Восстановление и повышение плодородия почв, улучшение почвенного питания растений – эти важнейшие вопросы агрономии, лежащие в основе получения высоких устойчивых урожаев, связаны прежде всего с регулированием деятельности полезной почвенной микрофлоры и ее взаимоотношений с высшими растениями. Почвенные микроорганизмы являются обязательным компонентом любой агроэкосистемы. Они обладают мощным ферментативным аппаратом, выполняют многообразные функции в круговороте веществ, тем самым обеспечивая постоянное функционирование всей экосистемы в целом [6, 7, 8, 9, 10].
Фосфор и калий играют важнейшую роль в формировании урожайности сельскохозяйственных культур, они в значительной степени, наряду с другими элементами, определяют плодородие почв [6].
Оптимальное содержание подвижного фосфора (по Чирикову) в тяжелосуглинистых черноземах принято считать 150–200 мг/кг (запасы в пахотном слое 480–660 кг/га), а минимально допустимое составляет 80–90 мг/кг (запасы 180–200 кг/га), максимальное допустимое составляет 200 мг/кг (запасы 700 кг/га) [13]. Для повышения содержания подвижного фосфора на 10 мг/кг в черноземе выщелоченном тяжелосуглинистом необходимо внести 90 кг/га Р2О5 [13], по другим данным, полученным ранее [12] этот норматив составляет 100–120 кг/га. Существенным снижением содержания подвижного фосфора в почве считается его уменьшение на 25 % от исходного [11].
По данным ВНИПТИХИМ и ВНИИА [1, 2, 3] с 1986 г. по 2010 г. в Ульяновской области общая площадь пашни сократилась с 1,80 млн га до 1,58 млн га, или на 12 % (табл. 1).
Более чем в 10 раз снизилась площадь пашни с очень низким и в 3 раза –
с низким содержанием подвижного фосфора. Вероятно, снижение малоплодородных почв связано с их выбытием из активного сельскохозяйственного использования. В последние десятилетия в области уменьшилось внесение органических и минеральных удобрений, потому за счет выноса элементов питания из почвы с отчуждаемой частью урожая, происходит снижение площадей пашни со средним и повышенным содержанием подвижного фосфора. В то же время увеличивается количество площадей с высоким и очень высоким содержанием подвижного Р2О5, находящихся, вероятно, в хозяйствах интенсивного ведения земледелия.
Таблица 1
Динамика изменения содержания подвижного фосфора (по Чирикову)
в пахотных почвах Ульяновской области
(ВНИПТИХИМ, 1987; ВНИИА, 2005, 2013)
Показатель |
1986 г. | 2004 г. |
2010 г. |
|||
тыс. га | % | тыс. га | % | тыс. га | % | |
Обследуемая площадь | 1 804,2 | 100,0 | 1 666,1 | 100,0 | 1 584,0 | 100,0 |
Группы, мг/кг P2O5: | ||||||
очень низкое (< 20) | 50,7 | 2,8 | 14,6 | 0,9 | 4,8 | 0,3 |
низкое (20–50) | 301,6 | 16,7 | 163,1 | 9,8 | 107,3 | 6,8 |
среднее (51–100) | 570,9 | 31,7 | 473,5 | 28,4 | 428,3 | 27,0 |
повышенное (101–150) | 477,0 | 26,4 | 479,8 | 28,8 | 427,7 | 29,8 |
высокое (151–200) | 215,8 | 12,0 | 236,1 | 14,2 | 287,5 | 18,2 |
очень высокое (> 200) | 180,2 | 10,4 | 299,2 | 17,9 | 283,4 | 17,9 |
До закладки полевого опыта в пахотном слое чернозема выщелоченного тяжелосуглинистого содержание подвижного фосфора составляло 214–228 мг/кг, исходя из приведенной выше градации, обеспеченность почвы подвижным Р2О5 соответствует значению очень высокое. Такую обеспеченность фосфором в области имеют свыше 280 тыс. га, или 18 % от общей площади пашни. Определение содержания подвижного фосфора до закладки и после прохождения ротации севооборота позволило установить его изменения за семилетний период использования пашни. Без дополнительного поступления в почву этого элемента содержание подвижного фосфора на контроле снизилось в зависимости от фона на 14–25 мг/кг (табл. 2).
Ежегодное внесение фосфорного удобрения (суммарная доза за севооборот 95 кг/га) также не обеспечила исходное содержание подвижного фосфора в пахотном слое почвы, в среднем по всем фонам его снижение достигло 12 мг/кг.
Использование 25 т/га навоза не сохранило обеспеченность почвы подвижным фосфором, поскольку при выращивании сельскохозяйственных культур формировался отрицательный баланс данного элемента. Положительный баланс фосфора в семипольном зерновом севообороте формировался при внесении навоза в двойной дозе и ОСВ в обеих дозах, что привело к накоплению на 8–22 мг/кг подвижного фосфора в пахотном слое чернозема выщелоченного тяжелосуглинистого в среднем по фонам. При отрицательном балансе этого элемента, формируемом в севообороте на всех фонах при заделке сидерата и соломы, содержание подвижного фосфора в пахотном слое снижалось на 13–21 мг/кг.
Таблица 2
Изменения содержания подвижного фосфора (по Чирикову) в почве при использовании удобрений на различных фонах, мг/кг
Вариант | Фон |
Среднее изменение по варианту |
|||||
Нулевой | Диатомит | Инокуляция | |||||
Исходное | +/– | Исходное | +/– | Исходное | +/– | ||
1. Контроль | 218 | –14 | 228 | –25 | 220 | –19 | –19 |
2. N140Р95К175 | 215 | –8 | 219 | –10 | 219 | –17 | –12 |
3. Навоз 25 т/га | 217 | –9 | 216 | –15 | 217 | –12 | –12 |
4. Навоз 50 т/га | 216 | +15 | 215 | +7 | 219 | +2 | +8 |
5. ОСВ 12,5 т/га | 214 | +16 | 215 | +9 | 215 | +5 | +10 |
6. ОСВ 25 т/га | 215 | +26 | 214 | +21 | 216 | +18 | +22 |
7. Сидерат | 214 | –13 | 218 | –14 | 220 | –15 | –14 |
8. Солома + N115 | 219 | –19 | 227 | –16 | 222 | –21 | –19 |
Итак, изменения содержания подвижного фосфора в пахотном слое чернозема выщелоченного тяжелосуглинистого тесно связано с состоянием баланса этого элемента. При отрицательном балансе, формируемом в семипольном севообороте за счет внесения минеральных удобрений (суммарная доза Р95), 25 т/га навоза и при запашке сидерата и соломы в начале севооборота, содержание подвижного фосфора снижается на 12–22 мг/кг. При положительном балансе фосфора в севообороте, создаваемом за счет внесения 50 т/га навоза и 12,5 и 25,0 т/га ОСВ, содержание подвижного фосфора возрастает на 8–22 мг/кг.
Методом регрессионного анализа установлена линейная зависимость изменения содержания подвижного фосфора (по Чирикову) в пахотном слое чернозема выщелоченного тяжелосуглинистого от состояния баланса этого элемента в севообороте:
У =0,1254х, R2 = 0,88 (1)
где У – изменения (+/–) содержания Р2О5, мг/кг; х – баланс Р2О5 за севооборот, кг/га.
Высокое значение коэффициента R2 = 0,88 свидетельствует о сильной связи между этими показателями.
Итак, увеличение содержания подвижного фосфора на 10 мг/кг почвы происходит от 80 кг/га внесенных сверх выноса Р2О5. Этот норматив примерно соответствует дозе (80–90 кг/га) для сдвига содержания подвижного фосфора в пахотном слое средне- и тяжелосуглинистых выщелоченных черноземов [13]. Существенного снижения плодородия почвы по содержанию подвижного фосфора за ротацию севооборота не происходит.
Для выщелоченных и типичных черноземных почв оптимальное значение содержания подвижного (по Чирикову) калия в 0–25 см слое составляет 220–230 мг/кг, а снижение оптимума должно быть не более чем на 110–115 мг/кг. Существенным снижением плодородия земель сельскохозяйственного назначения является уменьшение содержания подвижного калия на 25 % или более от исходного состояния [11]. Для увеличения содержания подвижного калия в пахотном слое почвы на 10 мг/кг необходимо внести калийное удобрение в дозе 80–90 кг/га действующего вещества [12].
В силу природных особенностей черноземные почвы богаты калием. Например, по данным ВНИПТИХИМ (1987) и ВНИИА (2005, 2013) почв с высоким и очень высоким содержанием подвижного калия в Ульяновской области более 50 % (табл. 3).
Таблица 3
Динамика изменения содержания подвижного калия (по Чирикову) в пахотных почвах Ульяновской области (ВНИПТИХИМ, 1987; ВНИИА, 2005, 2013)
Показатель | 1986 г. | 2004 г. | 2010 г. | |||
тыс. га | % | тыс. га | % | тыс. га | % | |
Обследуемая площадь | 1 804,2 | 100,0 | 1 666,1 | 100,0 | 1 584,0 | 100,0 |
Группа: K2O, мг/кг: | ||||||
очень низкое (< 20) | 1,1 | 0,0 | 0,4 | 0,0 | 0,5 | 0,0 |
низкое (20–40) | 16,0 | 0,9 | 19,9 | 1.2 | 20,0 | 1,3 |
среднее (41–80) | 247,4 | 13,7 | 335,2 | 20,1 | 246,7 | 15,6 |
повышенное (81–120) | 557,9 | 31,5 | 532,6 | 32,0 | 451,7 | 28,5 |
высокое (121–180) | 626,0 | 34,7 | 425,1 | 25,5 | 492,4 | 31,1 |
очень высокое (>180) | 345,8 | 19,2 | 353,1 | 21,2 | 372,7 | 23,5 |
За последние 25 лет несколько увеличилась площадь пашни с низким содержанием подвижного калия. В настоящее время остается в том же количестве площадь пашни со средним содержанием подвижного калия. Вместе с тем снижается площадь пашни, имеющую повышенную и высокую обеспеченности подвижным К2О. Снижение обеспеченности почв калием, возможно, связано с уменьшением внесения удобрений при выращивании сельскохозяйственных культур.
В чернозёме выщелоченном тяжелосуглинистом, на котором проводили исследования, перед закладкой полевого опыта в пахотном слое содержание подвижного калия составляло 101–113 мг/кг, что соответствует повышенной группе обеспеченности. В результате систематического внесения минеральных удобрений и периодического внесения органических удобрений содержание подвижного калия в пахотном слое почвы изменялось за ротацию севооборота как в сторону увеличения, так и наблюдалось его снижение.
Без внесения удобрений содержание подвижного калия в пахотном слое почвы снизилось на всех фонах в среднем на 19 мг/кг, или на 17 %, а среднегодовое снижение за 7 лет ротации севооборота составляет 2,7 мг/кг. Если в почву и в дальнейшем не будут вноситься калийсодержащие удобрения, то через 10–11 лет содержание подвижного калия снизится на 25 %, и это будет квалифицироваться как существенное снижение плодородия земель сельскохозяйственного назначения, регламентируемое Постановлением Правительства Российской Федерации. При единовременной запашке в начале севооборота и при периодической после уборки культур заделке соломы на нулевом фоне и фоне с инокуляцией семян биопрепаратами содержание подвижного калия в почве снизилось за ротацию севооборота на 10–11 мг/кг, или на 9,5 % (табл. 4). При ежегодном снижении содержания подвижного калия на 1,44 мг/кг, существенное снижение плодородия почвы по этому показателю произойдет примерно через 20 лет.
Таблица 4
Изменения содержания подвижного калия (по Чирикову) в почве при использовании удобрений на различных фонах, мг/кг
Вариант |
Фон |
Среднее изменение по варианту |
|||||
Нулевой |
Диатомит | Инокуляция | |||||
Исходное | +/– | Исходное | +/– | Исходное |
+/– |
||
1. Контроль | 112 | –19 | 117 | –16 | 107 | –21 | –19 |
2. N140Р95К175 | 103 | +18 | 109 | +21 | 111 | +14 | +18 |
3. Навоз 25 т/га | 106 | +13 | 105 | +22 | 109 | +12 | +16 |
4. Навоз 50 т/га | 108 | +24 | 107 | +27 | 103 | +30 | +27 |
5. ОСВ 12,5 т/га | 113 | –6 | 111 | +5 | 108 | –14 | –5 |
6. ОСВ 25 т/га | 104 | +11 | 110 | +13 | 101 | +3 | +9 |
7. Сидерат | 107 | +15 | 113 | +14 | 103 | +8 | +12 |
8. Солома+ N115 | 111 | –11 | 114 | 0 | 112 | –18 | –10 |
Таким образом, при использовании почвы без удобрений и удалении с поля соломы возделываемых культур на всех фонах, а так же при периодической и систематической заделке соломы возделываемых культур на нулевом фоне и фоне с биопрепаратами снижается содержание подвижного калия в почве в среднем за год на 2,70 и 1,44 мг/кг. При таком использовании почвы произойдет существенное снижение плодородия через 10 лет в первом и через 20 лет во втором случаях. На фоне с внесением диатомита при заделке соломы изменений содержания калия в пахотном слое чернозема выщелоченного за ротацию севооборота не происходит.
При использовании в качестве удобрения 12,5 т/га ОСВ на нулевом и на фоне с биопрепаратами к окончанию ротации полевого севооборота произошло слабое снижение содержания подвижного калия в пахотном слое почвы по сравнению с исходным состоянием. Внесение навоза в обеих дозах, 25 т/га ОСВ и заделка сидерата в начале севооборота, а также ежегодное применение минеральных удобрений способствовали накоплению подвижного калия в пахотном слое, что связано с его положительным балансом в севообороте.
Следовательно, при систематическом внесении в севообороте калийного удобрения в суммарной дозе 175 кг/га и периодическом применении 25 и 50 т/га навоза, 25 т/га ОСВ и запашка сидерата по окончанию ротации севооборота в почве повышается содержание подвижного калия на всех фонах.
Используя данные по изменению содержания подвижного калия за ротацию севооборота и значение баланса этого элемента установлена линейная зависимость между этими параметрами, описываемая следующим уравнением регрессии:
У = 0,103 1х, R2=0,6568, (2)
где У – изменение содержания (увеличение или уменьшение) подвижного калия за ротацию севооборота, мг/кг; х – баланс К2О, кг/га.
Использование уравнения регрессии позволило рассчитать затраты К2О, необходимое для увеличения содержания на 10 мг/га подвижного калия в пахотном слое почвы, составившее около 100 кг/га. Полученный норматив затрат калия в целом соответствует тем параметрам, которые были получены ранее [12].
Следовательно, установлена тесная зависимость изменений содержания подвижного калия в пахотном слое чернозема от значений баланса этого элемента в севообороте, позволяющая по выявленному нормативу затрат калия (100 кг/га) прогнозировать изменение на 10 мг/кг содержание подвижного калия в пахотном слое чернозема выщелоченного тяжелосуглинистого.
Литература.
- Агрохимическая характеристика почв сельскохозяйственных угодий Российской Федерации. Реестр плодородия почв. – М. : ВНИИА, 2013. – 208 с.
- Агрохимическая характеристика почв сельскохозяйственных угодий Российской Федерации (по состоянию на 1 января 2004 г.). – М. : ВНИИА, 2005. – 184 с.
- Агрохимическая характеристика сельскохозяйственных угодий Российской Федерации по состоянию на 1.01 1986 года. – М. : ВНИПТИХИМ, 1987. – 269 с.
- Методическое руководство по проектированию применения удобрений в технологиях адаптивно-ландшафтного земледелия / под редакцией А.И. Иванова, Л.М. Державина. – М. : Россельхозакадемия, 2008. – 394 с.
- Никитин С.Н. Влияние последействия органических удобрений и инокуляции семян на продуктивность яровой пшеницы // Земледелие. – 2013. – №8. – С. 12-14
- Никитин С.Н. Влияние средств химизации и биологизации на урожайность озимой пшеницы / С.Н. Никитин // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. – № 1. – 2014. – С. 24–29.
- Никитин С.Н. Оценка эффективности применения биопрепаратов в Среднем Поволжье / С.Н. Никитин. – Ульяновск: Изд-во ИПК «Венец» УлГТУ, 2014. – 135 с.
- Никитин С.Н. Совершенствование системы удобрения яровой пшеницы с использованием биопрепаратов и микроэлементов (ЖУСС-2) в условиях лесостепи Поволжья: Автореф. дис. ,,,канд. с.-х.н. – Саранск, 2002. – 16 с.
- Никитин С.Н., Орлов А.В. Применение биологических препаратов на яровой пшенице // Земледелие. – 2009. – №4. – С. 20-22.
- Постановление Правительства Российской Федерации от 22 июля 2011 г. № 612 «Об утверждении критериев существенного снижения плодородия земель сельскохозяйственного назначения».
- Постников, А.В. Временные нормативы затрат удобрений на проведение работ по комплексному агрохимическому окультуриванию почв / А.В. Постников, С.А. Шафран. – М. : ВНИПТИХИМ, 1992. – 10 с.
- Фрид А.С., Кузнецова И.В., Королева И.Е., Бондарев А.П., Когут Б.М., Уткаева В.Ф., Азовцева Н.А. Зонально-провинциальные нормативы изменений агрохимических, физико-химических и физических показателей основных параметров пахотных почв Европейской территории России при антропогенных воздействиях // Методические рекомендации. – М. : Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2010. – 176 с.[schema type=»book» name=»ВЛИЯНИЕ СРЕДСТВ ХИМИЗАЦИИ И БИОЛОГИЗАЦИИ НА СОДЕРЖАНИЕ ПОДВИЖНЫХ ФОРМ ФОСФОРА И КАЛИЯ В ПОЧВЕ» author=»Никитин Сергей Николаевич» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-06-14″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 30.12.2014_12(09)» ebook=»yes» ]