Динамика содержания гумуса в пахотных почвах Алтайского края

DOI: 10.24411/0235-2451-2019-10410

УДК 631.45

Динамика содержания гумуса в пахотных почвах Алтайского края

И. В НАЗАРОВА, врио директора

Т. Д. ХРАМКОВА, ведущий агрохимик

Центр агрохимической службы «Алтайский», Научный городок, 33, Барнаул, 656910, Российская Федерация

Резюме. Исследования проводили с целью анализа динамики содержания гумуса по природно-климатическим зонам и циклам агрохимического обследования пахотных почв Алтайского края (1972-2018 гг.). Результаты мониторинга также систематизированы по основным типам почв (черноземы, каштановые и серые лесные), проведено сравнение с данными, опубликованными в конце XIXв. По природно-климатическим зонам содержание гумуса постепенно увеличивается с запада на восток от Кулундинской (2,7...3,1 %) к Алтайской зоне (6,6 %...7,7 %). Обеспеченность гумусом каштановых почв края более чем за столетний период не претерпела значительных изменений. По архивным данным она составляла от 1,6 до 3,9 %, по результатам современных исследований - от 2,0 до 4,0 %. В черноземах в XIX в. содержание гумуса резко возрастало по мере продвижения с запада на северо-восток края, сначала с 4 до 6 %, затем с 6 до 10 % и на востоке до 14.18 %. За прошедшие годы произошло значительное снижение их плодородия. Содержание гумуса в черноземах Приалейской зоны сейчас составляет 2,5.4,5 %, Приобской - 3,2.5,6 %. Только в Присалаирской, Бийско-Чумышской и Алтайской зонах остались массивы черноземов с содержанием гумуса более 7 %, сосредоточены они в Смоленском, Советском, Тогульском, Красногорском и Солонешенском районах. В целом наибольшей долей почв с низким содержанием гумуса в Алтайском крае по циклам обследования характеризуются каштановые - до 100 %. В черноземах величина этого показателя более стабильна и варьирует от 25,1 до 31,8 %. В серыхлесных почвах пахотных площадей с низким содержанием гумуса еще меньше - от 9,9 до 20,6 %, однако их расширение происходит более интенсивно.

Ключевые слова: гумус, черноземы, каштановые почвы, серые лесные почвы, природно-климатическая зона, Алтайский край. Для цитирования: Назарова И. В., Храмкова Т. Д. Динамика содержания гумуса в пахотных почвах Алтайского края // Достижения науки и техники АПК. 2019. Т. 33. № 4. С. 42-45. DOI: 10.24411/0235-2451-2019-10410.

Гумус - важнейшая составная часть почвы. Он принимает участие в формировании структуры почвы, оказывает положительное влияние на ее водно-воздушный и тепловой режимы. Содержание органического вещества в почве - один из основных показателей, определяющих ее плодородие [1, 2].

Цель наших исследований - анализ динамики содержания гумуса по природно-климтическим зонам и циклам агрохимического обследования пахотных почв Алтайского края.

Условия материалы и методы. Алтайский край расположен в юго-восточной части Западной Сибири на территории площадью 168 тыс. км2. Климат резко континентальный с жарким коротким летом и холодной малоснежной зимой. Большая часть территории края расположена в зоне неустойчивого увлажнения, режим которого меняется с запада на восток от засушливого до более увлажненного. Сложность и неоднородность почвенного покрова Алтайского края обусловлены его гео-

графическим положением в различных природных зонах. Отчетливо выделяются равнинные и горные почвы.

По данным крупномасштабного почвенного обследования, в Алтайском крае встречаются более 200 разновидностей почвы. По возрастающему потенциальному плодородию их можно расположить в порядке возрастания в следующий ряд: каштановые, южные черноземы, выщелоченные черноземы, обыкновенные черноземы, оподзоленные черноземы. Лугово-черноземные и темно-серые лесные почвы занимают промежуточное положение между каштановыми почвами и подтипами черноземов. Будучи наиболее плодородными почвами, черноземы на сегодняшний день почти полностью распаханы. Их доля в почвенном покрове сельскохозяйственных угодий края превышает 70 %. Далее по занимаемой площади за ними следуют каштановые (до 20 %) и серые лесные (до 4 %) почвы (см. табл.).

Плодородие почв в значительной степени определяется запасами органического вещества, которое служит основным компонентом, обеспечивающим продуктивность и экологическую устойчивость не только почв и отдельных экосистем, но и биосферы в целом. В связи с этим важно иметь представление о динамике этого показателя во времени [3, 4]. Данные результатов агрохимического обследования были систематизированы по природно-климатическим зонам Алтайского края, а также по основным типам почв и времени проведения наблюдения по 6-ти циклам агрохимического обследования за 46-ти летний период с 1972 по 2018 гг.

Содержание гумуса определяли по единым методикам, принятым в агрохимической службе. Все анализы выполнены в аккредитованных испытательных лабораториях ЦАС «Алтайский», САС «Алейская», ГСАС «Кулундинская», САС «Бийская», представляющих федеральную агрохимическую службу на Алтае.

Современные показатели сравнивали с результатами исследований, опубликованных в 1899 г. [5].

Результаты и обсуждение. Географическое положение края в зоне контакта равнин и гор обусловливает расположение почвенных зон, которые вытянуты в меридиональном направлении, смена их происходит с запада на восток, аналогичным образом изменяется содержание гумуса в почве (рис. 1). Таблица. Обследованные площади пахотных почв по основным типам почв, тыс. га

Обследованная площадь пахотных почв по циклам

Тип почвы II (19721987 гг.) III (19801990 гг.) IV (19862001 гг.) V (19902007 гг.) VI (19942016 гг.) на 01.01. 2019 г.

Черноземы Каштановые Серые лесные 3608,5 525,5 203,2 5246.1 1086.2 190,4 4975,0 1439,6 207,0 4585,9 1176,5 194,6 4395,2 752,2 225,7 4641,7 1249,2 232,6

Обширная Кулундинская равнина занята в основном каштановыми почвами, особенность которых заключается в малом содержании гумуса, легком механическом составе, подверженности ветровой эрозии. По циклам агрохимического обследования средневзвешенное содержание гумуса в этих почвах варьировало от 2,7 до 3,1 %, что соответствует низкой обеспеченности.

Рис.1. Средневзвешенное содержание гумуса по природно-климатическим зонам Алтайского края по циклам агрохимического обследования (1972-2018 гг.):  - II цикл;  - III цикл;  - IV цикл; И - V цикл; И - VI цикл; Ш - на 01.01.2019.

Приалейская зона - это равнинная степь с плодородными южными и обыкновенными черноземами, которые характеризуются более высоким содержанием гумуса (3,4...3,6 %) и, тем не менее, относятся к группе с низкой его обеспеченностью.

Приобская зона - это преимущественно открытая местность левобережья Оби. В почвенном комплексе преобладают обыкновенные и выщелоченные черноземы, серые лесные почвы встречаются в основном под березовыми колками. Зона характеризуется довольно плодородными почвами. По содержанию гумуса их можно отнести к классу со средней степенью обеспеченности. По циклам агрохимического обследования величина этого показателя варьировала от 4,5 до 4,9 %.

Бийско-Чумышская зона - это правобережные, более увлажненные районы лесостепи края, к зональным почвам которых относятся выщелоченные черноземы и серые лесные почвы в комплексе с оподзоленными черноземами. Все почвенные разности на этой территории обладают высоким естественным плодородием. Содержание гуму-

са здесь выше, чем в Приобской зоне, на 1,4 %, хотя по степени обеспеченности такие почвы также относятся к средней группе. По циклам агрохимического обследования содержание гумуса изменялось от 5,9 до 6,1%.

Приалтайская зона неоднородна по природным условиям и включает южную степную часть края, примыкающую к предгорьям Алтая. В пашне преобладают черноземы обыкновенные, выщелоченные и типичные с содержанием гумуса от 5,9 до 6,0.

Присалаирская и Алтайская зоны объединяют в основном предгорные районы с увалисто-сопочным рельефом с большим числом крутых и покатых склонов, что служит причиной сильного развития водной эрозии. Климатические условия на их территории более благоприятны, чем в других зонах равнинной части края, благодаря выпадению достаточного количества осадков. Почвенный покров здесь весьма разнообразен. В предгорьях Салаира преобладают оподзоленные черноземы в комплексе с серыми лесными почвами, содержание гумуса в которых по циклам варьировало от 6,3 до 7,0 %, что соот-

Рис. 2. Содержание гумуса в черноземах по циклам агрохимического обследования (1972-2018 гг.):  - II цикл;  - III цикл;  - IV цикл; Н - V цикл; Е9 - VI цикл; Ш - на 01.01.2019.

60

5 80

я 70 с >s

0

1

I 50

со о Ч

Ф ^

«э 30

40

20 10

0

очень низкое <2 %

низкое 2...4 %

среднее 4...6 %

Рис. 3. Содержание гумуса в каштановых почвах по циклам вания (1972-2018 гг.):  - II цикл;  - III цикл;  - IV цикл;  -01.01.2019.

ветствует повышенной обеспеченности. В предгорьях Алтая преимущественно распространены выщелоченные черноземы. Почвы этой зоны отличаются самым высоким, по сравнению с другими, содержанием гумуса - от 6,6 до 7,7 %, что характеризует их высокое естественное плодородие.

Сравнение с результатами исследований, опубликованных в конце XIX в. показало, что содержание гумуса в каштановых почвах более чем за столетний период не претерпело значительных изменений. По архивным данным оно составляло от 1,6 до 3,9 %, по результатам современных исследований - от 2,0 до 4,0 %.

В черноземах в XIX в. содержание гумуса резко возрастало по мере продвижения с запада на северо-восток края, сначала с 4 до 6 %, затем с 6 до 10 % и на востоке до 14.. .18 %. За последние 100 лет хозяйственного освоения черноземов произошло значительное снижение их плодородия. Так, содержание гумуса в Приалейской зоне сейчас составляет от 2,5 % до 4,5 %, в Приобской - от 3,2 до 5,6 %. Только в Присалаирской, Бийско-Чумышской и Алтайской зонах остались массивы черноземов с содержанием гуму-

агрохимического обследо-V цикл; ЕЗ - VI цикл; Ш - на

са более 7 %, сосредоточены они в Смоленском, Советском, Тогульском, Красногорском и Солонешенском районах. Главная причина снижения плодородия черноземов - нарушение научно обоснованных систем ведения земледелия, приемов обработки пахотных земель и технологий возделывания сельскохозяйственных культур и, как следствие, смыв и деградация плодородного слоя почвы в ходе эрозионных процессов, особенно на склоновых землях [6, 7, 8].

Анализ динамики содержания гумуса по основным типам почвы показал, что на черноземах, каштановых и серых лесных почвах оно изменяется по-разному.

Содержание гумуса в черноземах по циклам в основном среднее. В годы IV цикла к этой категории относились почвы 49,0 % пахотных площадей, VI цикла - 43,5 % (рис. 2). Увеличение доли черноземов с низкой величиной этого показателя с 25,9 % в III цикле до 27,5 % в VI цикле произошло в результате трансформации почвы из более высоких по степени обеспеченности гумусом классов.

Содержание гумуса в каштановых почвах в годы II цикла было низким на 100 % пахотных площадей, IV цикла - на 90,7 % (рис. 3). В отличие от черноземов отмечено уменьшение доли площадей пахотных почв с низкой обеспеченностью гумусом и увеличение со средним его содержанием.

Обеспеченность гумусом серых лесных почв, как и черноземов, в основном средняя: в IV цикле - на 56,6 % площадей, в VI цикле - на 40,8 % (рис. 4). Но, в отличие от черноземов, рост доли пахотных почв с низким его содержанием более значителен - с 10,7 % во II цикле до

Рис. 4. Содержание гумуса в серых лесных почвах Алтайского края по циклам агрохимического обследования (19722018 гг.):  - II цикл;  - III цикл;  - IV цикл;  - V цикл; Е9 - VI цикл; Ш - на 01.01.2019.

3

га с >5 О X X л 00 о

4

ф

^

о \0 о

I-

о

4P 6s

80

60

40

20

черноземы

каштановые

Рис. 5. Низкое содержание гумуса по основные типам почв обследования обследования (1972-2018 гг.) :  - II цикл;  V цикл; ЕЗ - VI цикл; Щ - на 01.01.2019.

20,6% в VI цикле. Это увеличение обусловлено переходом площадей из среднего класса обеспеченности в низкий.

В целом наибольшей долей почв с низким содержанием гумуса в Алтайском крае по циклам обследования характеризуются каштановые - до 100 % (рис. 5). В черноземах величина этого показателя более стабильна и варьирует от 25,1 до 31,8 %. В серых лесных почвах пахотных площадей с низким содержанием гумуса еще меньше - от 9,9 до 20,6 %, однако их расширение происходит более интенсивно.

Выводы. По природно-климатическим зонам содержание гумуса постепенно увеличивается с запада на восток от Кулундинской (2,7...3,1 %) к Алтайской зоне (6,6...7,7 %).

Обеспеченность гумусом каштановых почв края более чем за столетний период не претерпела значительных изменений. По архивным данным она составляла от1,6 до 3,9 %, по результатам современных исследований -от 2,0 до 4,0 %. В черноземах в XIX в. содержание гумуса резко возрастало по мере продвижения с запада на северо-восток края, сначала с 4 до 6 %, затем с 6 до 10 % и на востоке до 14.18 %. За прошедшие годы произошло значительное снижение их плодородия. Содержание гумуса в черноземах Приалейской зоны сейчас составляет 2,5.4,5 %, Приобской - 3,2.5,6 %. Только в Присалаирской, Бийско-Чумышской и Алтайской зонах остались массивы черноземов с содержанием гумуса более 7 %, сосредоточены они в Смоленском, Советском, Тогульском, Красногорском и Солонешенском районах.

В целом наибольшей долей почв с низким содержанием гумуса в Алтайском крае по циклам обследования характеризуются каштановые - до 100 %. В черноземах величина этого показателя более стабильна и варьирует от 25,1 до 31,8 %. В серых лесных почвах пахотных площадей с низким содержанием гумуса еще меньше - от 9,9 до 20,6 %, однако их расширение происходит более интенсивно.

серые лесные

по циклам агрохимического - III цикл;  - IV цикл; Ш -

Литература.

1.Мониторинг плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения Алтайского края: справочник / Н. С. Халин, И. В. Назарова, С. А. Симакова и др. Барнаул: Параграф, 2018. С. 4-11.

2.Лешков А. П., Лешкова Г. Ф. Агрохимическая характеристика почв и эффективность удобрений. Барнаул: Алтайское книжное издательство, 1977. С. 8-38.

3.Сарыкин В. Н., Даммер В. А. Динамика плодородия пахотных почв Алтайского края //Достижение науки и техники АПК. 2015. № 11. С. 8-10

4.Лукин С. В. Динамика основных агрохимических показателей плодородия почв Центрально-Черноземных областей России //Агрохимия. 2011. № 6. С. 11-18.

5. Выдрин И. П., Ростовский З. И. Материалы по исследованию почв Алтайского округа. Барнаул: Типо-литогр. при Гл. Упр. Алт. окр., 1899. С. 93-137

6. Чекмарев П. А., Лукин С. В. Мониторинг плодородия пахотных почв Центрально-Черноземных областей России //Агрохимия. 2013. № 4. С. 11-22.

7. Байбеков Р. Ф. Природоподобные технологии основа стабильного развития земледелия // Земледелие. 2018. № 2. С. 5-8.

8. Плодородие почвы: настоящее и будущее нашего земледелия / Н. А. Зеленский, Г. М. Зеленская, Г. В. Мокриков и др. // Земледелие. 2018. № 5. С. 4-7.

0

Dynamics of Humus Content in the Arable Soils of Altai Krai

I. V. Nazarova, T. D. Khramkova

Center of Agrochemical Service "Altaiskii", Nauchnyi gorodok, 33, Barnaul, 656910, Russian Federation

Abstract. The studies were carried out to analyze the dynamics of humus content depending on a climatic zone and a cycle of agrochemical survey of arable soils of Altai Krai. The monitoring results were also systematized by the main soil types (chernozem, chestnut and grey forest soils). They were also compared with data published in the late 19th century. In the climatic zones, the humus content gradually increased from the west to the east - from the Kulundinskaya zone (2.7-3.1%) to the Altai zone (6.6-7.7%). For more than a hundred years the provision of chestnut soils of the region with humus has not changed significantly. According to archival data, it ranged from 1.6 to 3.9%, whereas according to the results of the modern research it ranged from 2.0 to 4.0%. In the 19th-century humus content in chernozem increased sharply from the west to the northeast of the region - first from 4% to 6%, then from 6% to 10% and in the east, it increased up to 14-18%. Over the past years, the fertility of chernozem decreased significantly. The current humus content in the chernozem of the Aleya zone amounts to 2.5-4.5%. In chernozem of the Ob zone, it is 3.2-5.6%. Only in Salair, Biysk-Chumysh, and Altai zones tracts of chernozems with a humus content of more than 7% remained. They are concentrated in Smolensky, Sovietsky, Togulsky, Krasnogorsky and Soloneshensky districts. In general, chestnut soils are characterized by the largest proportion of soils with low humus content in Altai Krai - up to 100%. In chernozem, the value of this indicator was more stable varying from 25.1% to 31.8%. In grey forest soils the content of humus in arable lands was even lower - from 9.9% to 20.6%, but their area expanded more intensively. Keywords: humus; chernozems; chestnut soils; grey forest soils; natural climatic zone; Altai Krai. Author Details: I. V. Nazarova, acting director (e-mail: ahim_c@ab.ru); T. D. Khramkova, leading agrochemist. For citation: Nazarova I.V., Khramkova T. D. Dynamics of Humus Content in the Arable Soils of Altai Krai. Dostizheniya naukii tekhniki APK. 2019. Vol. 33. No. 4. Pp. 42-45 (in Russ.). DOI: 10.24411/0235-2451-2019-10410.