Russian Federation
Russian Federation
631.41
the characteristics of agrochemical and physico-chemical properties of gray forest soils of Yenisei Siberia and their changes during long-term agricultural use, as well as the results of field experiments on the use of mineral fertilizers on these soils, showing their productive capacity, are presented. In the agro-gray soils of the subtaiga zone, acidification and depletion of the soil absorbing complex by exchange bases occur during their long-term use. The application of mineral fertilizers allows to increase the productivity of crop rotation by 35-69%, depending on the dose of NPK. The agro-gray soils of the subtaiga zone of Yenisei Siberia can serve as a reserve for the expansion of agricultural land in the region.
change in agrochemical properties, agrogray soils, yield
Введение. Ранее распаханные земли подтаёжной зоны Красноярского края представлены автоморфными дерново-подзолистыми и серыми лесными почвами, занимающими соответственно 170 тыс. га и 380 тыс. га [1]. На основной площади пашни распространены среднекислые (56%) и сильнокислые (21%) почвы, которые характеризуются повышенной степенью насыщенности основаниями и высокой гидролитической кислотностью. В земледельческой части подтаёжной зоны, где преобладают серые лесные почвы, средневзвешенное содержание гумуса составляет 5,2 %. Около 30 % почв характеризуются очень низким и низким содержанием подвижного фосфора. Недостаток обменного калия отмечается на кислых почвах подтаёжной зоны, где удельный вес площадей с низким и очень низким содержанием обменного калия составляет около 27,0 % почв [2]. Пашня, занятая агросерыми почвами, в основном характеризуется низким (менее 12 мг/кг) содержанием нитратного азота перед посевом.
Урожайность сельскохозяйственных культур на агросерых почвах подтаёжной зоны не высокая, в среднем 15-17 ц/га. Вместе с тем, культуры, возделываемые на этих почвах, проявляют очень высокую отзывчивость на минеральные и органические удобрения. В ранее проведённых опытах, нами доказано, что оптимизированная система удобрений позволяет получать урожай яровых зерновых культур и озимой ржи 25-30 ц/га, сена многолетних трав - 50-60 ц/га. Примечательно, что продуктивность сельскохозяйственных культур в подтаёжной зоне редко лимитируется влагой, чаще всего – ресурсами тепла, минеральным питанием и фитосанитарной ситуацией в агроценозах. Агроклиматический и почвенный потенциал в основном не реализуется из-за низкого уровня применения минеральных и органических удобрений, высокая эффективность которых доказана в многочисленных исследованиях, проведенных на нечерноземных почвах в разных регионах Сибири [3,4].
Серые лесные почвы распространены преимущественно на территории северной лесостепной и подтаёжной зон. Эти почвы, большая часть которых в настоящее время находится в залежном состоянии, мы рассматриваем в качестве резервного фонда для расширения сельскохозяйственных угодий, что определяет актуальность знаний об изменении агрохимических свойств и производительной способности этих почв за длительный период их использования.
Дефицит в земельных ресурсах уже проявляется в крупных сельскохозяйственных предприятиях Красноярского края, таких как ЗАО «Назаровское», АО «Солгонское», АО «Искра», которые имеют в составе индивидуального землепользования более 60, 50 и 70 тыс. га пашни соответственно, и в некоторых других экономически и технологически развитых сельскохозяйственных предприятиях. В этой связи, освоение залежных серых лесных почв может служить источником пополнения регионального пахотного фонда.
Объекты и методы исследований. Полевые исследования в подтаежной зоне проводились на стационаре, расположенном в пределах землепользования бывшего ТОО «Зареченское» Тюхтетского района Красноярского края. Опытный участок представлен комплексом серых лесных оподзоленных почв средне- и тяжелосуглинистого гранулометрического состава. Содержание гумуса составляет 3,8…4,4%; рНсол - 4,5…4,7; гидролитическая кислотность - 4…7 мг-экв/100г почвы, сумма обменных оснований – 15…20 мг-экв/100 г почвы, степень насыщенности основаниями – 69…74%, Р2О5 (низкое) – 6…10. К2О (среднее) – 7…13 мг/100 г почвы (по Кирсанову). Агрохимические свойства почв определяли по общепринятым методикам [5].
Для оценки влияния хозяйственной деятельности человека на показатели почвенного плодородия серых лесных почв за длительный период эксплуатации использовали метод сравнения аналогов: пашня – целина.
Результаты исследований. В таблице 1 представлены результаты исследований на серых лесных почвах, находящихся в использовании около 110 лет. Расстояние между разрезами на пашне и на целине 50 метров. Рельеф идентичный, полого - увалистый. За период длительного использования земель возделывали в основном озимую рожь, овес, пшеницу, лен-долгунец.
Сравнительная оценка изменений агрохимических показателей почвы за длительный период её эксплуатации показывает, что по содержанию гумуса заметных изменений не произошло (снижение на 0,4 %), что говорит о высокой устойчивости этого показателя на агросерых почвах. Учитывая близкое расстояния поля от животноводческой фермы, можно предположить, что длительное время на этих полях применяли только навоз.
Таблица 1 - Изменение агрохимических свойств серой лесной почвы за длительный период эксплуатации
|
Гори- зонт |
Глуби- на, см |
Гумус, % |
рН сол. |
Нг |
S |
V, % |
Р2О5* |
К2О |
|
мг.-экв./100г |
мг на 100г |
|||||||
|
Целина (n = 3) |
||||||||
|
А1 |
6-18 |
4,6 |
4,5 |
7,3 |
22,1 |
75 |
4,1 |
8,9 |
|
А1А2 |
19-44 |
2,1 |
4,5 |
6,3 |
23,0 |
78 |
6,3 |
8,2 |
|
А2В |
45-56 |
1,5 |
4,2 |
5,7 |
25,6 |
83 |
7,6 |
13,2 |
|
В1 |
57-76 |
0,9 |
4,4 |
3,8 |
29,3 |
88 |
8,8 |
14,4 |
|
В2 |
77-100 |
0,7 |
6,5 |
0,9 |
34,5 |
97 |
12,5 |
13,2 |
|
ВС |
…-150 |
0,6 |
6,7 |
0,4 |
19,2 |
98 |
0,2 |
5,1 |
|
Пашня (n = 3) |
||||||||
|
Апах. |
0-25 |
4,2 |
4,4 |
8,1 |
17,2 |
68 |
9,1 |
6,6 |
|
А1А2 |
26-41 |
2,2 |
4,5 |
5,0 |
13,6 |
73 |
7,3 |
7,7 |
|
А2В |
42-61 |
0,7 |
4,1 |
4,2 |
13,4 |
76 |
8,3 |
7,7 |
|
В1 |
62-71 |
0,6 |
4,1 |
3,8 |
18,9 |
83 |
4,7 |
11,6 |
|
В2 |
72-105 |
0,7 |
4,4 |
3,4 |
29,0 |
89 |
11,0 |
14,3 |
|
ВС |
…-150 |
0,5 |
6,6 |
0,5 |
20,5 |
97 |
0,2 |
4,0 |
По некоторым сведениям, многолетнее применение навоза не даёт кумулятивного накопления углерода в почве [6]. Другие источники свидетельствуют о прогрессирующем накоплении запасов органического вещества, если количество углерода в органических остатках больше количества углерода, выделяемого в виде СО. Если соотношение обратное, то преобладает минерализация гумуса и его содержание в почве постепенно снижается [7]. В полевых опытах нами установлено, что применение навоза на агросерых почвах приводит к увеличению лабильных гумусовых веществ и водопрочных агрегатов. Максимальное количество гуминовых и фульвокислот лабильных гумусовых и углеродистых веществ, переходящих в 0.1 н. Н2SО4-вытяжку, обнаруживалось под клевером 1-го года использования на вариантах с удобрениями на фоне известкования [8]. В Западной Сибири на агросерых почвах Новосибирского Приобья доказано, что азотминерализующая способность почв характеризует интенсивность разложения органических азотсодержащих соединений и отражает способность их к накоплению минерального подвижного азота [9].
За время более чем вековой период эксплуатации серых лесных оподзоленных тяжелосуглинистых почв произошло их подкисление. Почвы из группы среднекислых перешли в группу сильнокислых. В пахотном слое увеличилась гидролитическая кислотность, произошло снижение количества обменных оснований и, как следствие, уменьшение степени насыщенности почв основаниями в метровом слое. Динамика агрохимических свойств в серых лесных почвах отмечена и Западно-Сибирском регионе [10].
Обеспеченность пахотного слоя почв пашни калием, по сравнению с целинными аналогами, снижается на 25 %, а по фосфору, наоборот – происходило увеличение пятиокиси фосфора в пахотном слое более чем в два раза. Это можно объяснить существующей ранее системой удобрения в хозяйстве. Калийные удобрения не применялись совершенно, фосфорные – использовались довольно активно в виде двойного гранулированного суперфосфата и позже, в виде аммофоса, что и позволило создать многолетний запас Р2О5 в почве.
В полевых опытах с удобрениями на агросерых почвах установлена высокая эффективность минеральных удобрений (табл. 2).
Таблица 2 - Влияние удобрений на урожай культур полевого севооборота, ц/га зерновых ед. (среднее за 3 года)
|
Вариант |
Озимая рожь |
Ячмень |
Клевер 1 г. п. |
Клевер 2 г. п. |
Лен дол- гунец |
Пшеница |
Овес |
Общий сбор за сево- оборот |
|
Контроль |
12,2 |
8,4 |
18,2 |
14,8 |
21,8 |
14,0 |
12,2 |
101,6 |
|
N30P30K30 |
19,0 |
11,5 |
25,4 |
17,2 |
29,3 |
19,5 |
15,5 |
137,4 |
|
N60P60K60 |
21,2 |
13,0 |
27,6 |
18,4 |
30,9 |
23,0 |
19,4 |
153,5 |
|
N90P90K90 |
24,5 |
15,1 |
29,3 |
19,5 |
34,6 |
24,7 |
22,6 |
170,3 |
|
НСР05 |
2,1 |
1,9 |
2,1 |
1,8 |
2,3 |
2,4 |
2,6 |
|
Внесение минеральных удобрений позволяет увеличить продуктивность севооборота на 35 – 69 % в зависимости от дозы NPK. Доказано, что культуры, более адаптированные к местным условиям, в меньшей степени реагируют на внесение минеральных удобрений. Ряд адаптивности выглядит следующим образом: клевер – лен-долгунец – озимая рожь – овес – пшеница – ячмень. В этом же направлении, как правило, повышается отзывчивость культур на удобрения и снижается урожай без удобрений. Высокая отзывчивость сельскохозяйственных культур на средства интенсификации, в первую очередь удобрения, доказана и в Западной Сибири [11].
Заключение. В агросерых почвах подтаёжной зоны за период длительного их использования происходит подкисление и обеднение почвенного поглощающего комплекса обменными основаниями и, следовательно, остается актуальным вопрос известкования этих почв. Внесение минеральных удобрений позволяет увеличить продуктивность севооборота на 35 – 69 % в зависимости от дозы NPK. На малогумусных, с низким содержанием фосфора и средним содержанием калия агросерых почвах, без применения удобрений возделывание зерновых культур нецелесообразно. Обязательным следует считать применение невысоких (стартовых) доз удобрений (N30P30K30). Возделывание клевера и льна-долгунца по пласту клевера возможно и без удобрений. Предложенный севооборот позволяет обходиться без применения гербицидов, что имеет важное экологическое и экономическое значение. Агросерые почвы подтаёжной зоны Приенисейской Сибири могут служить резервом для расширения сельскохозяйственных угодий региона.
1. Krupkin, P.I. Chernozemy Krasnoyarskogo kraya: Monografiya. Krasnoyarsk: KrasGAU, 2002. S. 39.
2. Tandelov Yu.P. Plodorodie pochv i effektivnost' udobreniy v Sredney Sibiri. 2-e izd., pererab. i dop. Krasnoyarsk Krasnoyarskaya gorodskaya tipografiya, 2012. 302 s.
3. I. B. Sorokin I.B., Kulizhskiy S.P., Pas'ko O.A., Merzlyakov O.E. Vliyanie dlitel'nogo primeneniya solomy i sideratov na seroy lesnoy pochve na produktivnost' agrocenozov // Agrohimiya. 2023. № 9. S. 22-27. DOI: https://doi.org/10.31857/S0002188123090119; EDN: https://elibrary.ru/VXSLNU
4. Trubnikov Yu.N., Bopp V.L. Vliyanie mineral'nyh udobreniy i gerbicidov na semennuyu produktivnost' mnogoletnih trav v Prieniseyskoy Sibiri. Vestnik NGAU (Novosibirskiy gosudarstvennyy agrarnyy universitet). 2023;(1):83-90. https://doi.org/10.31677/2072-6724-2023-66-1-83-90 EDN: https://elibrary.ru/PZRUEI
5. Agrohimicheskie metody issledovaniy pochv. M.: Nauka, 1975. 656 s.
6. V. M. Cemenov, T. N. Lebedeva, N. B. Zinyakova, D. A. Cokolov. Razmery i sootnosheniya pulov organicheskogo ugleroda v seroy lesnoy pochve pri mnogoletnem primenenii mineral'nyh i organicheskih udobreniy // Pochvovedenie. 2023. № 4. S. 482-501. DOI: https://doi.org/10.31857/S0032180X22601426; EDN: https://elibrary.ru/HORPOE
7. Orlov D.S. Himiya pochv. M.: Izd-vo MGU, 1985. S. 164.
8. Kurachenko N.L., Trubnikov Yu.N. Vliyanie udobreniy i meliorantov na strukturno-agregatnoe sostoyanie seryh lesnyh pochv i soderzhanie v nih labil'nyh gumusovyh veschestv // Agrohimiya. 2002. № 5. S. 17-21. EDN: https://elibrary.ru/BFUWTK
9. Gamzikov G. P., Suleymenov S. Z. Azotmineralizuyuschaya sposobnost' seroy lesnoy pochvy Novosibirskogo Priob'ya pri kompostirovanii i parovanii rastitel'nyh ostatkov // Pochvovedenie. 2021. № 5. S. 582-591. https://doi.org/10.31857/S0032180X21050087/. EDN: https://elibrary.ru/ASUZLB
10. Kotchenko S.G., Gruzdeva N.A., Eremin D.I. Dinamika himicheskih svoystv seroy lesnoy pochvy Severnogo Zaural'ya pri intensivnom ee ispol'zovanii v pashne // Vestnik Altayskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2019. №11(181). – S. 49–56. EDN: https://elibrary.ru/BRVIBM
11. Usenko V.I., Usenko S.V., Oleshko V.P., Garkusha A.A. Produktivnost' agrocenozov i kachestvo zerna pshenicy v zavisimosti ot obrabotki pochvy i sredstv intensifikacii // Zemledelie. 2018. № 8. S. 30-33. DOI: https://doi.org/10.24411/0044-3913-2018-10809; EDN: https://elibrary.ru/VRMJFA
