Russian Federation
The arable soils of the region were characterized by low and medium levels of fertility. Within each field, soil fertility indicators varied over a wide range. The humus content varied from 2.2 to 7.3%. pH varied from moderately acidic to neutral. The composition of exchangeable cations characterized by high magnesium content - from 2.5 to 9.5 mmol/100 g of soil. In the aggregate composition of soils the amount of agronomically valuable fractions was 45.2-61.0%, blocky aggregates - 14.8-36.5%, dust - 8.7-36.9%.
humus, aggregate composition, pH, exchangeable cations, fertility
Россия обладает значительными земельными ресурсами, среди которых большие площади занимают сельскохозяйственные угодья, в частности пашня. Плодородие пахотных почв зависит от климатических условий, системы обработки, использования удобрений и других методов земледелия [1–4].
Актуальность. В некоторых районах России в пашню используют и малоплодородные почвы, вследствие чего земледельцы сталкиваются с ограничениями в выращивании культур. Для обеспечения устойчивого развития сельского хозяйства землепользователи вынуждены применять современные инновационные подходы и технологии для поддержания и повышения почвенного плодородия, увеличения продуктивности культур с соблюдением принципов экологической устойчивости в управлении почвами области [5, 6]. Результаты обследования почвенного покрова ряда районов Омской области, расположенных в разных природных зонах, на сегодняшний день показали низкий и средний уровень плодородия почв пашни [7–10].
Условия, объекты и методы исследования. Исследования проведены в 2020–2021 гг. на территории Муромцевского района, расположенного в таежно-лесной зоне Омской области. Объекты исследования – почвенный покров пашни и залежи, представленный лугово-черноземными среднемощными мало- и среднегумусными легко-, средне- и тяжелосуглинистыми почвами (Чл23с, Чл22с, Чл22л, Чл23т), залегающими со светло- и темно-серыми лесными грунтово-глееватыми мало- и среднемощными легко- и тяжелосуглинистыми почвами (С1г-3с, С3г-2т). На трех обследованных полях пашни (поля 1–3) возделывали лен и пшеницу. Поле 4 находилось в залежи в течение 6 лет, и было распахано в год исследования. Поле 5 временно не обрабатывали, и по состоянию зарастания естественной растительностью соответствовало залежи 3 лет.
На ключевых участках полей закладывали разрезы на глубину 1,8–2,0 м и прикопки мощностью 0,5 м для морфологического описания и диагностики почв. Отбор почвенных проб проведен из каждого генетического горизонта разрезов и прикопок, заложенных по длине маршрутного хода. Уровень плодородия почв и вид деградации устанавливали по следующим показателям: гранулометрический состав (ГОСТ 12536-2014, пипеточный метод), структурно-агрегатный состав (метод Саввинова), рН солевой и водной суспензии (ГОСТ 27979-88, потенциометрический метод), обменные катионы кальция, магния (титриметрический метод) и натрия (метод пламенной фотометрии), содержание гумуса (метод И.В. Тюрина в модификации В.Н. Симакова).
Обсуждение результатов. Почвы обследованных полей испытывали повышенное грунтовое увлажнение, о чем свидетельствовало наличие на глубине 1,5–2,0 м закисных форм железа в виде сизоватого оттенка и сизых пятен, прокрашивающих почвенную массу. Мощность пахотного слоя в почвах пашни достигала 40 см и не всегда включала гумусовый горизонт. Так, в светло-серой лесной почве в пахотный слой входила часть горизонта В1. В почвах залежных полей пахотный слой был выделен четко, по линии обработки, только в типе серых лесных грунтово-глееватых почв и изменялся от 27 до 38 см. В типе лугово-черноземных почв мощность гумусового горизонта достигала 31–49 см, пахотный слой по линии обработки не диагностировался (табл. 1).
Таблица 1 - Характеристика свойств почв пашни и залежных участков (средние данные по полю/типу почв)
|
Почва |
Горизонт |
Мощность пахотного слоя, см |
рНKCl (Н2О), ед. |
Гумус, % |
Обменные катионы, ммоль/100 г почвы |
||
|
Ca2+ |
Mg2+ |
Na+ |
|||||
|
Поле 1. Лен |
|||||||
|
С1г-3с
|
Апах |
0–20 |
6,1 |
2,2 |
11,1 |
4,5 |
0,16 |
|
20–40 |
6,1 |
2,2 |
11,3 |
4,3 |
0,16 |
||
|
Чл23с |
Апах |
0–20 |
6,6 |
6,2 |
32,9 |
4,9 |
0,18 |
|
20–40 |
6,7 |
5,8 |
28,2 |
5,5 |
0,18 |
||
|
Поле 2. Пшеница |
|||||||
|
Чл22с |
Апах |
0–20 |
6,0 |
5,2 |
24,6 |
7,7 |
0,23 |
|
20–40 |
6,2 |
5,1 |
24,2 |
7,8 |
0,12 |
||
|
Поле 3. Пшеница |
|||||||
|
Чл22л |
Апах |
0–20 |
6,3 |
5,2 |
21,8 |
9,0 |
0,07 |
|
20–40 |
6,3 |
4,9 |
20,8 |
8,2 |
0,10 |
||
|
Поле 4. Распашка залежи, 6 лет |
|||||||
|
Чл23с |
А |
0–29 |
6,1 |
6,9 |
28,9 |
8,2 |
0,17 |
|
АВ |
29–43 |
6,1 |
6,7 |
28,4 |
7,1 |
0,20 |
|
|
Поле 5. Залежь,3 года |
|||||||
|
Чл23т
|
А |
3–26 |
(5,4) |
6,7 |
25,7 |
5,5 |
0,15 |
|
АВ |
26–42 |
(5,6) |
3,4 |
21,1 |
4,3 |
0,17 |
|
|
С3г-2т |
Апах |
3–29 |
(5,0) |
5,7 |
21,3 |
4,1 |
0,20 |
На пашне в пределах каждого поля установлено варьирование гумуса в широком диапазоне. Например, в слое 0–20 см его минимальная величина составляла 2,2–4,8%, а максимальная достигала 6,2–6,8%. Это соответствовало классу «меньше минимального», «средне- и сильногумусированных» почв. В почвах залежных полей количество гумуса было выше, чем на пашне и изменялось от 4,4 до 7,3%, что характеризовало почвы как средне- и сильногумусированные.
Реакция почвенной среды в слое пахотных почв 0–20 и 20–40 см изменялась от 5,8 до 6,8 ед. рН, но находилась в нейтральном интервале или близком к нейтральному. Под залежью 3 лет реакция среды в почвах варьировалась от средне- и слабокислой до близкой к нейтральной (5,0–5,8 ед. рН).
В составе обменных катионов почв пашни и залежи преобладал кальций, его величина соответствовала высокому и очень высокому уровню (по ЦИНАО). Так, максимальное его количество было отмечено в лугово-черноземных почвах (19,8–33,3 ммоль/100 г почвы), а минимальное – в типе серых лесных грунтово-глееватых почв (табл. 1). Для почв, формирующихся в зоне достаточного увлажнения, установлено не свойственное им высокое и очень высокое содержание обменного магния, находящееся в диапазоне от 2,5 до 9,5 ммоль/100 г почвы. Величина обменного натрия изменялась от 0,07 до 0,32 ммоль/100 г почвы.
В агрегатном составе почв пашни наблюдалось повышенное содержание фракции пыли (15,5–20,4%), максимальная ее величина установлена в почве поля 3 (табл. 2). В лугово-черноземных почвах количество глыбистой фракции находилось в пределах оптимума (до 30%), а агрономически ценных агрегатов было ниже оптимального уровня на 18,2–24,8%. В типе серых лесных грунтово-глееватых почв величина этих показателей не соответствовала оптимальным значениям. Количество глыбистой фракции превышало оптимум (до 20%) на 4%, а агрономически ценных агрегатов было ниже на 19,2–20,2%.
Таблица 2 Агрегатный состав почв пашни и залежных участков (средние данные по полю/типу почв)
|
Индекс почвы |
Фракции (мм), % |
Сумма фракций от 10 до 0,25 мм |
Коэффициент структурности |
|||||||||
|
> 10 |
10-7 |
7-5 |
5-3 |
3-2 |
2-1 |
1-0,5 |
0,5-0,25 |
˂ 0,25 |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
|
Поле 1. Лен |
||||||||||||
|
Чл23с |
25,2 |
7,8 |
6,1 |
8,7 |
6,2 |
10,0 |
6,8 |
9,1 |
20,4 |
54,5 |
1,2 |
|
|
26,2 |
8,9 |
7,1 |
10,4 |
7,2 |
10,4 |
5,8 |
7,5 |
16,7 |
57,1 |
1,4 |
||
|
С1г-3с |
24,2 |
9,4 |
7,2 |
11,3 |
7,1 |
11,4 |
7,0 |
7,6 |
15,0 |
60,8 |
1,6 |
|
|
24,8 |
8,3 |
6,6 |
9,9 |
7,7 |
12,8 |
7,2 |
7,4 |
15,5 |
59,8 |
1,5 |
||
|
Окончание таблицы 2 |
|||||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
||||
|
Поле 2. Пшеница |
|||||||||||||||
|
Чл22с |
24,4 |
6,8 |
5,7 |
8,0 |
5,8 |
10,0 |
7,0 |
9,5 |
22,8 |
52,9 |
1,2 |
||||
|
21,4 |
8,6 |
7,3 |
10,3 |
7,4 |
10,8 |
6,5 |
8,1 |
19,6 |
59,0 |
1,5 |
|||||
|
Поле 3. Пшеница |
|||||||||||||||
|
Чл22л |
17,8 |
6,2 |
6,2 |
8,3 |
5,3 |
7,3 |
4,3 |
7,6 |
36,9 |
45,2 |
0,9 |
||||
|
14,8 |
8,6 |
7,8 |
10,6 |
6,3 |
8,3 |
4,5 |
7,3 |
31,8 |
53,4 |
1,2 |
|||||
|
Поле 4. Распашка залежи, 6 лет |
|||||||||||||||
|
Чл23с |
30,8 |
7,1 |
5,8 |
7,5 |
5,5 |
8,2 |
5,3 |
7,7 |
22,1 |
47,1 |
0,9 |
||||
|
33,2 |
7,8 |
6,6 |
8,3 |
6,1 |
8,6 |
5,2 |
7,3 |
16,9 |
49,9 |
1,0 |
|||||
|
Поле 5. Залежь, 3 года |
|||||||||||||||
|
С3г-2т |
36,5 |
10,5 |
9,2 |
11,2 |
6,0 |
10,4 |
3,2 |
4,3 |
8,7 |
54,8 |
1,2 |
||||
|
Чл23т |
31,8 |
8,9 |
8,8 |
10,7 |
7,4 |
11,4 |
3,7 |
6,3 |
11,0 |
57,2 |
1,3 |
||||
|
30,0 |
5,6 |
9,6 |
19,1 |
9,3 |
10,4 |
2,9 |
4,1 |
9,0 |
61,0 |
1,6 |
|||||
Для агрегатного состава почв залежи и распаханного поля характерно повышенное содержание глыбистой фракции (на 1,8–16,5%) и пониженное – агрономически ценных агрегатов (на 9,0–25,2%). В целом структурное состояние почв на всех обследованных полях оценивалось как удовлетворительное.
Выводы. Обследование почвенного покрова полей, занятых культурными растениями и многолетними травами, показало пространственное варьирование показателей плодородия почв в пределах каждого поля в широком диапазоне. Поскольку органическое вещество служит источником элементов питания, на фоне отсутствия их поступления с органическими и минеральными удобрениями, разное его количество в почвах одного поля, будет оказывать неодинаковое влияние на развитие, рост растений и сроки созревания культур. Показатели агрегатного состава почв свидетельствовали о развитии физической деградации, так как количество агрегатов агрономически ценных фракций находилось на уровне ниже оптимального. Но это могло быть связано и с некачественной обработкой почв, поскольку ее нужно проводить в состоянии их физической спелости.
1. Pegova N.A. Vliyanie vida para, solomy i sistem obrabotki dernovo-podzolistoy pochvy na ee agrohimicheskie svoystva // Agrohimiya. 2020. № 4. S. 3–12. DOI: https://doi.org/10.31857/S0002188120040109; EDN: https://elibrary.ru/CHXVNY
2. Ivchenko V.K., Polosina V.A., Shtele A.A. Vliyanie priemov osnovnoy obrabotki pochvy na agrofizicheskie pokazateli chernozema vyschelochennogo Krasnoyarskoy lesostepi // Vestnik KrasGAU. 2019 № 7 S. 50–58. EDN: https://elibrary.ru/ODBOFN
3. Nesmeyanova M.A., Dedov A.V., Korotkih E.V. Vliyanie priemov osnovnoy obrabotki pochvy na ee plodorodie, zasorennost' posevov i urozhaynost' yachmenya // Zemledelie. 2022. № 4. S. 8–11. DOI: https://doi.org/10.24412/0044-3913-2022-4-8-11; EDN: https://elibrary.ru/ZGADNP
4. Vliyanie priemov biologizacii i vneseniya mineral'nyh udobreniy na soderzhanie aktivnogo pula organicheskogo veschestva v chernozeme tipichnom/ N. P. Masyutenko, A. V. Kuznecov, M. N. Masyutenko, i dr. // Zemledelie. 2022. №7. S. 16–20. DOI: https://doi.org/10.24412/0044-3913-2022-7-16-20; EDN: https://elibrary.ru/JJPXUQ
5. Gamzikov G. P. Tochnoe zemledelie v Sibiri: real'nosti, problemy i perspektivy // Zemledelie. 2022. №1. S. 3–9. DOI: https://doi.org/10.24412/0044-3913-2022-1-3-9; EDN: https://elibrary.ru/MFZJNE
6. Krasnickiy V.M., Shmidt A.G., Aksenova Yu.V. Ispol'zovanie agrohimicheskih parametrov i sredstv himizacii v sovremennom zemledelii lesostepi i stepi Omskoy oblasti // Sovremennye problemy i perspektivy razvitiya agrohimii, zemledeliya i smezhnyh nauk o plodorodii pochv i produktivnosti polevyh kul'tur v Sibiri: materialy mezhdunarodnoy nauchno-proizvodstvennoy konferencii s mezhdunarodnym uchastiem. Krasnoyarsk: FGBNU FICKNC SO RAN, 2023. S. 328–333. DOI: https://doi.org/10.52686/9785604525050_513; EDN: https://elibrary.ru/FBVISY
7. Gindemit A. M., Aksenova Yu. V. Ocenka plodorodiya agrogennyh pochv zasushlivyh oblastey Omskogo Priirtysh'ya // Dostizheniya nauki i tehniki APK. 2021. T. 35. № 3. S. 5–9. DOI: https://doi.org/10.24411/0235-2451-2021-10301; EDN: https://elibrary.ru/NRKHQS
8. Shmidt A.G., Aksenova Yu.V. Vliyanie hozyaystvennoy deyatel'nosti zemlepol'zovateley na sostoyanie plodorodiya pochv zemel' sel'skohozyaystvennogo naznacheniya yuzhnoy lesostepi Omskoy oblasti // Vestnik Omskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2022. № 1 (45). S. 64–74. DOI: https://doi.org/10.48136/2222-0364_2022_1_64; EDN: https://elibrary.ru/EOHTRH
9. Aksenova Yu.V., Gindemit A.M. Sovremennoe sostoyanie pochv na postirrigacionnyh i sopredel'nyh s nimi zalezhnyh zemlyah Omskogo Priirtysh'ya i vozmozhnost' ih ispol'zovaniya v sel'skohozyaystvennom proizvodstve // Agrofizika. 2023. № 1. S. 24–32. DOI: https://doi.org/10.25695/AGRPH.2023.01.04; EDN: https://elibrary.ru/UVMGNE
10. Aksenova Yu.V. Ocenka pahotnyh pochv yuga Omskoy oblasti // Pochva kak svyazuyuschee zveno funkcionirovaniya prirodnyh i antropogenno-preobrazovannyh ekosistem: materialy V mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii, posvyaschennoy 90-letiyu kafedry pochvovedeniya i ocenki zemel'nyh resursov IGU i Dnyu Baykala. Irkutsk: Irkutskiy gosudarstvennyy universitet, 2021. S. 333–337. EDN: https://elibrary.ru/SPYAZO
