза на силос 165,0 186,6 175,8 178,4 128,1 153,2 176,0

Кормовые травы: зеленая масса 77,4 82,7 80,0 71,3 73,1 72,2 90,0

сено 17,7 18,9 18,3 16,3 16,2 16,2 15,1

Хозяйственный вынос микроэлементов с основной и побочной продукцией сельскохозяйственных культур определяли традиционным способом, т.е. на основе структуры посевных площадей, величины урожая, содержания микроэлементов в растениях (табл. 4).

Из всех растений более высоким содержанием свинца, меди, кадмия, никеля, марганца характеризуются зерно и солома колосовых культур, кукуруза на силос и кормовые травы.

Величина выноса микроэлементов урожаем разных культур была неодинаковой. Среди растений наиболее высокий вынос микроэлементов отмечался у кукурузы на силос и зеленой массы однолетних и многолетних трав. Зерновые и зернобобовые культуры, картофель, овощи и корнеплоды отличались пониженным выносом микроэлементов в сравнении с зелеными кормами. Урожаем различных сельскохозяйственных культур больше всего из почвы выносится марганца, цинка, меди, никеля и свинца. При уменьшении урожайности культур наблюдается снижение среднего выноса микроэлементов.

Таблица 4

Среднее содержание микроэлементов в сельскохозяйственных культурах

Культура Содержание, мг/кг воздушно сухого вещества

РЬ Zn Си Cd № Мп

Зерновые и зернобобовые: зерно 0,30 27,10 3,18 0,06 0,71 17,1

солома 0,12 10,62 2,12 0,02 0,52 13,2

Картофель 0,15 1,86 0,96 0,01 0,26 7,4

Овощи 0,17 1,46 0,78 0,02 0,13 5,6

Кормовые корнеплоды 0,13 1,90 0,85 0,01 0,19 9,2

Кукуруза на силос 0,78 8,11 1,52 0,09 0,92 21,0

Кормовые травы: зеленая масса 0,68 9,45 1,10 0,03 0,87 20,4

сено 0,95 18,50 2,60 0,07 1,31 29,3

Среднегодовой баланс микроэлементов в земледелии Красноярского края за 1981-2005 годы был отрицательный (табл. 5). Наиболее высокие отрицательные показатели в балансе наблюдались по марганцу, цинку, меди и наименьшие по кадмию. В 2001-2005 годах из-за резкого уменьшения применения удобрений поступление микроэлементов в почву сократилось и дефицит баланса МЭ в агроценозах увеличился. Вносимые дозы минеральных и органических удобрений не компенсировали отчуждение микроэлементов с урожаями сельскохозяйственных культур. Питание растений микроэлементами в основном происходило за счет мобилизации ресурсов потенциального плодородия почв. Отрицательные параметры баланса микроэлементов в земледелии обуславливают относительно низкое поступление микроэлементов в растения [5]. Высокая гуму-сированность зональных почв (средневзвешенное содержание 6,5%) и близкая к нейтральной реакция среды (средневзвешенное 5,9) способствуют уменьшению подвижности и доступности микроэлементов растениям.

Таблица 5

Среднегодовой баланс микроэлементов в пахотных почвах Красноярского края, г/га

Микроэлемент Поступление микроэлементов Вынос микроэлементов с урожаем Баланс микро- элементов

Минеральные удобрения Органические удобрения Известкование Суммарный приход

1980-1990 гг.

РЬ 0,77 5,81 0,16 6,74 28,55 -21,81

Zn 3,54 24,26 0,0005 27,80 397,36 -369,56

Си 2,38 4,81 0,0005 7,19 88,60 -81,41

Cd 0,17 2,20 - 2,37 2,74 -0,37

№ 1,70 17,64 0,005 19,34 36,06 -16,72

Мп 10,03 360,90 21,20 392,13 969,55 -577,42

1991-2000 гг.

РЬ 0,34 2,29 * 2,63 25,25 -22,62

Zn 1,55 9,56 - 11,11 355,53 -344,42

Си 1,04 1,90 - 2,94 79,85 -76,91

Cd 0,07 0,87 - 0,94 2,43 -1,49

№ 0,75 6,95 - 7,70 31,79 -24,09

Мп 4,40 142,90 - 146,60 845,18 -698,58

2001-2005 гг.

РЬ 0,16 1,16 * 1,32 29,47 -28,15

Zn 0,74 4,84 - 5,58 407,38 -401,80

Си 0,50 0,96 - 1,46 91,24 -89,78

Cd 0,03 0,44 - 0,47 2,80 -2,33

№ 0,36 3,52 - 3,88 36,97 -33,09

Мп 2,09 72,00 - 74,09 988,97 -914,88

Примечание: * известкование не проводилось.

Заключение. Показатели баланса свидетельствуют о том, что со средствами химизации в почвы поступает незначительное количество микроэлементов. Дефицит подвижной формы некоторых микроэлементов в почвах, их отрицательный баланс в земледелии края приводит к уменьшению поступления МЭ в растения и ухудшению качества растениеводческой продукции [6]. Для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур, улучшения микроэлементного состава и качественных параметров растениеводческой продукции на почвах с низким и средним содержанием подвижной формы микроэлементов необходимо сбалансированное применение микро- и макроудобрений.

Литература

1. Минеев, В.Г. Биологическое земледелие и минеральные удобрения / В.Г. Минеев, Б. Дебрецени, Т. Мазур. - М.: Колос, 1993. - 415 с.

2. Аристархов, А.Н. Оптимизация питания растений и применения удобрений в агроэкосистемах / А.Н. Аристархов. - М.: Изд-во МГУ, 2000. - 524 с.

3. Ефремов, Е.И. Контроль за содержанием тяжелых металлов в удобрениях и химических мелиорантах почвы / Е.И. Ефремов, В.В. Носиков // Влияние химизации земледелия на содержание ТМ в почвах с.-х. угодий и продукции растениеводства. - М., 1988. - С. 91-100.

4. Тяжелые металлы в системе почва - растение - удобрение / под ред. М.М. Овчаренко. - М., 1997. - 290 с.

5. Химический состав и питательность кормов Красноярского края: учеб. пособие / А.Д. Волков [и др.]; Краснояр. гос. аграр. ун-т. - Красноярск, 2005. - 119 с.

6. Волошин, Е.И. Микроэлементы в агроценозах Красноярского края / Е.И. Волошин; Краснояр. гос. аграр. ун-т. - Красноярск, 2006. - 288 с.

---------♦'----------

УДК 631.4 Л.Н. Пуртова, Н.М. Костенков

ЭНЕРГОЗАПАСЫ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ ПОЧВ РАВНИН ЮГА ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА РОССИИ

Рассмотрены гидротермические, энергетические и окислительно-восстановительные условия формирования почв равнинных территорий региона. Проведена оценка энергозапасов почв природных и антропогенных ландшафтов, связанных с содержанием органического углерода. По величине энергопотерь и термодинамическим показателям гуминовых кислот установлены группы почв, не устойчивые к антропогенным воздействиям.

Введение. Энергетические условия почвообразования и энергетические параметры органоминеральной основы почв служат важными интегральными характеристиками, позволяющими наиболее полно установить специфику внешних экологических условий их формирования. Поэтому исследование вопросов энергетики почвообразования является одним из важных направлений в почвоведении, связанных с решением фундаментальной проблемы сохранения энергозапасов почв при антропогенных воздействиях. Особенно остро эти вопросы касаются почв Дальневосточного региона, которые относятся к зоне рискованного земледелия. В агропочвах, в результате эрозионных процессов и дегумификации, уменьшается содержание органического углерода и, соответственно, их энергозапасов. В конечном счете, из-за безвозвратных энергетических потерь ухудшаются агрохимические, гидрофизические свойства, снижается плодородие почв.

В отечественной и зарубежной литературе накоплен обширный материал по вопросам энергетики почвообразования. Наиболее четко в решении данной проблемы просматриваются следующие направления. Первое связано с общими вопросами энергетики почвообразования [6, 10, 13, 15,25, 32, 33, 35, 36]. Второе - посвящено исследованию энергетики органической части разнообразных почв, термодинамических параметров их компонентов (гуминовых кислот) [1, 2, 5,11, 18, 32, 34], которое тесно сопряжено с исследованием микробиологической активности почв [3,19]. Третье - связано с изучением энергетики и термодина-