Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение
Центр Агрохимической Cлужбы
«Липецкий»


Для частных лиц и организаций: анализы почвы, воды, плодов и овощей

Разработка проектов по биологической рекультивации земель сельскохозяйственного назначения

Мониторинг агрохимических показателей почв Липецкой области


Агрохимическая служба Липецкой области создана в 1964 г. и представлена двумя государственными учреждениями: ФГБУ «ЦАС «Липецкий» и ФГБУ «САС «Елецкая». Основной их задачей является комплексный мониторинг основных агрохимических показателей с целью оценки плодородия и экологического состояния земель сельскохозяйственного назначения.

Комплексный мониторинг плодородия почв в области проводится на всех типах сельскохозяйственных угодий через 4-6 лет на площади 220-400 тыс. га ежегодно. На сегодняшний день завершены десять циклов обследования и начат одиннадцатый.

Цель нашей работы анализ динамики основных показателей плодородия в связи с проводимыми агохимическими мероприятиями для оценки состояния пахотных земель Липецкой области.

Условия, материалы и методы. Работа выполнена на основе данных мониторинга за состоянием плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения Липецкой области за период с 1964 по 2015 гг.

Территория Липецкой области расположена в центральной лесостепной и степной почвенной области и входит в Среднерусскую лесостепную провинцию оподзоленных, выщелоченных и типичных среднегумусных и тучных мощных чернозёмов и серых лесных почв.

В систематический список почв Липецкой области включены 16 типов, 39 подтипов и большое количество родов почв. В упрощенном виде общую характеристику почвенного покрова можно представить, выделив (по максимальным площадям) 3 типа почв с их разновидностями, – это серые лесные, чернозёмы и прочие. На долю серых лесных почв приходится 8%, чернозёмов – 90%, прочих – 2%. Светло-серые почвы в основном представлены супесчаными, песчаными и легкосуглинистыми разновидностями; среди серых почв доминируют тяжелосуглинистые и суглинистые; среди тёмно-серых почв – тяжелосуглинистые и легкоглинистые разновидности. Наибольшая обеспеченность элементами питания (как и запасами гумуса) характерна для тёмно-серых почв. Среди почв чернозёмного типа наибольшее распространение получили выщелоченные чернозёмы; типичные и оподзоленные – покрывают значительно меньшие площади. В зависимости от условий формирования они разнятся по механическому составу, мощности и гумусированности, однако преобладают среднегумусные среднемощные тяжелосуглинистые чернозёмы. Агрохимические свойства, водный и тепловой режимы оподзоленных и особенно выщелоченных и типичных чернозёмов благоприятны для возделывания важнейших зерновых и технических культур. В «прочие» вошли лугово-чернозёмные, солонцы, солоди, пойменно-луговые и другие почвы. Существенную роль в возделывании сельскохозяйственных культур они не играют [1].

Климат Липецкой области умеренно континентальный, континентальность увеличивается в направлении с северо-запада на юго-восток [3].

Среднегодовая температура воздуха составляет 4,7-5,6° с колебаниями по годам от 4,4 до 7,3°. Абсолютный многолетний минимум температуры – минус 37-39°, максимум – плюс 40-41°. Продолжительность периода с положительной среднесуточной температурой достигает 222-231 дней. Сумма среднесуточных температур выше +10° колеблется от 2325 до 2535°, среднегодовое количество атмосферных осадков от 531 до 587 мм. Гидротермический коэффициент составляет 1,1-1,2 (за последние 10 лет 09-1,0). Увлажнение достаточное, водный режим непромывной и периодически промывной. Тепловые ресурсы на территории Липецкой области находятся на уровне 80 ккал/см2 в год, периоды прогревания и активизации биологических процессов чередуются с периодами промерзания почв [2].

Исходя из агроклиматического, физико-географического, эрозионного и почвенного районирования территория Липецкой области делится на два района – северный и южный (рис. 1). В свою очередь северный район по ландшафтным различиям и эродированности почв разделен на северо-западный (эродированный) и северо-восточный (слабоэродированный) подрайоны.

Северо-западный подрайон, охватывающий возвышенные части севера правобережья Дона, характеризуется высокой степенью долинно-балочной расчлененности местности и эродированностью земель как в линейной, так и в плоскостной форме. В почвенном покрове значительный удельный вес занимают оподзоленные черноземы и серые – лесные почвы (26% пашни).

Основные особенности сельскохозяйственного использования земельных ресурсов Северо-западного подрайона заключаются в создании почвозащитного земледелия. Требуется проведение мероприятий по окультуриванию серых лесных почв путем известкования, внесения высоких доз органических и минеральных удобрений.

Северо-восточный подрайон характеризуется умеренной и слабой степенью развития эрозионных процессов. В климатическом отношении это наименее теплообеспеченный район области, но с повышенной влагообеспеченностью. Территория характеризуется пологоволнистым рельефом, повсеместным развитием покровных лёссовидных суглинков в качестве почвообразующих пород. В почвенном покрове сравнительно высок удельный вес серых лесных почв и оподзоленных черноземов- 18% пашни [3].

Территория южного природно-сельскохозяйственного района также делится на два подрайона: юго-западный и юго-восточный. Юго-западный расположен в междуречье Дона и Воронежа, в правобережной части Дона имеется небольшое развитие эрозионных процессов. Его климат характеризуется умеренным обеспечением теплом и осадками, рельеф – платообразными водоразделами. Юго-восточный подрайон занимает левобережье реки Воронеж, которая течёт по Окско-Донской низменности [1].

Результаты и обсуждение. Важнейший показатель плодородия почв – содержание гумуса. Помимо того, что он служит основным источником питания растений и большинства почвенных микроорганизмов, гумус оказывает положительное влияние на физико-химические свойства почвы: структуру, влагоемкость, водо- и воздухопроницаемость, тепловой режим [3].

Поэтому сохранение и накопление гумуса – основа повышения плодородия. Между тем его средневзвешенное содержание в почвах за 52 года наблюдений уменьшилось с 6,1 до 5,7%, что соответствует средней степени гумусированности. Большие изменения произошли и по группам обеспеченности. Доля почв с низким и средним содержанием гумуса увеличилась с 38 до 61%, с повышенным – уменьшилась с 62 до 39%. Значительное снижение гумуса произошло в Долгоруковском (-1,1%), Задонском (-1,5%), Измалковском (-1,0%) и Тербунском (-1,0%) районах (табл. 1).

Таблица 1. Средневзвешенное значение гумуса по циклам обследования в пашне Липецкой области,%
Наименование района Циклы обследования По состоянию на 01.01.2016
II (1970-1975 гг.) III (1976-1981 гг.) IV (1982-1986 гг.) V (1987-1989 гг.) VI (1990-1993 гг.) VII (1994-1997 гг.) VIII (1998-2002 гг.) IX (2003-2007 гг.) X (2008-2012 гг.)
Воловский 6,4 6,4 5,7 6,5 6,1 6 5,9 5,7 5,8 5,7
Грязинский 4,8 4,3 4,7 4,7 4,4 4,3 4,5 4,7 4,4 4,4
Данковский 5,8 6 5,8 5,9 5,9 5,9 6 5,9 6,1 5,7
Добринский 7,2 6,9 6,9 6,8 6,8 6,5 7 6,9 6,6 6,6
Добровский 5,5 5,7 5,2 5,4 5,5 5,2 5,3 5,3 5,5 5,5
Долгоруковский 6,8 6,5 6,3 5,9 6,1 5,8 5,4 5,6 5,7 6
Елецкий 6,1 6,1 6,1 6,1 5,6 5,8 5 5,5 5,8 5,4
Задонский 6,3 6 4,9 5,2 4,8 4,6 4,8 4,9 4,8 5,3
Измалковский 6,6 6,4 6,3 6 5,1 5,1 5,6 5,4 5,6 5,9
Краснинский 6,3 6,2 6,1 5,5 5,6 5,8 5,4 5,3 5,7 5,4
Лебедянский 5,7 5,5 5,3 5,4 5,3 5,1 5,2 5,1 5,3 5
Лев-Толстовский 5,7 6,1 6,3 6 6 5,6 5,7 5,8 5,9 5,6
Липецкий 6 5,8 5,2 5,6 5,4 5,4 5,4 5,4 5,5 5,5
Становлянский 6,4 6,2 6,5 6,4 5,4 5,7 5,9 5,9 5,9 6,1
Тербунский 6,3 6,2 6,2 5,8 5,9 5,9 5,6 5 5,3 5,2
Усманский 6,2 5,9 6,1 5,7 5,8 5,4 5,4 5,6 5,8 5,9
Хлевенский 5,4 5,3 5 5,1 4,9 5,1 4,9 4,7 5,1 5,1
Чаплыгинский 6,4 6,2 6 6 6,1 5,8 6 6 6,2 6
По области 6,1 6 5,9 5,8 5,7 5,6 5,6 5,6 5,7 5,7

Основной источник органического вещества в почве – органические удобрения [4].

На протяжении всех лет наблюдений баланс гумуса в почвах области складывался отрицательным, причем если в 1976-1980 гг. его дефицит составлял 0,27-0,29 т/га, то в последующие годы величина этого показателя достигла 0,6-0,8 т/га.

Для поддержания бездефицитного баланса гумуса ежегодно требуется вносить 6-8 т/га высококачественных органических удобрений. С I по VI циклы их использование постоянно возрастало и к VI циклу (1990-1993г.) достигло 4,3 т/га пашни (рис.1). В этот период в основном вносили навоз, который занимает главное место среди всех видов органических удобрений. Он оказывает комплексное многостороннее воздействие на почву и служит источником азота, а также других макро- и микроэлементов для растений [5].

В последующие годы, в связи с уменьшением поголовья скота выход навоза значительно сократился, объемы применения органических удобрений резко упали, в VII цикле (1998-2002 гг.) внесение составило только 0,8 т/га.

В последние годы в качестве органического удобрения широко используют солому. Ее использование в таком качестве улучшает физико-химические свойства почвы, предотвращает вымывание азота вследствие закрепления его в органических соединениях, повышает биологическую активность почвы, доступность фосфатов, в результате чего улучшаются условия питания растений [6].

Внесение органических удобрений в Липецкой области, т/га пашни.

Рис. 1. Внесение органических удобрений в Липецкой области, т/га пашни.

В 2015 г. доля соломы среди других органических удобрений составила 90%.

Фосфор – важнейший элемент жизни растений, в тканях которых он находится в виде органических (85-95%) и минеральных(5-15%) соединений [7].

За все время проведения мониторинга плодородия почв Липецкой области средневзвешенное содержание подвижного фосфора изменилось с 46 мг/кг в I цикле обследования до 103 мг/кг в VII цикле. Значительное влияние на такую динамику оказало то, что в период с 1981 по 2004 гг. было проведено фосфоритование на общей площади 882,4 тыс. га, внесено около 1,5 млн т фосфоритной муки (рис. 2).

Объемы фосфоритования в Липецкой области, тыс. га.

Рис. 2. Объемы фосфоритования в Липецкой области, тыс. га.

Наряду с фосфоритной мукой в земледелии области использовали значительные объемы простых и сложных фосфорсодержащих минеральных удобрений. В период с 1986 по 1992 гг. их среднегодовое внесение составляло 50 кг д.в. на 1 га пашни. Повышение содержания фосфора в почве произошло во всех районах области (табл. 2).

Таблица 2. Средневзвешенное значение подвижного фосфора по циклам обследования в пашне Липецкой области, мг/кг
Наименование района Циклы обследования По состоянию на 01.01.2016
II (1970-1975 гг.) III (1976-1981 гг.) IV (1982-1986 гг.) V (1987-1989 гг.) VI (1990-1993 гг.) VII (1994-1997 гг.) VIII (1998-2002 гг.) IX (2003-2007 гг.) X (2008-2012 гг.)
Воловский 56 55 63 69 96 112 107 96 94 104
Грязинский 34 51 55 81 99 110 102 102 96 95
Данковский 43 43 54 55 78 82 93 90 80 74
Добринский 78 88 102 115 121 136 142 136 145 138
Добровский 40 45 47 57 74 95 94 78 75 77
Долгоруковский 45 43 59 60 77 96 90 96 82 114
Елецкий 52 51 64 77 94 93 108 107 91 110
Задонский 33 52 57 66 72 85 92 90 91 104
Измалковский 52 55 54 64 74 89 97 97 89 90
Краснинский 51 48 69 63 79 83 97 85 95 95
Лебедянский 33 35 41 54 66 75 92 88 69 78
Лев-Толстовский 31 37 36 42 61 78 101 97 71 77
Липецкий 36 45 51 64 94 112 111 104 90 95
Становлянский 44 40 50 50 68 76 79 91 86 84
Тербунский 53 48 61 66 74 93 93 79 88 98
Усманский 46 67 68 75 87 107 114 108 98 94
Хлевенский 40 54 60 64 76 106 121 91 94 91
Чаплыгинский 42 60 59 67 79 96 106 122 97 101
По области 46 52 59 67 82 96 103 99 90 97

С 2005 г. работы по фосфоритованию почти прекратились, с 1996 г. отмечено снижение применения фосфорных удобрений, в результате чего в период с 2005 по 2015 гг. оно не превышало 15-18 кг д.в. на 1 га пашни. Как следствие, наметилась тенденция к снижению содержания подвижного фосфора в почвах. По итогам X цикла обследования средневзвешенная величина этого показателя составила 97 мг/кг (см. табл. 2). В целом в Липецкой области больше всего земель со средней (44%) и повышенной (23%) обеспеченностью этим элементом, 15% площади характеризуются высоким содержанием. В то же время на площади 240,8 тыс. га (18%) наблюдается дефицит подвижных соединений фосфора. При этом следует отметить, что в 1964-1969 гг. на долю почв с низким содержанием фосфора приходился 71%, а повышенную обеспеченность отмечали только на 3% земель (рис. 3).

Распределение пахотных земель по содержанию подвижного фосфора

Рис. 3. Распределение пахотных земель по содержанию подвижного фосфора: (слева направо: повышенное и высокое; среднее; низкое), % от площади пашни.

Калий – необходимый и незаменимый элемент питания растений. Кроме того, он выполняет важные агрохимические и экологические функции в агроэкосистемах [8].

Средневзвешенное содержание обменного калия в почвах области по результатам I цикла обследования составило 101 мг/кг, по итогам X цикла – 112 мг/кг, что соответствует повышенной обеспеченности. Несколько иная картина калия сложилась в административных районах. В Воловском, Задонском, Краснинском, Становлянском районах величина этого показателя уменьшилась на 12-23 мг, а в Грязинском, Добринском, Лебедянском, Хлевенском районах – увеличилась на 27-41 мг (табл. 3).

Таблица 3. Средневзвешенное значение обменного калия по циклам обследования в пашне Липецкой области, мг/кг
Наименование района Циклы обследования По состоянию на 01.01.2016
I (1964-1969 гг.) II (1970-1975 гг.) III (1976-1981 гг.) IV (1982-1986 гг.) V (1987-1989 гг.) VI (1990-1993 гг.) VII (1994-1997 гг.) VIII (1998-2002 гг.) IX (2003-2007 гг.) X (2008-2012 гг.)
Воловский 117 100 102 97 89 95 64 88 87 94 102
Грязинский 74 84 90 89 87 100 96 102 102 115 115
Данковский 103 93 103 88 81 77 89 97 93 98 110
Добринский 118 130 129 120 117 128 120 136 142 145 145
Добровский 105 95 131 87 97 93 107 108 100 121 121
Долгоруковский 96 100 110 104 91 107 107 98 93 118 130
Елецкий 94 94 100 104 114 113 100 101 96 103 116
Задонский 125 99 99 94 95 104 95 91 97 109 127
Измалковский 98 94 105 94 82 96 101 97 96 94 99
Краснинский 119 103 104 98 95 103 99 87 91 107 127
Лебедянский 67 79 111 105 89 81 95 99 94 101 122
Лев-Толстовский 91 84 118 95 81 94 99 104 96 114 132
Липецкий 101 100 119 99 102 105 99 103 108 120 120
Становлянский 123 95 100 92 82 90 95 100 105 97 111
Тербунский 105 98 101 90 90 107 100 85 94 112 116
Усманский 100 113 112 97 88 100 100 104 100 117 124
Хлевенский 73 105 108 98 89 99 100 82 100 111 111
Чаплыгинский 106 141 123 98 88 94 92 111 102 115 126
По области: 101 102 110 98 92 99 99 101 100 112 121

Так же наметилось нежелательное распределение почв по группам обеспеченности калием. Например, по сравнению со II циклом обследования в X цикле доля почв со средним содержанием осталась на прежнем уровне, а почв с повышенным содержанием уменьшилось с 51 до 38% (рис. 4). Основная причина такого перераспределения – недостаточное внесение калийных удобрений, которое составляло от 8 до 37 кг/га (табл. 7).

Распределение пахотных земель по содержанию обменного калия

Рис. 4. Распределение пахотных земель по содержанию обменного калия: (слева направо: высокое; повышенное; низкое и среднее) ,% от площади пашни.

Средневзвешенное значение обменной кислотности (pHKCl) в почве пашни Липецкой области составляет 5,4, гидролитической кислотности (Нг) – 3,4 мг-экв /100 г почвы. Доля пашни с близкой к нейтральной реакции среды равна 33%, со слабокислой – 51%, со среднекислой – 15%.

По результатам I цикла обследования было выявлено 1174,8 тыс. га (74%) кислых почв, из них 393,0 тыс. га (25%) сильно и среднекислых. По итогам II цикла доля кислых почв возросла до 86% площади пашни. Почти полностью были закислены Грязинский, Данковский, Добровский, Долгоруковский, Измалковский, Краснинский, Лев-Толстовский и другие районы, где на кислые почвы приходилось более 90% пашни (табл. 4). Поэтому возникла острая необходимость в известковании. Эти работы проводились за счет средств государственного бюджета и были начаты в 1970 г. с 15,1 тыс. га (рис. 5). В качестве известковых материалов использовали местные ресурсы известняка, доломита, отходы промышленных предприятий, содержащие СаСО3.

Таблица 4. Средневзвешенное значение кислотности по циклам обследования в пашне Липецкой области, pHKCl
Наименование района Циклы обследования По состоянию на 01.01.2016
I (1964-1969 гг.) II (1970-1975 гг.) III (1976-1981 гг.) IV (1982-1986 гг.) V (1987-1989 гг.) VI (1990-1993 гг.) VII (1994-1997 гг.) VIII (1998-2002 гг.) IX (2003-2007 гг.) X (2008-2012 гг.)
Воловский 5,2 5,2 5,2 5,2 5,1 5,3 5,3 5,3 5,3 5,4 5,3
Грязинский 5,2 5,1 5,2 5,1 5,1 5,1 5,4 5,4 5,3 5,3 5,3
Данковский 5,3 5,2 5,1 5,2 5,1 5,1 5,2 5,5 5,5 5,4 5,3
Добринский 5,7 5,7 5,7 5,7 5,5 5,5 5,8 5,6 5,8 5,9 5,9
Добровский 5,3 5 5,1 5,1 5 5,1 5,5 5,3 5,3 5,2 5,2
Долгоруковский 5,1 5,2 5 5 5,1 5,3 5,3 5,4 5,3 5,5 5,4
Елецкий 5,1 5,3 5,1 5,2 5,3 5,2 5,2 5,2 5,2 5,2 5,2
Задонский 5,4 5,1 5,1 5,2 5,2 5,2 5,3 5,3 5,3 5,5 5,2
Измалковский 5,1 5 5,1 5 5 5,2 5,3 5,3 5,4 5,4 5,3
Краснинский 5 4,9 5 5,1 5,1 5,3 5,3 5,2 5,5 5,6 5,2
Лебедянский 5,1 5,1 5,1 5,1 5,1 5 5,1 5,5 5,4 5,4 5,4
Лев-Толстовский 5,1 5 5 5 5,1 5,1 5,2 5,5 5,5 5,4 5,3
Липецкий 5,3 5,1 5,1 5,2 5 5,1 5,1 5,2 5,3 5,3 5,3
Становлянский 5 5,1 5 5 5,1 5,1 5,2 5,1 5,2 5,2 5,1
Тербунский 5,1 5,2 5,1 5,2 5,1 5,2 5,2 5,3 5,4 5,3 5,2
Усманский 5,5 5,4 5,4 5,4 5,3 5,2 5,2 5,5 5,5 5,5 5,5
Хлевенский 5,3 5,3 5,3 5,3 5,2 5,2 5,2 5,3 5,4 5,5 5,5
Чаплыгинский 5,5 5,2 5,1 5,1 5 5,1 5,2 5,7 5,4 5,5 5,3
По области: 5,3 5,2 5,2 5,2 5,1 5,2 5,3 5,4 5,4 5,4 5,3

До 1994 г. значительного раскисления не наблюдали. Сказывалась высокая буферная способность черноземов, а также внесение большого количества физиологически кислых удобрений. Начиная с 1990 г. (IV цикл) стали видны первые положительные результаты. Уже к завершению VII цикла обследования количество кислых почв с 86% (II цикл) уменьшилось до 71%, а по итогам X цикла их стало 67%. Одновременно доля почв близких к нейтральным и нейтральных увеличилась с 26 до 33% (рис. 6).

Объемы известкования почв Липецкой области, тыс. га.

Рис. 5. Объемы известкования почв Липецкой области, тыс. га.

Средневзвешенная величина обменной кислотности снизилась с 5,1 (V цикл) до 5,4 (X цикл). Соответственно она уменьшилась и в большинстве районов области.

Распределение пахотных земель Липецкой области по обменной кислотности

Рис. 6. Распределение пахотных земель Липецкой области по обменной кислотности (pH KCl): (слева направо: нейтральные и близкие к нейтральным (рН > 6); всего кислых почв (рН 4,1-5,5)).

Расчеты баланса кальция показали, что начиная с VII цикла его приход значительно меньше расхода, что создало отрицательный баланс этого элемента в почве (табл. 5).

Таблица 5. Баланс кальция в пашне Липецкой области по циклам обследования
Туры (годы обследования) Приход, кг/га Расход, кг/га Баланс, кг/га
III (1976-1981) 228 218 10
IV ( 1982-1986) 453 314 140
V (1987-1989) 568 437 131
VI (1990-1993) 476 373 103
VII (1994-1997) 109 137 -28
VIII(1998-2002) 27 138 -111
IX (2003-2007) 52 196 -144
X (2008-2012) 85 246 -161
2013 55 276 -221
2014 95 277 -182
2015 110 316 -206

Такое положение вызывает тревогу. Возможно, уже в ближайшие годы закисление почв начнет стремительно возрастать.

Для поддержания кислотного режима почв области на оптимальном уровне необходимо восстановить пятилетний цикл известкования, а ежегодные его объемы должны составлять 120-150 тыс. га.

Сера второй после азота протеиногенный элемент, потребляемый растениями из почвы. При ее дефиците нарушается азотный обмен в растении, снижаются интенсивность продукционного процесса и урожай [8].

Положительное влияние серы часто остаётся незамеченным, так как она воздействует главным образом не на величину урожая, а на его качество. Кроме того, внешнее проявление серного голодания растений обычно маскируется почти полным сходством с признаками недостатка азотной пищи [9].

На рубеже XX-XXI столетий во многих странах зафиксированы проявления дефицита серы. Это связано с повсеместным повышением продуктивности агроценозов, с увеличивающимся выносом, снижением поступления серы в почву в результате замены простых серосодержащих удобрений сложными концентрированными, а также с повышенным вниманием к охране окружающей среды от промышленных выбросов в атмосферу [8].

Контроль над содержанием сульфатной серы (SО4-2) в пахотных почвах в области начался в V цикле (1987-1989 гг.). За годы исследований, отмечено устойчивое снижение ее содержания (рис.7).

Средневзвешенное содержание серы в пашне по Липецкой области, мг/кг.

Рис. 7. Средневзвешенное содержание серы в пашне по Липецкой области, мг/кг.

В 1987-1989 гг. из обследуемых 976,8 тыс. га 15% имели низкое содержание серы, 45% среднее и 40% высокое. Средневзвешенная величина этого показателя составляла 9,4 мг/кг почвы, что соответствует средней обеспеченности. Такого содержание доступной для растений серы было достаточно для формирования высоких урожаев не только зерновых, но и технических культур и не вызывало опасений в недостатке ее для сельскохозяйственных растений.

В 1994-1997 гг. результаты обследования показали устойчиво наметившееся уменьшение содержания серы. Средневзвешенная величина этого показателя на площади 917,7 тыс. га снизилась до 8,6 мг. Изменилось перераспределение площадей по группам обеспеченности. На 9% увеличилась доля почв с низким содержанием серы и на 7% уменьшилась площадь почв с высоким содержанием. Более чем на 2 мг/кг почвы снизилось содержание серы в почве в Грязинском, Данковском, Лев-Толстовском и Усманском районах.

По итогам агрохимического обследования 2008-2012 гг. средневзвешенное содержание серы уменьшилось до 5,8 мг/кг, или в 1,6 раза, по сравнению с 1987-1989 гг. (см. рис. 8). Низкой обеспеченностью этим элементом (< 6 мг/кг) характеризовалось уже 58% обследованных почв (1325,9 тыс. га), а доля почв с высоким содержанием серы уменьшилась с 40 до 5%. В Лебедянском, Липецком и Хлевенском районах количество почв с низким содержанием достигло 62-75%, а средневзвешенная величина этого показателя составляет 4,9-5,7 мг/кг.

Уменьшение содержания серы в почвах области подтверждают результаты мониторинговых наблюдений на стационарных реперных участках.

Микроэлементы, улучшают обмен веществ в растениях, устраняют функциональные нарушения и содействуют нормальному течению физико-биохимических процессов, влияют на процессы синтеза хлорофилла и повышают интенсивность фотосинтеза. Под действием микроэлементов возрастает устойчивость к грибным и бактериальным заболеваниям, к таким неблагоприятным условиям внешней среды, как недостаток влаги в почве, пониженные или повышенные температуры, тяжелые условия перезимовки и т. д. [10].

Определение микроэлементов началось с V цикла (1987-1989 г.) обследования. Наблюдения показывают, что большая часть почв Липецкой области характеризуется высоким содержанием бора (96%, 1273,0 тыс. га), средним содержанием марганца (58,9%, 779,5 тыс. га), низким содержанием цинка (99,7%, 1272,7 тыс. га).

Таблица 6. Динамика содержания микроэлементов в почвах пашни Липецкой области
Микроэлемент Цикл (годы) Обследованная площадь,тыс. га Степень обеспеченности Средне- взвешенное содержание
низкая средняя высокая
тыс. га тыс. га % тыс. га % тыс. га % мг/кг
Бор V (1987-1989) 976,8 8,9 1 37,6 4 930,4 95 0,7
X (2008-2012) 1325,9 7,6 0,6 45,3 3,4 1273 96 1,2
Медь IX (2003-2007) 1269,9 1157,7 91,3 110 8,7 0,2 0,02 0,12
X (2008-2012) 1325,9 1285,4 97 40,1 3 0,4 0,03 0,09
Цинк V (1987-1989) 976,8 963 98,6 12,2 1,2 1,6 0,2 1
X (2008-2012) 1275,9 1272,7 99,7 2 0,2 1,2 0,1 0,63
Марганец V (1987-1989) 976,8 61,9 6 723,3 74 191,6 20 16
X (2008-2012) 1324,1 465 35,1 779,5 58,9 79,6 6 12,2
Кобальт V (1987-1989) 976,9 313,9 32 613,7 63 49,2 5 1,3
X (2008-2012) 1325,9 177,5 13,4 1081 81,5 67,4 5 1,5

Низкое содержание марганца выявлено в Добринском (76% обследованной площади, 119,1 тыс. га) и Чаплыгинском (91% от обследованной площади , 83,4 тыс. га) районах, кобальта – в Грязинском (38% от обследованной площади, 62,1 тыс. га) и Хлевенском (25% от обследованной площади, 47,1 тыс. га) районах.

С V по X цикл произошло перераспределение почв по группам обеспеченности: доля почв с низким содержанием марганца возросла на 29%, со средним сократилась на 15%, с высоким – на 14%; доля почв с низким содержанием кобальта уменьшилась на 19%, а со средним возросла на 19%.

Основные продовольственные культуры, возделываемые в области, - зерновые, которые в 2015 г. занимали 60% посевных площадей, сахарная свекла – 8%, подсолнечник – около 13%, рапс – 3%, соя – более 2,5%. Добиться высоких и устойчивых урожаев всех сельскохозяйственных культур, выращиваемых в области, без применения удобрений и средств химической мелиорации почвы невозможно.

До 80-х гг. минеральные удобрения в Липецкой области вносили в незначительных дозах – 45-60 кг/га, из них более 60% приходилось на азотные, среди которых преобладали аммиачная вода и сульфат аммония. Более половины фосфорных удобрений вносили в виде фосфоритной муки. Невысокое естественное плодородие почв и небольшие дозы минеральных удобрений, особенно фосфорных, мало способствовали увеличению урожаев сельскохозяйственных культур. С начала 80-х гг. вопросам применения минеральных удобрений стали уделять большое внимание.

К 1987-1989 гг. (V цикл) внесение удобрений достигло 155 кг/га NРК, что было почти в 5 раз больше, чем в 1964-1969 гг. (I цикл). В том числе в 5 раз возросло использование азотных, в 4,5 раза калийных, более чем в 5,3 раза фосфорных удобрений (табл. 7).

Таблица 7. Внесение минеральных удобрений в Липецкой области кг/га пашни
Циклы (годы) Минеральные удобрения, кг/га пашни
Всего в том числе Соотношение N:P:K
N P2O5 K2O
I (1964-1969) 32 14 9 8 1:0,6:0,6
II (1970-1975) 53 25 12 15 1:0,5:0,6
III (1976-1981) 72 29 20 22 1:0,7:0,8
IV ( 1982-1986) 106 46 35 26 1:0,8:0,6
V (1987-1989) 155 71 48 36 1:0,7:0,5
VI (1990-1993) 148 58 53 37 1:0,9:0,6
VII (1994-1997) 45 32 6 6 1:0,2:0,2
VIII(1998-2002) 34 26 4 4 1:0,2:0,1
IX (2003-2007) 57 33 13 11 1:0,4:0,3
X (2008-2012) 82 51 16 16 1:0,3:0,3
2013 82 49 16 17 1:0,3:0,3
2014 86 50 17 19 1:0,3:0,4
2015 102 56 22 24 1:0,4:0,4

В лучшую сторону в этот же период изменилось соотношение питательных веществ между азотом, фосфором и калием, которое приблизилось к научно-обоснованному – 1:0,7:0,5. Наряду с простыми видами удобрений появились сложные, содержащие 2-3 элемента питания: аммофос, ЖКУ, нитрофоска и др. Удобрения вносили под все культуры согласно научно-обоснованным планам применения, составленным агрохимической службой для каждого хозяйства. В этих планах, в зависимости от планируемой урожайности, предшественников, агрохимических свойств почв рассчитывались нормы каждого вида удобрений по срокам и способам их внесения.

Многочисленные опыты, проводимые ФГБУ «ЦАС «Липецкий» в тот период, показали, что внесение азота при подкормке озимой пшеницы в дозе 30 кг/га в виде аммиачной селитры или КАС в оптимальные сроки дает прибавку урожая от 3 до 5 ц/га [11]. Отмечено высокое действие фосфорных удобрений при их внесении в рядки при посеве сельскохозяйственных культур. Для реализации этого приема использовали гранулированные фосфорсодержащие удобрения.

Если сравнить 1982 и 1990 годы, то урожайность зерновых культур по районам возросла на 10-12 ц/га, сахарной свеклы – на 100-120 ц/га, кукурузы на силос, зеленый корм и сенаж – на 15-20 ц/га. При этом вынос питательных веществ урожаем перекрывался внесением удобрений в 1,1-1,4 раза, а фосфора более чем в 2,5 раза (табл. 8)

Таблица 8. Баланс питательных веществ в Липецкой области по циклам обследования, кг/га пашни
Показатель Цикл обследования Год
I (1964-1969 гг.) II (1970-1975 гг.) III (1976-1981 гг.) IV (1982-1986 гг.) V (1987-1989 гг.) VI (1990-1993 гг.) VII (1994-1997 гг.) VIII (1998-2002 гг.) IX (2003-2007 гг.) X (2008-2012 гг.) 2013 2014 2015
Внесено: 44 72 101 152 209 206 66 44 72 114 109 115 130
с минеральными удобрениями 32 52 72 106 155 148 45 34 57 84 82 86 102
с органическими удобрениями 12 19 30 46 53 58 21 11 14 30 27 30 27
Вынос 75 94 79 103 145 130 84 77 106 127 187 167 192
Баланс -31 -22 22 49 63 76 -18 -32 -35 -13 -79 -52 -63
Интенсивность баланса, % 58 76 128 147 144 158 79 58 67 90 58 69 67

В последующие годы уровень применения средств химизации резко снизился. C VII цикла (1994-1997 гг.) наблюдается уменьшение внесения органических удобрений до 0,8 т/га (см. рис. 1), минеральных удобрений до 34 кг/га, соотношение между элементами питания в VIII цикле составило 1:0,2:0,1 (см. табл. 7), объемы известкования упали до 5,3 тыс. га (см. рис. 5), исчезли с рынка однокомпонентные фосфорные удобрения, фосфоритование было прекращено полностью (рис. 2), баланс питательных веществ стал отрицательным (см. табл. 8). Продуктивность пашни снизилась с 3,29 тыс. зерн. ед./га в 1990 г. до 1,41 тыс. зерн. ед./га в 2000 г.

С середины 2000-х гг. вопросам применения минеральных удобрений стали уделять большее внимание. В период X цикла обследования (2008-2012 г.) было внесено 82 кг/га пашни питательных веществ, в 2015 г. – 102 кг/га. Однако этого не достаточно. Вынос питательных веществ значительно превышает поступление, особенно по калию, интенсивность баланса менее 100% (см. табл. 8).

Учитывая сложившиеся экономические условия, агрохимическая служба Липецкой области рекомендует уделять особое внимание прогрессивным способам использования удобрений: ранне-весенней и некорневой подкормке озимых культур азотными удобрениями и внесению фосфорсодержащих удобрений при посеве в рядки. В последние годы расширяется ассортимент сложных удобрений, вносятся тукосмеси с разным компонентным составом, в том числе серосодержащие, приобретается кальциевая селитра и известково-аммиачная селитра, увеличивается применение жидких азотных удобрений. Изменилась структура посевных площадей: уменьшилась доля кормовых культур, расширяются посевы рапса, подсолнечника, сои, рыжика и др. Наблюдается тенденция к повышению продуктивности пашни. В 2015 г. она составила 3,36 тыс. зерн. ед./га.

В Липецкой области большинство хозяйств применяют современные технологии выращивания сельскохозяйственных культур, которые предусматривают рациональное использование минеральных удобрений, измельчение и заделку соломы совместно с азотными удобрениями, применение современной техники. Например, в ООО «Лебедянское» Лебедянского района в течение ряда лет проводили промежуточный посев сидератов. В качестве сидеральных культур использовали рапс и горчицу. В ООО «Май» Липецкого района регулярно проводят подкормку озимых культур по результатам листовой диагностики. В ООО «Раненбургъ» Чаплыгинского района высевают семена лучших сортов и гибридов, применяют микроудобрения, широко используют подкормки. Одно из передовых хозяйств в Липецкой области ОАО им. Лермонтова Становлянского района. На предприятии широко используют современную технику, соблюдает севооборот, выращивают и используют в качестве сидерального удобрения клевер, солому измельчает и запахивает с азотными удобрениями, вносит органические и минеральные удобрения. ООО «Черкизово растениеводство» осуществляет свою деятельность на основе точного земледелия, которое позволяет получать высокий урожай сельскохозяйственных культур. В хозяйстве вносят высокие дозы минеральных удобрений, в период роста и развития культур применяют микроудобрения, ежегодно используют органические удобрения, проводят известкование.


Выводы. Результаты мониторинга за состоянием почвенного плодородия пашни Липецкой области показывают: средневзвешенное содержание гумуса уменьшилось с 6,1% до 5,7%, что соответствует средней степени гумусированности; средневзвешенное содержание подвижного фосфора увеличилось с 46 мг/кг (низкое) до 97 мг/кг (среднее); значительных изменений по обменной кислотности (pHKCl), средневзвешенному содержанию обменного калия не произошло: соответственно 5,3 – в I цикле, 5,4 – в X цикле и 101 мг/кг – в I цикле, 112 мг/кг – в X цикле. В промежуточных циклах отмечены незначительные колебания калия в пределах 10 мг/кг в ту или иную сторону. Средневзвешенное содержание серы за период с 1987-1989 гг. по 2008-2012 гг. уменьшилось с 9,4 до 5,8 мг/кг.

Несмотря на резкое сокращение применения удобрений и мелиорантов, которое произошло в области в период с 1994 по 2005 гг., значительного ухудшения агрохимических показателей не произошло. При соблюдении технологии выращивания сельскохозяйственных культур, научно-обоснованном применении удобрений возможно получение высоких урожаев хорошего качества, без ущерба для плодородия почв.


Авторы

  • Ю.И. Сискевич, кандидат географических наук, директор
  • Н.С. Бровченко, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий агрохимик отдела применения средств химизации
  • К.Н. Гасиев, кандидат сельскохозяйственных наук, директор
  • В.А. Никулова, начальник отдела разработки рекомендаций по применению средств химизации.

Литература

  1. Ахтырцев Б, П., Сушков В. Д. Почвенный покров Липецкой области. Воронеж: издательство воронежского университета, 1983. - 264с.
  2. Агрометеорологический обзор по Липецкой области за 2014-2015 сельскохозяйственный год. Липецк: ГУ «Липецкий областной центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» 2015. - 25с.
  3. Сискевич Ю. И. Агрохимический мониторинг при кадастровой оценке пахотных земель в зонах интенсивного земледелия. Автореферат диссертации канд. географич. наук. -Воронеж: ВГПУ, 2007. - 22с.
  4. Иванов А.Л., Державин Л. М. и др. Рекомендации по проектированию интегрированного применения средств химизации в ресурсосберегающих технологиях адаптивно-ландшафтного земледелия. - М: ФГНУ «Росинформагротех», 2010. - 464с.
  5. Лебедева Л. А., Едемская Н. Л. Научные принципы системы удобрения с основами экологической агрохимии. - М: издательство МГУ, 2004. - 320с.
  6. Васильева В.А., Филиппова Н. В. Справочник по органическим удобрениям. - М: Росагропромиздат, 1988. - 255с.
  7. Панников В.Д., Минеев В. Г. Почва, климат, удобрение и урожай. - М: Колос, 1977. - 416 с.
  8. Шеуджен А. Х. Агрохимия чернозема. - Майкоп, ОАО «Полиграф-ЮГ», 2015. - 232 с.
  9. Кореньков Д. А. Справочник агрохимика, - М: Россельхозиздат, 1980.- 286 с.
  10. Анспок П. И. Микроудобрения. Справочная книга.- Л.: Колос, Ленингр. отд-ние, 1978. – 272 с.
  11. Квасов В. А. Эколого-агрохимические основы плодородия черноземов и продуктивность земледелия в условиях лесостепи ЦЧЗ. Монография диссертации доктора сельскохозяйственных наук.- Воронеж: ВГАУ им К. Д. Глинки, 1999.-220 с.