Динамика основных показателей плодородия почв Самарской области за 50 лет

change of THE MAiN iNDiOEs oF soiL FERTiLiTY iN oRENBuRG REGioN A.P. Bereznev

Summary. The aim of the studies was to generalize and analyze the changes of the main indices of soil fertility in Orenburg region for the period from 1964 to 2014. For the years of the investigation the weighted mean content of exchange potassium in the soils of region almost did not change and was at the level 328.. .334 mg/kg. The dynamics of the weighted mean content of available phosphorus had wave-like nature. The maximum value of this index was noted in 1990-1996; it was 23 mg/kg. In 1997-2004 it returned to the level of 1965-1971 and steadied (19 mg/kg). Since 1982-1989 in Orenburg region it is noted the steady tendency towards reduction of the weighted mean content of humus in the soil, which decreased by 0.3 % and reached 3.9 % to 1997-2004, after that it was stabilized at this level. Keywords: humus, phosphorus, potassium, fertility, Orenburg region.

УДК 631.459

ДИНАМИКА ОСНОВНых ПОКАЗАТЕЛЕй ПЛОДОРОДИя почв самарской ОБЛАСТИ ЗА 50 ЛЕТ

С.В. ОБУЩЕНКО, кандидат сельскохозяйственных наук, директор

ФГБУ САС «Самарская»

E-mail: agrohim_3_2@mail.ru

Резюме. Анализ динамики основных показателей почвенного плодородия и агроэкологической ситуации используемых сельскохозяйственных земель за 50 лет, а также атмосферных осадков и растительности показал, что средневзвешенная концентрация гумуса в почвах Самарской области за период наблюдений снизилась на 1,16 %, доля почв с низким и очень низким его содержанием увеличилась в 2,2 раза (с 19,3 до 43,3%), с повышенным и высоким - уменьшилась в 2,8 раза (с 33,8до 11,9%). Средневзвешенное количество доступного фосфора в течение первых четырех циклов агрохимического обследования возрастало и достигло максимума в 1986-1991 гг. ( 100,5 мг/кгпочвы), после чего начало снижаться. К2012 г. величина этого показателя сократилась до 94,8 мг/кг почвы. При этом доля почв с низким и очень низким содержанием доступного фосфора за годы наблюдений уменьшилась в 2,7раза (с 41,5 до 15,4%), с повышенным и высоким - увеличилась в 2,2 раза (с 6,6до 14,4%). Средневзвешенное содержание обменного калия во все годы характеризовалось как высокое и варьировало на уровне 123,2...158,3 мг/кг почвы. Наибольшая величина этого показателя была отмечена в 1969-1975 гг. Почвы области имеют достаточно стабильные показатели по содержанию микроэлементов, характеризуются неопасным концентрации тяжёлых металлов и спокойным радиологическим фоном. Получаемая растительная продукция не накапливает опасного количества токсических веществ и может использоваться для пищевых и кормовых целей. Выпадающие осадки также не оказывают отрицательного влияния на окружающую среду.

Ключевые слова: почва, плодородие, динамика, гумус, фосфор, кальций.

Почва - это основное средство производства в сельском хозяйстве, утрата которого чревата самыми серьезными последствиями. В связи с этим осуществляются постоянные наблюдения за изменениями показателей ее плодородия во всех регионах нашей страны [1...14].

В Самарской области, где сельскохозяйственные угодья сильно распаханы, подвержены истощению и деградации необходимы

экспериментально обоснованные, взвешенные подходы к решению проблемы сохранения плодородия почвы, со всесторонней оценкой воздействующих на него факторов. Для этого необходим постоянный мониторинг, главная составляющая которого проведение агрохимического и эколого-токсикологического обследования.

Цель наших исследований - анализ динамики основных показателей почвенного плодородия используемых сельскохозяйственных земель за 50 лет, а также атмосферных осадков и растительности.

Условия, материалы и методы. Учёт показателей плодородия и состояния развития растений ведётся по единым методикам, принятым в агрохимической службе, с использованием ГИС-технологий (геоин-формсистемы), данных дистанционного зондирования (ДДЗ), наземных обследований и наблюдений.

Все химические анализы почвы, растений и снеговой воды выполнены в аккредитованных лабораториях ФГБУ «Станция агрохимической службы «Самарская».

Согласно методике агрохимического обследования интервалы между ними должны составлять 5 лет, что соблюдалось вплоть до 1991 г. За этот промежуток времени было проведено 4 цикла агрохимических обследований. С 1992 по 2001 г. выполнен 5-й цикл, а с 2002 г. начался и продолжается 6-й цикл агрохимического обследования.

Результаты и обсуждение. Важнейшая часть почвы - органическое вещество (гумус), от количественного и качественного состава которого зависят ее биологические, агрохимические и агрофизические свойства, водный и тепловой режимы.

Таблица 1. Распределение площади пашни по содержанию гумуса

Годы Очень низкое (<2,0%)* Низкое (2,1... 4,0%) Среднее (4,1.6,0%) Повышенное (6,1. 8,0%) Высокое (8,1... 10,0%) Средне взвешенное, %

1987-1992 545,6 1331,1 902,8 52,9

- 19,3 46,9 31,9 1,9 5,40

1993-2001 123,6 1117,5 1243,4 340,9 77,0

4,4 39,4 43,9 2,0 0.3 4,38

2002-2012 97,0 1123,0 1275,1 330,2 7,1

3,4 39,7 45,0 11,7 0,2 4,24

* в числителе -

площадь, тыс. га, в знаменателе - доля, %

--Достижения науки и техники АПК, №1-2014

Таблица 2. динамика содержания подвижного фосфора в почвах пашни по циклам агрохимического обследования

Цикл (годы) обследования Очень низкое (<20 мг/ кг)* Низкое (21...50 мг/кг) Среднее (51...100 мг/кг) Повышенное (101...150 мг/кг) Высокое (151...200 мг/кг) Очень высокое (>200 мг/кг) Средне- взвешенное, мг/кг почвы

I цикл 318,4 859,1 1169,0 298,1 159,1 28,7

(1964-1968 гг.) 11,2 30,3 41,3 10,6 5,6 1,0 68,2

II цикл 206,6 730,9 1285,6 422,4 123,2 63,7

(1969-1975 гг.) 7,3 25,8 45,4 14,9 4,3 2,2 75,1

III цикл 326,7 643,1 1107,6 454,4 202,8 97,8

(1976-1985 гг.) 11,5 22,7 39,1 16,0 7,2 3,5 78,9

IV цикл 291,8 335,4 959,5 688,7 290,5 266,5

(1986-1991 гг.) 10,3 11,8 33,9 24,3 10,3 9,4 100,5

V цикл 92,4 388,5 1129,6 721,0 300.2 200,7

(1992-2001 гг.) 3,3 13,7 39,9 25,4 10,6 7,1 96,4

VI цикл 88,5 345,9 1190,5 800,4 288,3 118,8

(2002-2012гг.) 3,1 12,2 42,0 28,3 10,2 4,2 94,8

* в числителе - площадь, тыс. га, в знаменателе - доля, %

Запасы гумуса в почвах Самарской области, как правило, увеличиваются в направлении от светлосерых лесных к типичным чернозёмам, а дальше на юг, к южным чернозёмам и каштановым почвам, они снижаются. Больше всего гумуса содержится в типичных чернозёмах (в метровом слое до 800... 900 т/га), меньше всего - в светло-серых и серых почвах (80.270 т/га).

Результаты обследований почв пахотных угодий Самарской области (табл. 1) свидетельствуют, что за последние 20 лет в регионе практически исчезли чернозёмы с высоким содержанием гумуса (более 8%). Доля среднегумусных почв с величиной этого показателя 6.8% в структуре пашни области снизилась с 31,9 до 11,7%. Вместе с тем, площади слабогумусированных почв значительно увеличились - с 19,3 до 39,7%.

Среди главных причин, вызывающих сокращение содержания гумуса, можно назвать усиленную минерализацию вследствие интенсивной обработки и применения удобрений, недостаточное поступление в обрабатываемые почвы корневых и пожнивных остатков, а также органических удобрений, развитие эрозионных процессов, отчуждение обогащённого гумусом пахотного слоя при проведении сельскохозяйственных мероприятий, особенно уборки корнеплодов. В результате если в 1988 г. для поддержания бездефицитного баланса гумуса в среднем требовалось поступление 3,0 т/га органического вещества, то в 2012 г. - 5,8 т/га.

По мнению Д.Н. Прянишникова для обеспечения систематического роста урожаев в почву необходимо возвращать 100% фосфора. По результатам многочисленных исследований, проведённых в Самарской области сотрудниками агрохимической службы и научно-исследовательских учреждений, установлено, что оптимальное содержания подвижных форм фосфора (по методу Чири-кова) для выщелоченных и типичных чернозёмов составляет 150 мг/кг, обыкновенных чернозёмов -

138 мг/кг, южных чернозёмов - 120 мг/кг.

Чернозёмные почвы Самарской области с близкой к нейтральной и нейтральной реакцией среды, аккумулируют в основном неорганические формы фосфатов. Как правило, это кальциевые и магниевые соли орто-фосфорной кислоты.

Внесение на чернозёмных почвах фосфорных удобрений приводит к накоплению метастабильных фосфатов кальция и железа, которые обладают большей растворимостью, чем природные соединения этого элемента. Такое свойство сохраняется долгое время, что и объясняет длительное последействие удобрений.

По итогам первого тура агрохимического обследования средневзвешенное содержание фосфора в почвах Самарской области составляло 68,2 мг/кг (табл. 2). Далее наблюдался постепенный рост величины этого показателя, и к концу пятого тура она достигла 100,5 мг/кг, в целом оставаясь в пределах средней обеспеченности.

К 1991 г., благодаря высокому уровню применения удобрений, площади почв с низким содержанием подвижного фосфора сократились в 1,9 раза, а доля почв с высокой концентрацией этого элемента увеличилась в 3 раза.

В связи с сокращением объёмов внесения фосфорсодержащих удобрений к 2000 г. и позже произошло некоторое снижение обеспеченности почв подвижными формами этого элемента. По результатам последнего завершённого цикла агрохимического обследования их средневзвешенное содержание в почвах Самарской области уменьшилось до 94,8 мг/кг.

По концентрации обменного калия почвы Самарской области характеризуются как высокообеспеченные (табл. 3). Средневзвешенная величина этого показателя по области в 2012 г. составляла 137,6 мг/кг, что в значительной степени связано с доминированием разновидностей почвы с тяжёлым механическим составом.

Таблица 3. динамика содержания обменного калия в почвах пашни по циклам агрохимического обследования

Цикл (годы) обследования Очень низкое (<20 мг/ кг)* Низкое (21...40 мг/кг) Среднее (41...80 мг/кг) Повышенное (81...120 мг/кг) Высокое (121...180 мг/кг) Очень высокое (>180 мг/ кг) Средневзвешенное, мг/кг почвы

I цикл 14 28,6 534,1 923,3 975,8 369,2

(1964-1968 гг.) 0,1 1,0 18,8 32,6 34,5 13,0 123,2

II цикл 11 23,4 257,7 355,0 1072,2 1123,0

(1969-1975 гг.) 0,1 0,8 9,1 12,5 37,9 39,6 158,3

III цикл 34,2 67,4 170,0 637,5 1376,1 547,2

(1976-1985 гг.) 1,2 2,4 6,0 22,5 48,6 19,3 140,4

IV цикл 27 32,6 422,2 642,7 1102,1 630,1

(1986-1991 гг.) 0,1 1,2 14,9 22,7 38,9 22,2 137,1

V цикл 0,7 23,0 350,5 756,1 1018,2 638,3

(1992-2001 гг.) 0,1 0,8 12,4 26,7 35,9 24,1 138,9

VI цикл 10 33,3 269,3 789,5 1046,1 692,9

(2002-2012 гг.) 0,1 1,2 9,5 27,9 36,9 24,5 137,6

* в числителе - площадь, тыс. га, в знаменателе - доля, %

Деградация почв связана как со снижением доз вносимых удобрений, эрозией почв, так и постоянной вспашкой с припахиванием подпахотного горизонта. В результате этого происходит ослабление биологической активности верхнего слоя и, как следствие, ухудшение его водно-физических свойств, а также режима питания растений.

Агроэкологическое состояние почв Самарской области продолжает оставаться неопасным для возделывания сельскохозяйственных культур. Содержание тяжёлых металлов и радионуклидов находится в пределах фоновых значений.

Показатели микроэлементного состава изучаемых почв в 2012 г., хотя и несколько отличались от результатов, полученных ранее, но определённыхзакономерностей установить не удалось. В одних случаях они остались без изменений, в других отмечены отклонения, в сторону, как уменьшения, так и увеличения.

Определение кислотности снеговой воды показало, что она колеблется от близкой к нейтральной до нейтральной. Анионы сульфатов обнаружены на всех реперных участках, хлоридов - на 6 реперных участках. В снеговой воде присутствовали, хотя и в небольших количествах, тяжёлые металлы. В среднем по всем точкам наблюдения в 1 л снеговой воды содержалось 0,012 мг свинца и 0,0007 мг кадмия.

Содержание элементов загрязнителей и радионуклидов в растительной продукции также не превышало предельно допустимых концентраций и не было опасным для ее использования в пищевых и кормовых целях.

Выводы. Таким образом, за годы наблюдений средневзвешенная концентрация гумуса в почвах Самарской области снизилась на 1,16 %, доля почв с низким и очень низким его содержанием увеличилась в 2,2 раза (с 19,3 до 43,3%), с повышенным и высоким -уменьшилась в 2,8 раза (с 33,8 до 11,9%). Средневзвешенное содержание доступного фосфора в течение первых четырех циклов возрастало и достигло максимума в 1986-1991 гг. (100,5 мг/кг почвы), после чего начало снижаться. К 2012 г. величина этого показателя сократилась до 94,8 мг/кг почвы. При этом доля почв с низким и очень низким содержанием доступного фосфора за годы наблюдений уменьшилась в 2,7 раза (с 41,5 до 15,4%), с повышенным и высоким - увеличилась в 2,2 раза (с 6,6 до 14,4%). Средневзвешенное содержание обменного калия во все годы характеризовалось как высокое и варьировало на уровне 123,2... 158,3 мг/кг почвы. Наибольшая величина этого показателя была отмечена в 1969-1975 гг.

Почвы области имеют достаточно стабильные показатели по содержанию микроэлементов, характеризуются неопасным содержанием тяжёлых металлов и спокойным радиологический фон.

Получаемая растительная продукция не накапливает опасного количества токсических веществ и может использоваться для пищевых и кормовых целей. Выпадающие осадки также не оказывают отрицательного влияния на окружающую среду.

Литература.

1. Афанасьев Р.А., Мерзлая Г.Е. Динамика подвижного фосфора в различных почвах//Плодородие. 2013. №3. С. 16-18.

2. Горохова А.Г., Иванов А.И., Костычев А.А. Фоновое содержание свинца, цинка, меди и никеля в серых лесных и болотно-торфянисто-глеевых почвах Пензенской области//Нива Поволжья. 2013. № 2 (27). С. 28-35.

3. Иванов Д.А., Рублюк М.В., Карасева О.В., Агеева С.И. Результаты мониторинга содержания гумуса в осушаемых почвах // Плодородие. 2012. №3. С. 31-32.

4. Лукин С.В., Цыгуткин А.С., Блинникова В.Д., Кауфман А.Л. Агроэкологическая оценка кислотности почв Центрального Черноземья и необходимость проведения химической мелиорации при возделывании белого люпина// Плодородие. 2012. №6. С. 38-40.

5. Мониторинг калийного режима чернозёмов ЦЧР / П.А. Чекмарев, С.В. Лукин, Ю.И. Сискевич, Н.П. Юмашев, В.И. Корчагин, А.Н. Хижняков //Достижения науки и техники АПК. 2011. №8. С. 3-6.

6. Мониторинг кислотности пахотных почв Центрально-Черноземного района / П.А. Чекмарев, С.В. Лукин, Ю.И. Сискевич, Н.П. Юмашев, В.И. Корчагин, А.Н. Хижняков //Достижения науки и техники АПК. 2011. №7. С. 6-8.

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

8. Синдирева А.В., Красницкий В.М., Ермохин Ю.И. Региональные особенности содержания кадмия и цинка в почвах Омской области//Плодородие. 2012. №1. С. 47-50.

9. Содержание обменных и валовых форм калия в почвах Ставропольского края/Цховребов В. С., Оганесова О.А., Фаизова В.И., Никифорова А.М., Чистоглядова Л.Ю. //Плодородие. 2013. №5. С. 8-9.

10. Сычев В.Г., Кузнецов А.В., Павлихина А.В., Лобас Н.В. Содержание гумуса, подвижного фосфора, обменного калия и степень кислотности пахотных почв Российской Федерации// Плодородие. 2008. №3. С. 1-3.

11. Сычёв В.Г., Лунёв М.И., Павлихина А.В. Современное состояние и динамика плодородия пахотных почв России // Плодородие. 2012. №4. С. 5-7.

12. Фосфор в земледелии Центрально-Черноземного района /П.А. Чекмарев, С.В. Лукин, Ю.И. Сискевич, Н.П. Юмашев, А.Н. Хижняков //Достижения науки и техники АПК. 2011. №2. С. 21-23.

13. Чекмарёв П.А., Лукин С.В. Мониторинг плодородия пахотных почв центрально-черноземных областей России //Агро -химия. 2013. № 4. С. 13-24.

14. Чекмарев П.А., Лукманов А.А., Нуриев С.Ш., Гайров Р.Р. Состояние кислотности почв республики Татарстан //Достижения науки и техники АПК. 2013. №12. С. 8-11.

DYNAMiCS OF THE MAiN FERTILITY iNDiCES OF SOiLS iN SAMARA REGiON FOR 50 YEARS S.V. Obushchenko

Summary. The analysis of dynamics of the main indices of soil fertility and agroecological situation of the used agricultural lands for 50 years as well as atmospheric condensations and vegetation showed that the weighted concentration of humus in soils in Samara region reduced for the period of observation by 1.16 %. At that, the portion of soils with low and very low humus content increased 2.2 times (from 19.3 to 43.3 %), with increased and high content - reduced 2.8 times (from 33.8 to 11.9 %). During the first four cycles of agrochemical inspections the weighted average amount of available phosphorus grew and reached maximum in 1986-1991 (100.5 mg/ kg of soil), after that it began to come down. By 2012 the value of this index reduced to 94.8 mg/kg of soil. In this case during the years of observation the portion of soils with low and very low content of available phosphorus decreased 2.7 times (from 41.5 to 15.4 %), with increased and high one - raised 2.2 times (from 6.6 to 14.1 %). The weighted mean content of exchange potassium in all these years was characterized as high and varied at level 123.2...158.3 mg/kg of soil. The maximum value of this index was in 1969-1975. The soils of the region have sufficiently stable indices in microelements content, they are characterized by harmless content of heavy metals and radiological background. The obtained plant production does not accumulate a dangerous quantity of toxic substances and can be used for food and feed purposes. The falling out precipitations also do not have a negative effect. Keywords: soil, fertility, dynamics, humus, phosphorus, potassium.