Россия
Рассчитан баланс гумуса в почвах на территории хозяйства при крутизне склона 20-40 без применения органических удобрений. Баланс по гумусу и элементам питания является отрицательным. Наибольшие потери гумуса происходят под чистым паром и пропашными культурами в большей степени за счет минерализации, чем в результате эрозии. Территория хозяйства не устойчива по балансу гумуса и по запасу элементов питания. Наибольшей устойчивостью отличаются зональные земли.
гумус, баланс, элементы питания, агроэкосистемы, устойчивость, агроэкологические группы
Наиболее важными процессами, протекающими в почве, с точки зрения агроэкологии, являются трансформация поступающих в почву углеродосодержащих и азотистых соединений в составе пожнивно-корневых остатков, минеральных и органических удобрений, их закрепление, миграция и отчуждение с продукцией [1, 2]. Количественное и качественное состояние органического вещества является одним из центральных блоков в почвенном мониторинге. Эти показатели определяют функционирование основных свойств и режимов почв. Создание устойчивых агроэкосистем в первую очередь связано с осуществлением комплексных мероприятий по созданию условий не только для бездефицитного, но и положительного баланса органического вещества [3-5].
Цель исследования – провести агроэкологическую оценку баланса гумуса и элементов питания в почвах нечерноземной зоны на примере ФГУП УОХ «Липовая гора».
Хозяйство расположено в северо-восточной части Пермского края. Территория по конфигурации представляет собой вытянутый, достаточно широкий участок, простирающийся с запада на восток на
Коренными породами на территории хозяйства являются отложения уфимского яруса пермской системы, представленные карбонатными и некарбонатными глинами, аргиллитами, зеленовато-серыми карбонатными песчаниками. Территория располагается в пределах Камско-Мулянского водораздельного плато, древних надпойменных террас и поймы реки Мулянки. Внепойменная часть имеет крупноувалистый рельеф с абсолютными отметками до 186 м, увалы разновысотны, являются межбалочными водоразделами низшего порядка [7]. Территория расположена в лесной зоне, подзоне смешанных лесов, в южно-таежном районе пихтово-еловых лесов с мелколиственными породами и липой в древесном ярусе. Распространенными почвами являются дерново-подзолистые тяжелого гранулометрического состава, дерново-карбонатные, дерново-бурые.
В хозяйстве площадь посевов составила 2762 га: чистый пар 3%, зерновые 43%, пропашные 2%, многолетние травы 43%, однолетние культуры 9%. Зная структуру севооборота, коэффициенты и размеры восполнения органического вещества можно рассчитать баланс гумуса. По данным ландшафтного анализа территория хозяйства является эрозионно-опасной, поэтому необходимо установить баланс гумуса на склонах 20-40.
Наибольшие потери гумуса происходят в большей степени за счет минерализации, чем в результате эрозии (табл. 1). Причем, под чистым паром и пропашными культурами эти потери наибольшие. В целом, потери гумуса составляют 1671,35 т. Восполнение за счет пожнивно-корневых остатков составляет 86,5 %. Таким образом, баланс гумуса на территории со средней возможностью возникновения эрозии отрицательный и составляет 225,45 т или 0,08 т/га.
Таблица1 - Баланс гумуса в севообороте без применения органических удобрений при крутизне склона 20-40
|
Культура |
S, га |
Потери гумуса, т |
Восполнение за счет ПКО, т |
Баланс, т (+,-) |
|||||
|
минерализация |
эрозия |
всего |
на 1га |
на всю площадь |
|||||
|
на 1га |
на всю площадь |
на 1га |
на всю площадь |
||||||
|
Зерновые |
1196 |
0,5 |
598 |
0,2 |
239,2 |
837,2 |
0,4 |
478,4 |
-358,8 |
|
Пропашные |
50 |
1,8 |
90 |
0,4 |
20 |
110 |
0,2 |
10 |
-100 |
|
Мн.травы |
1200 |
0,2 |
240 |
0,1 |
120 |
360 |
0,7 |
840 |
+480 |
|
Одн.травы |
235 |
0,4 |
94 |
0,15 |
35,25 |
129,3 |
0,5 |
117,5 |
-11,75 |
|
Ч. пар |
81 |
2,3 |
186,3 |
0,6 |
48,6 |
234,9 |
- |
- |
-234,9 |
|
Итого |
2762 |
Х |
1208,3 |
Х |
463,05 |
1671,4 |
Х |
1445,9 |
-225,45 |
Примечание. ПКО – пожнивно-корневые остатки
Для снижения потерь гумусовых веществ, необходимо по возможности исключить из севооборота пропашные и заменить чистый пар на занятый, так как наибольшие коэффициенты потерь гумуса от минерализации и эрозии.
Зная дефицит гумуса (-225,45 т) можно рассчитать потребность в сухом веществе навоза для восстановления баланса гумуса. Для восстановления положительного баланса необходимо 0,32 т/га сухого вещества или 901,8 т сухого вещества на всю площадь пашни. Это соответствует 0,58 т/га навоза или 1639,6 т навоза на всю площадь, в виде соломы – 0,26 т/га или 745,3 т на всю площадь. В денежном эквиваленте для восстановления положительного баланса гумуса необходимо 360720 тыс. руб. на навоз, что указывает на большие финансовые затраты и снижение устойчивости хозяйства.
Для формирования правильного севооборота на эрозионно-опасных территориях предложено ввести компенсаторный коэффициент по севообороту, в качестве регламентирующего показателя эрозионной опасности эродируемых земель. Для территории хозяйства компенсаторный коэффициент по севообороту составил 0,40. Это повышенное значение, так как территория является эрозионно-опасной, оптимальное значение должно быть 0,28-0,35 [8]. Такой показатель можно достигнуть путем введения в севооборот более устойчивых культур к водной эрозии.
Наиболее продуктивными по производству зерновых единиц с 1га пашни и сумме условно чистого дохода и в то же время хорошо выполняющими почвозащитные функции являются севообороты, где в структуре посевов 40-50% занимают многолетние травы, 50-60% зерновые.
Изменяя соотношение площади под разными культурами севооборота, можно регулировать поступление в почву органического вещества с растительными остатками [8-11]. Количество и качество растительного материала, поступающего в почву, определяет режим минерального питания.
В хозяйстве нет правильно организованной системы удобрений, а вносимые дозы удобрений не регистрируются. Например, за 2005 год была внесена органика лишь под картофель на площади 50 га, но в недостаточном количестве. Насыщенность пашни удобрениями постоянно снижается, при параллельно ежегодно высоком выносе с урожаем элементов питания и потерями в результате эрозии, которые лишь частично восполняются за счет пожнивно-корневых остатков растений. Все это обеспечивает отрицательный баланс элементов питания, что сказывается на количестве и качестве урожая и ведет к снижению устойчивости всей агроэкосистемы.
Анализ устойчивости территории хозяйства как агроэкосистемы целесообразно дать по агроэкологическим группам земель, которые выделены по ведущим агроэкологическим факторам, определяющим направление их сельскохозяйственного использования. В пределах исследуемой территории выделены следующие группы земель: зональные земли, эрозионные, переувлажнённые земли (табл. 2).
Установлено, что наибольшей устойчивостью отличаются зональные земли, наименьшей – переувлажненные, на эрозионных землях устойчивость понижена, вследствие увеличения эрозионной опасности. По балансу гумуса и минеральных элементов питания территория не устойчива. Компенсаторный коэффициент завышен, что ведет к усугублению эрозионной опасности территории и снижению устойчивости всей агроэкосистемы.
Таблица 2 Характеристика устойчивости агроэкологических групп земель
|
Группа земель |
Возможности использования |
Экологическая устойчивость |
Ограничения |
|
|
Для культур |
Для выбора севооборота |
|||
|
Зональные |
Рекомендуется для возделывания всех культур без ограничений |
Высокая, достаточное содержание гумуса |
Нет ограничений |
Нет ограничений |
|
Эрозионные |
Предпочтительны для возделывания зерновых культур и многолетних трав с соблюдением противо-эрозионных мероприятий. Исключается возделывание пропашных. |
Понижена, повышена эрозионная опасность; плотность в пределах нормы; периодическое увлажнение |
Кроме эрозии- онно неустой- чивых культур с коэффициентами эрозионной опас- ности 0,75-1,0 |
С учетом компенсатор- ного коэффи- циента (до 0,28-0,35), по фактору гидро- морфизма ограничений нет |
|
Переувлажненные |
Возделывание зерновых культур по экстенсивной и среднезатратной техноологиям. Возможно возделывание пропашных. |
Низкая: заплываемость и увлажнение повышенные |
Кроме ограни- ченного исполь- зования культур, неустойчивых и слабоустойчи-вых к повышенной плотности и заплыванию |
Относительно устойчивые по фактору гидроморфизма |
Территория хозяйства относится к природоемкой агроэкосистеме, она не устойчива по балансу гумуса, который составляет -225,45 т, что соответствует 1639,6 т навоза на всю площадь хозяйства. В результате хозяйство ежегодно несет ущерб в размере 360720 тыс. руб. Также экосистема не устойчива по запасу элементов питания, по эродированности территории, по склонности к переувлажнению.
Для обеспечения экологической устойчивости агроландшафта необходимо задавать такие параметры продуктивности и качества продукции, чтобы обеспечивающие их технологические нагрузки (агрохимические, механические, гидрогеохимические и другие) находились в пределах экологической емкости агроландшафта. Агроэкосистема будет тем устойчивее, чем ближе она будет по свойствам, по функционированию к природной экосистеме, механизмы устойчивости которой, несомненно, выше. В основе этих механизмов лежит биологический круговорот веществ при большом видовом разнообразии и высокой численности организмов. Это есть главное условие обеспечения устойчивости.
1. Хазиев Ф.Х. Системно-экологический анализ ферментативной активности почв. М.: Наука, 1982. 203 с.
2. Середа Н.А. Оценка изменения плодородия почв при сельскохозяйственном использовании на основе сезонной и многолетней динамики их свойств. Устойчивость почв к естеств. и антропог. воздействиям. М.: Мир, 2002. С. 102-103.
3. Чертов О.Г., Владимирова В.К., Чуков С.Н., Надпорожская М.А., Ковш Н.В., Лапшина И.Н. Об оценке экологического потенциала почв // Вестн. С.-Петербург. ун-та. 1992. Вып. 4. С. 91-97.
4. Снакин В.В., Пузаченко Ю.Г., Макаров С.В., Добрынина Н.Г., Алябина И.О., Кречетов П.П., Пузаченко А.Ю., Гусева Т.В., Снакина В.В. Толковый словарь по охране природы. Рос. экол. Федер. информ. агентство. М.: Экология, 1995. 191 с. EDN: https://elibrary.ru/TNAMUZ
5. Девятова Т.А. Агрогенная динамика физико-химических и агрохимических свойств черноземов // Плодородие. 2007. N 1. С. 6-7. EDN: https://elibrary.ru/KVIYAL
6. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 186 с.
7. Скрябина О.А. Эродированные почвы учхоза «Липовая гора» // Рациональное использование и охрана почв Нечерноземья: Межвуз. сб. науч. тр. Пермь, 1987. С.26-32.
8. Кирюшин В.И. Задачи научно-инновационного обеспечения земледелия России // Земледелие. 2018. № 3. С. 3-8. DOI: https://doi.org/10.24411/0044-3913-2018-10301; EDN: https://elibrary.ru/YWZHSK
9. Мудрых Н.М. Оценка плодородия почвы – основа сбалансированности питания растений // АгроЭкоИнфо. 2018. № 3 (33). С. 12-17. EDN: https://elibrary.ru/GZBKVX
10. Мудрых Н.М., Самофалова И.А. Моделирование пространственной изменчивости агрохимических показателей почв в агроландшафтах Нечерноземья // Агрохимический вестник. 2019. № 5. С. DOIhttps://doi.org/10.24411/0235-2516-2019-10069. EDN: https://elibrary.ru/IXWJYK
11. Мудрых Н.М., Самофалова И.А., Чащин А.Н. Совершенствование системы севооборотов и удобрений на основе агроэкологической типизации земель в Нечерноземной зоне (Пермский край) // Агрохимический вестник. 2021. № 6. С. 23-28. DOI:https://doi.org/10.24412/1029-2551-2021-6-005. EDN: https://elibrary.ru/MGVPHH
