Состояние почвенного плодородия, динамика применения минеральных и органических удобрений, баланс элементов питания и гумуса в северной зоне Омской области

УДК 631.452

состояние почвенного плодородия, динамика применения минеральных и органических удобрений, баланс элементов питания и гумуса в северной зоне омской области

Е.А. ФЁДОРОВА, зам. директора

Е.П. АВГУЛЬ, начальник отдела

О.В. ИЛЮШКИНА, зав. лабораторией

Станция агрохимической службы «Тарская», ул. Заречная, 25, Тара, Омская обл., 646532, Российская Федерация

Резюме. Исследования проводили с целью изучения влияния применения мелиорантов, минеральных и органических удобрений на состояние плодородия почвы. Зона обслуживания ФГБУ САС «Тарская» отличается значительным разнообразием типов почв (от подзолистых до черноземов). В северной зоне Омской области 421,9 тыс. га пашни имеет кислую реакцию почвенного раствора, а 59,2 тыс. га земель требуют первоочередного известкования (рН<4,5). Средневзвешенная величина показателя степени кислотности пахотныхземель составляет5,4 (слабокислая реакция). В работе представлены данные об эффективности использования фосфоритной муки и известкования кислых в зоне обслуживания станции. Самые высокие объемы применения органических и минеральныхудобрений в северной зоне Омской области были достигнуты в 1986-90 гг. - 3,8 т/га и 49,7 кгд.в./га, соответственно. В эти же годы отмечены наибольшие средневзвешенные величины содержания подвижного фосфора и обменного калия в почве (93,6 и 105,2 мг/кгсоответственно), а также положительный баланс элементов питания (+15,2 кг/га). Начиная с 1991 г., в связи с резким сокращением использования средств интенсификации производства на территории зоны складывается отрицательный баланс гумуса (в последние 5лет от -0,39 до -0,60 т/га) и питательных веществ (в 2010-2015 гг. - минус 74,8 кг/га). В результате средневзвешенные показатели содержания подвижного фосфора и обменного калия начали уменьшаться и к 2015 г. достигли 81,2 и 99,9 мг/кг, соответственно. Ключевые слова: агрохимические показатели, динамика, баланс, удобрения, дефицит, плодородие. Для цитирования: Фёдорова Е.А., Авгуль Е.П., Илюшкина О.В. Состояние почвенного плодородия, динамика применения минеральных и органических удобрений, баланс элементов питания и гумуса в северной зоне Омской области // Достижения науки и техники АПК. 2016. Т.30. №7. С. 38-40.

Проведение почвенных, агрохимических, фитоса-нитарных и эколого-токсикологических обследований и мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения - одно из основных направлений агрохимического обслуживания.

Цель наших исследований - анализ состояния почвенного плодородия, динамики применения минеральных и органических удобрений, баланса элементов питания и гумуса на территории обслуживания станции агрохимической службы «Тарская» за период с 1965 по 2015 гг.

Условия, материалы и методы. Площадь зоны обслуживания ФГБУ САС «Тарская», в которую входят 11 му-

ниципальных районов севера Омской области, составляет 105 тыс. км2. По почвенно-климатическому районированию на этой территории выделяются таёжная, подтаёжная и северная лесостепная зоны. Сумма среднесуточных температур за период активной вегетации составляет 1650-1850 °С, за год выпадает 350-430 мм осадков, безморозный период продолжается 90-110 дн. Большая часть почвенного покрова представлена землями с низким уровнем естественного плодородия, среди основных типов почв пахотных земель можно выделить серые лесные - 34%, подзолистые - 22%, луговые - 16%, лугово-чернозёмные - 7%, чернозёмы - 7%, солонцы - 7%, аллювиальные - 6% и прочие - 1%.

результаты и обсуждение. Содержание и запасы органического вещества в почвах традиционно служат основным критерием ее плодородия, а в последние годы все больше рассматриваются с точки зрения устойчивости почв как компонента биосферы [1, 2]. Результаты агрохимического обследования по обеспеченности почв органическим веществом свидетельствуют о том, что 77,3 тыс. га пахотных земель характеризуются очень низким, а 168,0 тыс. га - низким содержанием гумуса, практически все такие почвы расположены в таёжной и подтаёжной зонах. Высокая и очень высокая обеспеченность гумуса (>8,0%) отмечены на площади 69,9 тыс. га (табл. 1). Средневзвешенная величина этого показателя составляет 5,0%.

Обеспеченность почв подвижным фосфором принято считать одним из основных признаков окультуренности. Результаты обследования показывают, что к группе с очень низким его содержанием относятся 49,7 тыс. га обследованной пашни, с низким - 175,2 тыс. га, со средним - 315,6 тыс. га, с повышенным - 136,5 тыс. га, с высоким - 64,1 тыс. га и с очень высоким - 12,8 тыс. га. Максимальная обеспеченность подвижным фосфором была достигнута в IV туре обследования (1990-1997 гг.), когда его средневзвешенное содержание составило 93,6 мг/кг. На протяжении V и VI циклов (1998-2006 и 2007-2015 гг.) в почвах хозяйств севера области оно снизилось на 12,4 мг/кг (13,3 %) и к 2015 г. составило 81,2 мг/кг. Причина такой ситуации в отрицательном балансе фосфора в земледелии зоны (табл. 2).

Анализ агрохимической характеристики аллювиальных почв нечернозёмной зоны Омской области показывает, что 50% распаханных пойменных почв характеризуются низкой и очень низкой обеспеченностью подвижным фосфором. Важный резерв увеличения урожайности сельскохозяйственных культур на таких почвах - фосфоритование. Наиболее целесообразно вносить фосфоритную муку в дозе до 2 т/га, что позволяет выдерживать оптимальное соотношение питательных веществ в почве и обеспечивать

Таблица 1. результаты агрохимического обследования почв пахотных угодий на 01.01.2016 г.*

Агрохимический показатель Группировка почв по содержанию, тыс.га

очень низкое I низкое среднее 1 повышенное высокое очень высокое

Подвижный фосфор 49,7 175,2 315,6 136,5 64,1 12,8

Обменный калий 53,5 283,4 206,9 125,6 64,3 20,2

Гумус 77,3 168,0 245,2 193,5 57,6 12,3

Реакция почвенного очень сильно- сильно- среднекис- слабокислые близкие к нейтральные

раствора кислые кислые лые нейтральным

6,9 52,3 133,5 229,2 151,0 181,0

*общая площадь обследования 753,9 тыс. га

Таблица 2. динамика изменения основных агрохимических показателей по турам

Цикл Средневзвешенное содержание, мг/кг Средневзвешенная кислотность

Р О 2 5 кр

I (1965-1972) 61,1 117,5 5,5

II (1973-1983) 72,4 109,3 5,5

III (1984-1989) 89,4 105,2 5,4

IV (1990-1997) 93,6 101,3 5,3

V (1998-2006) 87,3 105,5 5,4

VI (2007-2015) 81,2 99,9 5,4

наибольшую их эффективность и окупаемость. На аллювиальной луговой почве в звене полевого севооборота за три года наибольшую прибавку обеспечила дозы 1,9 т/га фосфоритной муки. Она составила 850 зерновых единиц с 1 га (опытные данные ФГБУ САС «Тарская») [3]. На сегодняшний день фосфоритование в зоне обслуживания не проводится из-за дороговизны доставки фосфоритной муки.

Содержание обменного калия в почвах пахотных земель на площади 53,5 тыс. га характеризуется как очень низкое, 283,4 тыс. га - низкое, 206,9 тыс. га - среднее, 125,6 тыс. га - повышенное, 64,3 тыс. га - высокое, 20,2 тыс. га - очень высокое. В I и II цикле агрохимического обследования (1965-1972 и 1973-1983 гг.) средневзвешенная величина этого показателя составляла 117,5 и 109,3 мг/кг. По данным ещё не завершённого шестого цикла она снизилась до 99,9 мг/кг (см. табл. 2).

В северной зоне Омской области 421,9 тыс. га пашни имеют кислую реакцию почвенного раствора, а 59,2 тыс. га земель требуют первоочередного известкования (рН<4,5). Средневзвешенная величина показателя степени кислотности пахотных земель составляет 5,4 (слабокислая реакция). Наибольший объём внесения известковых материалов пришёлся на 1986-1990 гг. (табл. 3). С 1994 г., в связи с прекращением субсидирования этого вида работ государством, такие мероприятия в зоне обслуживания станции были полностью свернуты.

Об эффективности известкования свидетельствует то, что в ряде хозяйств, где его широко применяли, кислые почвы с 1965 по 1995 гг. практически исчезли. Например, в колхозе им. Разгуляевой Тарского района и колхозе им. Избышева Седельниковского района доля кислых почв в среднем снизилась на 90%. Обобщение результатов полевых и производственных опытов, проведенных в зоне обслуживания станции, показало, что известкование кислых дерново-подзолистых почв позволяет увеличить урожайность озимой ржи на 3,1 ц/га, овса - на 2,9, пшеницы - на

3,0 и клевера - на 12,3 ц/га. Использование этого приема повышает эффективность минеральных и органических удобрений, кроме того, на произвесткованных почвах озимая рожь перезимовывает намного лучше [4].

Важный прием пополнения почвенных запасов и удовлетворения потребности растений в элементах питания - систематическое и научно-обоснованное использование минеральных и органических удобрений [5].

Сравнивая современные объемы использования удобрений с 1989 г., можно увидеть огромную разницу. В 1989 г. в одном Усть-Ишимском районе было внесено 1300 т д.в. минеральных, что почти в три раза больше, чем в целом по 11 районам в 2011 г. К 2015 г. величина этого показателя сократилась еще больше и составила по зоне обслуживания всего 184,8 тыс. т. Аналогичная ситуация и с органическими удобрениями, в сравнении с 1989 г., их сегодня вносят в 73 раза меньше (табл. 4).

Самая высокая величина показателя объемов применения удобрений пришлась на 1986-1990 гг., когда в расчете на 1 га пашни вносили по 49,7 кг действующего вещества минеральных и по 3,8 т/га органических удобрений. Начиная с 1991 г., размеры их использования стали резко снижаться, что не могло не отразиться на балансе элементов питания и непосредственно на почвенном плодородии (табл. 5).

За последние 35 лет (1981-2015 гг.) положительный баланс элементов минерального питания в земледелии северной зоны Омской области отмечали только в 19811990 гг., когда размеры применение органических и минеральных удобрений обеспечивали полную компенсацию их выноса из почвы. С 1986 по 1990 гг. при систематическом внесении научно обоснованных доз баланс составил + 15,2 кг/га. В последующие годы приходная его часть, основными статьями которой служат минеральные и органические удобрения, резко уменьшилась. В результате чего дефицит баланса в 1996-2000 гг. достигал 86,1 кг/га и до сих пор сохраняется на уровне 74,8 кг/га.

На сегодняшний день едва ли не главным источником пополнения почвы органическим веществом стала гумификация корневых и пожнивных остатков сельскохозяйственных культур. Прирост гумуса благодаря этой статье баланса в последние годы составил 0,38-0,66 т/га (табл. 6), что в среднем в 6 раз выше, чем приход с органическими удобрениями (0,06-0,17 т/га). Потери органического вещества из-за минерализации и эрозионных процессов в 2010-2015 гг. изменялись в интервале 1,07-1,25 т/га. В связи с тем, что минерализация гумуса

Район Минеральные удобрения, т д.в. Органические удобрения, т

1989 г .\2011 г. 2012 г. 2013 г. 2014 г. 2015 г. 1989 г. I 2011 г. 2012 г. 2013 г. 2014 г. 2015 г.

Большереченский 5800 29,1 13,8 13,8 34,4 417400 47 778 41 150 37511 48300 37480

Большеуковский 1800 4,5 890000 100

Знаменский 3800 5,0 1,9 1682000 4 000 61 500 28700 3000 8000

Колосовский 3000 13,1 2,6 13,6 18,5 12,9 2830000 11 400 18 600 400 1832

Крутинский 5600 82,8 85 67 64,2 65 1890000 37 000 16 500 19200 15000 11700

Муромцевский 3800 374,9 145,5 5,52 53,5 1308000 8 700 23 000 5250 4820 750

Седельниковский 3100 1993000 49 000 55 194 15000 10700 44400

Тарский 6300 3317000 16 000 34 200 11283 8209 31030

Тевризский 3600 1546000 5 000 5 100 5000 5000 2000

Тюкалинский 4700 5,5 51 19 2190000 63 000 45 000 63000 104800 127020

Усть-Ишимский 1300 1610000 100 2500

По зоне 42800 505,4 246,9 90,1 154,9 184,8 19673400 241878 300244 185344 199929 266812

Таблица 3. объёмы работ по известкованию

Показатель Годы

1966-1970 1971-1975 I 1976-1980 I 1981-1985 1986-1990 1991-1995

Произвестковано, тыс. га Внесено извести, тыс. т 10.7 60.8 14,8 81,8 18,2 17,8 152,4 157,8 68,8 509,1 23,4 221,3

Таблица 4. общие объёмы внесения удобрений за последние пять лет, в сравнении с 1989 г.

Таблица 5. динамика применения удобрений и баланса элементов питания за 1981-2015 гг. по северной зоне омской области

Показатель 1981- 1986- 1991- 1996- 2001- 2006- 2011-

1985 гг. 1990 гг. 1995 гг. 2000 гг. 2005 гг. 2010 гг. 2015 гг.

Удобрения

Минеральные, кг/га 28,30 49,70 9,10 0,40 0,50 0,10 0,13

Органические, т/га 2,50 3,80 2,20 0,40 0,50 0,40 0,29

Баланс элементов питания

Приход с удобрениями, кг/га: 84,3 121,3 49,5 27,0 26,78 30,24 25,09

минеральными 25,0 45,0 7,6 0,2 0,47 0,48 0,54

органическими 44,1 54,4 23,0 7,3 10,85 8,45 4,26

Вынос (всего), кг/га: 83,3 106,1 101,2 113,1 95,38 94,82 99,88

в том числе с урожаем сельскохозяй-

ственных культур 72,3 82,4 85,1 69,2 70,75 74,76 68,87

Баланс, кг/га + 1,0 + 15,2 -51,7 -86,1 -68,59 -64,58 -74,79

в несколько раз превышает новообразование, его фактический баланс в последние 6 лет имел отрицательные значения и колебался от -0,39 до -0,60 т/га.

Один из самых экономичных способов улучшения почвенного плодородия - использование местных сырьевых ресурсов: внесение навоза, посев сидеральных культур

и разбрасывание измельченной соломы на полях. Так, в зависимости от вида культуры с 1 т соломы поступает 700-810 кг/га органического вещества, 5-14 кг/га азота, 0,7-2,4 кг/га фосфора, 10-17 кг/га калия, 3-12 кг/га кальция, 0,8-3 кг/га магния, а также ряд микроэлементов (бор, медь, марганец, молибден, цинк, кобальт). Затраты на внесение измельченной соломы снижаются, по сравнению со скирдованием, в 2-2,5 раза.

вывод. В ходе многолетнего (с 1965 г.) мониторинга земель сельскохозяйственного назначения установлено, что большая часть почв северной зоны Омской области обладает низким естественным плодородием.

Так, 245,3 тыс. га пашни характеризуются низким содержанием гумуса, 224,9 и 336,9 тыс. га - низким содержанием подвижного фосфора и обменного калия, соответственно. Начиная с 1991 г. на территории зоны складывается отрицательный баланс гумуса (в последние 5 лет от -0,39 до -0,60 т/га) и питательных веществ

(в 2010-2015 гг. - -74,8 кг/га), в результате чего происходит устойчивое снижение средневзвешенного содержания основных минеральных элементов питания в почве. Учитывая главные особенности сложившейся системы земледелия, для повышения плодородия почв и продуктивности возделываемых культур требуется наращивание объёмов внесения минеральных и органических удобрений. Не менее важно использование таких ресурсов, как сидераты и солома. Для более грамотного их использования необходимо проведение регулярного комплексного агрохимического обследования почв сельскохозяйственных угодий.

Таблица 6. Баланс гумуса в земледелии северной зоны омской области за 2010-2015 гг.

Статья баланса 1 2010 г. I 2011 г. 1 2012 г. 1 2013 г. 1 2014 г. I 2015 г.

Приход, т/га 0,62 0,67 0,55 0,66 0,72 0,60

гумификация корневых и пожнивных остатков 0,53 0,58 0,38 0,53 0,66 0,53

гумификация органических удобрений 0,09 0,09 0,17 0,13 0,06 0,07

Расход, т/га: 1,21 1,25 1,08 1,07 1,11 1,20

минерализация 1,119 1,16 0,98 0,97 1,02 1,11

потери от эрозии 0,09 0,09 0,10 0,10 0,09 0,09

Баланс, т/га -0,59 -0,58 -0,53 -0,41 -0,39 -0,60

Литература.

1. Лукин С.В., Четверикова Н.С. Мониторинг плодородия пахотных почв лесостепной зоны Центрально-Чернозёмного района // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2010. №1. С. 71-73.

2. Мониторинг содержания органического вещества в пахотных почвах ЦЧР/П.А. Чекмарёв, С.В. Лукин, Ю.И. Сискевич, Н.П. Юрмашев, В.И. Корчагин, А.Н. Хижняков //Достижения науки и техники АПК. 2011. №9. C. 23-26.

3. Андрейчиков И.Г. Фосфоритование кислых почв нечерноземной зоны Омской области // Повышение продуктивности мелиоративных земель на севере Омской области: научно-технический бюллетень. 1986. Вып. 9. 63 с.

4. Ильичев В.Н., Авгуль Е.П. Известкование кислых почв в Омской области// Проблемы рационального использования малоплодородных земель: материалы научно-практической конференции. Омск: РАСХН. Сиб. отд-ние. СИБНИИСХ, 2009. С. 107-110.

5. Сычев В.Г., Кирпичников Н.А. Приемы оптимизации фосфатного режима почв в агротехнологиях. М.: ВНИИА, 2009.176 с.

status of soil fertility, dynamics of application of mineral and organic

FERTILIZERS, BALANCE OF NuTRIENTS AND HuMuS IN THE NORTH ZONE OF OMSK REGION

E.A. Fedorova, E.P. Avgul', O.V. Ilyushkina

Station of Agrochemical Service «Tarskaya», ul. Zarechnaya, 25, Tara, Omskaya obl., 646532, Russian Federation Summary. Studies were carried out to examine the effect of améliorants, mineral and organic fertilizers on soil fertility. The service area of FGBU SAS "Tarskaya" is remarkable for considerable variety of soil types, from podzol ones to chernozems. In the north zone of Omsk region 421,900 hectares of arable lands have the acid reaction of soil solution, and 59,200 hectares require liming above all (pH is less 4.5). Weighted mean index of acidity of arable lands is 5.4 (low acid reaction). The article presents data on the efficiency of use of phosphorite meal and liming of acid soils in the service area of the station. The maximal values of application of organic and mineral fertilizers in the north zone of Omsk region were reached in 1986-1990, they were 3.8 t/ha and 49.7 kg/ha (a.s.), respectively. In these years it was also registered the maximum average values of content of mobile phosphorus and exchange potassium (93.6 and 105.2 mg/kg, respectively), as well as a positive balance of nutrients (+15.2 kg/ha). Since 1991 due to the abrupt decrease in the use of means of production intensification in the zone, the negative balance of humus (from -0.39 to -0.60 t/ha over the last 5 years) and nutrients (minus 74.8 kg/ha in 2010-2015) formed. Weighted average content of mobile phosphorus and exchangeable potassium began to decrease and reached 81.2 and 99.9 mg/kg respectively to 2015. Keywords: agrochemical parameters, dynamics, balance, fertilizers, deficit, fertility.

Author Details: E.A. Fedorova, deputy director (e-mail: tara_agro@mail.ru); E.P. Avgul', head of division; O.V. Ilyushkina, head of laboratory For citation: Fedorova E.A., Avgul' E.P., Ilyushkina O.V. Status of Soil Fertility, Dynamics of Application of Mineral and Organic Fertilizers, Balance of Nutrients and Humus in the North Zone of Omsk Region. Dostizheniya naukii tekhnikiAPK. 2016. V.30. No. 7. Pp. 38-40 (in Russ.).