Обеспеченность почв Самарской области элементами минерального питания растений

Обеспеченность почв Самарской области элементами минерального питания растений

С.В. Обущенко, д.с.-х.н, ФГБУ САС «Самарская»; В.Б. Троц, д.с.-х.н., профессор, ФГБОУ ВО Самарская ГСХА

В современных экономических условиях бесперебойное обеспечение населения страны продуктами питания, а перерабатывающей промышленности сырьём невозможно без решения проблемы сохранения и рационального использования имеющегося плодородия почв [1]. Особую актуальность сохранность почвенного плодородия имеет в чернозёмном поясе страны, к таким регионам относится и Самарская область.

Исторически сложилось так, что наличие свободных земель, продолжительное лето с достаточным количеством тепла и солнечного света ещё в XVII—XVIII вв. способствовали переселению значительного количества крестьян из центральных губерний России в Среднее Поволжье. К концу XIX в. регион становится основным производителем качественного зерна пшеницы, что в первую очередь было обусловлено высоким уровнем естественного плодородия почв. Исследуя почвы Самарской губернии, ещё около 130 лет тому назад В.В. Докучаев отмечал преобладание в Заволжье тучной разновидности чернозёмов с содержанием гумуса в пределах 12—15% [2]. Однако за годы хозяйственной деятельности плодородие почв региона существенно снизилось. По данным института «ВолгоНИИгипрозем», концентрация гумуса в почвах к 1965 г. в среднем составляла около 8,0% [3].

Цель исследования — определить уровень плодородия пахотных земель Самарской области и изучить динамику содержания основных химических элементов и их соединений в почве.

Материал и методы исследования. Исследование проводили в период с 1964 по 2015 г. на станции агрохимической службы «Самарская». Оно включало шесть циклов обследования пахотных земель Самарской области. Площадь сельскохозяйственных угодий области около 4 млн га, в том числе 2832,4 тыс. га — пашня. По особенностям климата и почв территория Самарской области делится на три зоны.

Северная зона занимает 25,7% площади области. Зона характеризуется повышенным увлажнением. За год выпадает 350—450 мм осадков. Гидротермический коэффициент составляет 1,0—1,1. Преобладающие почвы — выщелоченные и типичные чернозёмы.

Центральная зона занимает 46,3% территории области. Количество осадков за год здесь равно 350—400 мм. Гидротермический коэффициент составляет 0,8—0,9. В зоне преобладают выщелоченные почвы и типичные чернозёмы.

Южная зона отличается засушливыми условиями и занимает 28,0% площади области. За год выпадает лишь 270—300 мм осадков. Гидротермический коэффициент равен 0,6—0,7. Преобладающими почвами являются чернозёмы южные среднемощные, чернозёмы южные карбонатные и тёмно-каштановые [4].

Экспериментальную работу проводили по общепринятым методикам и ГОСТам [5, 6]. При обследовании пахотного слоя отбирали одну объединённую почвенную пробу с площади 25 га. В почвенных образцах определяли органическое вещество (гумус по Тюрину) в модификации ЦИНАО, подвижные формы фосфора и обменного калия — по Чирикову в модификации ЦИНАО.

Результаты исследования. Проведённое исследование показало, что почвенный покров области в основном представлен чернозёмом. Из 2832,4 тыс. га пашни 97,5% площади занимают различные чернозёмы, в том числе 24,9% — типичные. На долю серых и тёмно-серых лесных почв приходится около 1,4% территории. Удельный вес тёмно-каштановых и других почв невелик и не превышает 1,1%. По соотношению в почве фракций глины и песка 56,4% территории пашни имеет легко глинистый, 10,6% — среднесуглинистый и 5,9% — легкосуглинистый механический состав. На долю почв тяжелоглинистого и тяжелосуглинистого состава приходится около 27,1% пашни.

Известно, что основным критерием оценки состояния плодородия почв является содержание гумуса и подвижных форм питательных веществ в верхнем горизонте [7]. Выявлено, что в результате хозяйственной деятельности за период 1986—2015 гг. в пахотном горизонте почв области прослеживалось устойчивое снижение гумуса. Так, в 1986 г. площадь пашни с низким содержанием гумуса составляла 545,6 тыс. га, или 19,3% от всей обследованной площади, к 2015 г. она увеличилась до 1113,7 тыс. га, или в 2,0 раза (табл. 1).

Вместе с этим произошло уменьшение площади пашни с повышенным содержанием гумуса — с 31,9 до 11,9%, или на 564,7 тыс. га, а доля почв с высоким содержанием гумуса снизилась до 6,3 тыс. га и составила лишь 0,2% от всей обследованной площади. Одновременно в области появились почвы с очень низким содержанием гумуса (<2%). За прошедшие 29 лет средневзвешенное содержание гумуса в обследованных землях области уменьшилось с 5,40 до 4,22%.

Отмечая повышенную гумусность почв Самарского Заволжья и сравнивая их с южнороссийскими чернозёмами, В.В. Докучаев обращал внимание на относительно небольшую мощность гумусового горизонта и его общие запасы в почвенной толще,

1. Распределение площади пашни по уровню содержания гумуса

Цикл обследования, годы Обследованная площадь, тыс. га Группировка обследованной площади по уровню содержания гумуса (в числителе - тыс. га, в знаменателе - доля от общей площади, %) Средневзвешенное содержание гумуса, %

очень низкий

1-й,1986-1991 2832,4 - 545,6 19,3 1331,1 46,9 902,8 31,9 52,9 1,9 - 5,40

2-й,1992-2001 2832,4 123,6 4,4 1117,5 39,4 1243,4 43,9 340,9 12,0 7Л 0,3 - 4,38

3-й,2002-2015 2832,4 84,0 3,0 1113,7 39,3 1290,3 45,6 338,1 11,9 63 0,2 - 4,22

2. Динамика содержания подвижного фосфора в почвах пашни

Цикл обследования, годы Обследованная площадь, тыс. га Содержание (в числителе - тыс. га, в знаменателе - доля от общей площади, %) Средневзвешенное значение, мг/кг почвы

очень низкое

1-й, 1964-1968 2832,4 318,4 11,2 859,1 30,3 1169,0 41,3 298,1 10,6 159,1 5,6 28,7 1,0 68,2

2-й, 1969-1975 2832,4 206,6 7,3 730,9 25,8 1285,6 45,4 422,4 14,9 123,2 4,3 63,7 2,2 75,1

3-й, 1976-1985 2832,4 326,7 11,5 643,1 22,7 1107,6 39,1 454,4 16,0 202,8 7,2 97,8 3,5 78,9

4-й, 1986-1991 2832,4 291,8 10,3 335,4 11,8 959,5 33,9 688,7 24,3 290,5 10,3 266,5 9,4 100,5

5-й, 1992-2001 2832,4 92,4 3,3 388,5 13,7 1129,6 39,9 721,0 25,4 300,2 10,6 200,7 7,1 96,4

6-й, 2002-2015 2832,4 81,1 2,9 328,9 11,6 1184,2 41,8 839,8 29,6 299,3 10,6 99,1 3,5 93,0

а также быстрое падение гумуса по почвенному профилю [2]. Исследование показало, что в настоящее время наибольшее распространение в области получили среднемощные почвы — около 1,4 млн га, или 51,2%, маломощные занимают 1,2 млн га, или 41,8%, на долю мощных приходится только 3,3% территории пашни.

По нашему мнению, основная причина значительных потерь гумуса за исследуемый период связана с резким уменьшением норм внесения органических и минеральных удобрений и, как следствие, ускорением процессов минерализации гумуса. Так, по расчётам, для создания бездефицитного баланса гумуса в почве ежегодная норма внесения органических удобрений в период с 1986 по 2015 г. должна была составлять от 3,2 до 5,1 т/га. Фактически же за это время на 1 га пашни вносилось не более 0,1—0,3 т/га органики. Потери гумуса обусловлены и развитием эрозионных процессов. Обследованием выявлено, что подавляющее большинство площади пахотных земель области — более 2,0 млн га, или 73% территории, подвержено различной степени разрушению. При этом на долю сильно эродированных приходится почти 40%. За последние 50 лет на склоновых участках северной зоны области потеряно около 20—30 см чернозёмного слоя [1].

Анализ данных по концентрации подвижных форм фосфора в пахотном горизонте показал, что основная часть пашни области в настоящее время обеспечена этим химическим элементов в пределах средних (51—100 мг/кг) и повышенных (101—150 мг/кг) значений — соответственно 41,8 и 29,6% от всей обследованной площади (табл. 2). Причём прослеживается чёткая тенденция уменьшения территории земель с очень низким содержанием фосфора — с 318,4 тыс. га при 1-м цикле обследования (1964—1968 гг.) до 81,1 тыс. га, или в 3,9 раза — при последнем обследовании (2002—2015 гг.). Одновременно происходит увеличение площади земель с высоким и очень высоким содержанием фосфора — с 187,8 до 398,4 тыс. га, или в 2,1 раза. Это в первую очередь связано с интенсификацией сельскохозяйственного производства в 1976—1991 гг. и освоением передовых на то время технологий возделывания полевых и кормовых культур, повышением общей культуры земледелия и увеличением объёмов применения фосфорных удобрений.

При этом показатель средневзвешенного содержания фосфора в почве постепенно увеличивался — с 68,2 мг/кг в 1-м цикле обследования до 100,5 мг/кг в 4-м (1986—1991 гг.). Однако начиная с 1992 г. прослеживается устойчивое снижение данного

3. Динамика содержания обменного калия в почвах пашни

Цикл обследования, годы Обследованная площадь, тыс. га Содержание обменного калия (в числителе - тыс. га, в знаменателе - доля от общей площади, %) Средневзвешенное значение, мг/кг почвы

очень низкое

1-й, 1964-1968 2832,4 14 0,1 28,6 1,0 534,1 18,8 923,3 32,6 975,8 34,5 369,2 13,0 123,2

2-й, 1969-1975 2832,4 11 0,1 23,4 0,8 257,7 9,1 355,0 12,5 1072,2 37,9 1123,0 39,6 158,3

3-й, 1976-1985 2832,4 34,2 1,2 67,4 2,4 170,0 6,0 637,5 22,5 1376,1 48,6 547,2 19,3 140,4

4-й, 1986-1991 2832,4 27 0,1 32,6 1,2 422,2 14,9 642,7 22,7 1102,1 38,9 630,1 22,2 137,1

5-й, 1992-2001 2832,4 07 0,1 23,0 0,8 350,5 12,4 756,1 26,7 1018,2 35,9 638,3 24,1 138,9

6-й, 2002-2015 2832,4 1,0 0,1 29,7 1,0 241,8 8,6 722,2 25,5 1094,7 38,6 743,0 26,2 138,0

индекса, и при последнем цикле обследования он составил только 93,0 мг/кг почвы. Эта тенденция во многом обусловлена нарушением ранее освоенных научно обоснованных систем земледелия в результате кризисных процессов 1990-х гг., снижением уровня интенсификации производства и, как следствие, уменьшением количества применяемых удобрений и средств защиты растений.

В ходе исследования выявлено, что почвы Самарской области сравнительно хорошо обеспеченны обменным калием. Причём значительная площадь земель имеет его повышенное содержание (81—120 мг/кг) — 722,2 тыс. га и высокое (121—180 мг/кг) — 1094,7 тыс. га (табл. 3).

Имеются земли и с очень высокой концентрацией калия (>180 мг/кг) — 743,0 тыс. га. Суммарно это составляет 90,3% от всей обследованной площади пашни. Территория земель со средней степенью обеспеченности калием (41—80 мг/кг) равна 241,8 тыс. га, а с низкой (21—40 мг/кг) и очень низкой (<20 мг/кг) — соответственно 29,7 и 1,0 тыс. га, или всего 1,1% от всей обследованной площади. Средневзвешенное значение данного макроэлемента питания растений в почвах области относительно стабильно и в период с 1976 по 2015 г. составляло в среднем 138,6 мг/кг почвы.

Расчёты баланса питательных веществ в почвах показали, что с 1986 по 1991 г. из пахотного горизонта почв области с урожаем сельскохозяйственных культур было извлечено 2220,5 тыс. т д.в. питательных веществ. Однако за этот период с минеральными и органическими удобрениями в почву поступило 2414,4 тыс. т д.в. азота, фосфора и калия, или на 193,9 тыс. т д.в. больше. Причём положительная динамика баланса отмечалась по всем макроэлементам. В период с 1992 по 2001 г. для формирования урожая растениями из пашни было извлечено 2313,5 тыс. т д.в. питательных веществ. При этом с удобрениями в почву поступило только 672,7 тыс. т д.в. элементов минерального питания, или 29,1% от выноса, дефицит составил

около 1640,8 тыс. т д.в. В результате произошло нарушение основного закона земледелия — закона возврата. Для создания урожая в период с 2002 по 2015 г. сельскохозяйственными культурами было извлечено из почвы 645,3 тыс. т д.в. азота, 252,9 тыс. т д.в. фосфора и 575,2 тыс. т д.в. калия. В почву же поступило лишь 521,2 тыс. т д.в. азота, 105,2 тыс. т д.в. фосфора и 77,0 тыс. т д.в. — калия, что составляет соответственно только 38,9, 41,5 и 13,3% от потребности.

Основная причина дефицитного баланса макроэлементов в почвах области — это снижение уровня интенсификации сельскохозяйственного производства и, как следствие, уменьшение объёмов применения минеральных и органических удобрений. Так, в 2015 г. в хозяйствах различных форм собственности в почву было внесено 38,0 тыс. т д.в. азота, фосфора и калия, при этом средний объём поступления питательных веществ в почву с удобрениями составил 20,0 кг д.в. на 1 га посевной площади. Аналогичная ситуация сложилась и в 2016 г. Под полевые и кормовые культуры было внесено около 40,0 тыс. т д.в. основных питательных веществ при средней норме на 1 га посевов 22,2 кг д.в. Это соответственно в 4,7 и 3,2 раза меньше показателей 1987 г., когда количество вносимых в почву элементов минерального питания растений достигало соответственно 189,2 тыс. т д.в. и 70,0 кг д.в./га.

Известно, что получение планируемых урожаев сельскохозяйственных культур возможно только при потреблении питательных веществ в определённом соотношении. Для большинства зерновых и зернобобовых растений оптимальное соотношение азота, фосфора и калия должно составлять 1: 1,2 : 0,7. Фактически же в большинстве хозяйств соотношение вносимых в почву дополнительных питательных веществ в последние годы составляет 1: 0,4: 0,2. Это ведёт к нарушению закона земледелия незаменимости и равнозначности всех жизненных факторов растения и, как следствие, к

значительному перерасходу материальных ресурсов и недобору продукции.

Выводы. По результатам проведённого исследования можно сделать выводы, что 97,5% пахотных земель Самарской области представлено чернозёмными почвами, при этом 56,4% пашни имеет легко глинистый, а 27,1% — тяжелоглинистый и тяжелосуглинистый механический состав. Основная часть пашни (51,2%) имеет среднюю и малую (41,8%) мощность гумусового горизонта. На долю мощных чернозёмов приходится 3,3% пашни. Среднее содержание гумуса в пахотных землях области составляет 4,22%, причём за период с 1986 по 2015 г. его концентрация уменьшилась на 21,9%. Уровень содержания подвижных форм фосфора в пахотном горизонте находится в пределах средних и повышенных значений, однако с 1992 г. прослеживается тенденция устойчивого снижения его средневзвешенного значения. Более 90% пахотных земель имеет повышенную и высокую кон-

центрацию калия, при этом его средневзвешенное

значение относительно стабильно и составляет в среднем 138,6 мг/кг почвы.

Литература

1. Троц В.Б. Состояние и пути рационального использования почвенного плодородия сельскохозяйственных угодий Самарской области // Поволжский агросезон 2014 — АПК Самарской области: задачи и ресурсное обеспечение: матер. V форума. Самара, 2014. С. 25-28.

2. Докучаев В.В. Избранные сочинения. М., 1954. С. 67-71.

3. Ахматов Д. А. Аккумуляция тяжёлых металлов в агроланд-шафтах Самарского Заволжья: дисс. ... канд. биол. наук. Кинель, 2012. С. 23-31.

4. Обущенко С.В. Агроэкологическая концепция сохранения и воспроизводства плодородия чернозёмов: автореф. дисс. ... докт. с.-х. наук. Кинель, 2014. 46 с.

5. ГОСТ 26204-91. Почвы. Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Чирикова в модификации ЦИНАО.

6. ГОСТ 26213-91. Почвы. Методы определения органического вещества.

7. Обущенко С.В., Шевченко С.Н. [и др.] Агроэкологическая концепция сохранения и воспроизводства плодородия чернозёмов при комплексном использовании средств био-логизации и интенсификации в Среднем Поволжье. Самара, 2014. С. 24-27.

Урожайность и качество зерна озимой пшеницы при использовании регуляторов роста и препарата Росток в технологии её возделывания на чернозёме южном Оренбургского Предуралья

Т.А. Сорока, аспирантка, В.Б. Щукин, д.с.-х.н., Н.В. Ильясова, к.с.-х.н., ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ

Регуляторы роста и удобрения на основе гуми-новых кислот занимают важное место в адаптивных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур. Вследствие низких норм применения использование данных препаратов можно отнести к малозатратным элементам агротехники, которые тем не менее за счёт повышения устойчивости растений к неблагоприятным условиям среды позволяют получать высокие, экономически оправданные урожаи культур с хорошим качеством зерна. К таким препаратам можно отнести регуляторы роста Рибав-Экстра и Иммуноцитофит, удобрения на основе гуминовых кислот Росток [1-8]. Исследования показывают, что их эффективность во многом определяется почвенно-климатическими условиями, поэтому определять целесообразность их использования необходимо для каждой зоны.

Материал и методы исследования. Исследование проводили на опытном поле Оренбургского ГАУ в 2009-2014 гг. Изучали влияние некорневого внесения регуляторов роста Рибав-Экстра и Им-муноцитофит, удобрения на основе гуминовых кислот Росток, а также их смесей на урожайность и качество зерна озимой пшеницы сорта Оренбургская 105. Обработку вегетирующих растений проводили в фазу выхода в трубку и в

начале колошения. Опыт был заложен методом рендомизированных повторений, в четырёхкратной повторности. Предшественником служил чёрный пар, почва - чернозём южный. Дозы применяемых препаратов составляли: Рибав-Экстра - 1,0 мл/га, Иммуноцитофит - 0,5 г/га, Росток - 200,0 мл/га. Применяли общепринятую для зоны агротехнику, за исключением изучаемых факторов.

Результаты исследования. Годы исследования значительно различались по метеорологическим условиям, что отразилось на урожайности озимой пшеницы Оренбургская 105. Изученные препараты при некорневом их внесении в фазу выхода в трубку и в начале колошения оказали положи -тельное влияние на урожайность озимой пшеницы (табл. 1).

Несмотря на то что в среднем за пять лет исследования было установлено положительное влияние изученных препаратов на продуктивность посевов озимой пшеницы Оренбургская 105, эффективность их, в том числе и по срокам внесения, была различной. Наибольшая продуктивность в среднем за годы исследования отмечалась на варианте с некорневым внесением в фазу выхода в трубку смеси удобрения на основе гуминовых кислот Росток с регулятором роста Рибав-Экстра. Урожайность при этом составляла 1,88 т с 1 га при 1,60 т с 1 га на контрольном варианте, прибавка урожайности -0,28 т с 1 га, или 17,5%.