Гумусное состояние почв при сельскохозяйственном использовании

На территории Белгородской области, в Губкинском районе нами проведены исследования содержания общего гумуса в черноземе типичном мощном тяжелосуглинистом целинного заповедника "Ямская степь" и многолетней пашни. Результаты свидетельствуют, что в пахотном слое пашни содержание гумуса меньше на 4,1 абсолютных процента (табл.5.4).

Чернозем целины следует считать по известной классификации содержания гумуса тучным, а его пахотный аналог - среднегумусным. Тенденция снижения содержания гумуса на пашне наблюдается и в слое 60-70 см, хотя она выражена здесь меньше. Этот пример наглядно демонстрирует общую картину изменения гумуса под влиянием длительного сельскохозяйственного использования.

Таблица 5.4 Физико-химические свойства и агрохимические показатели чернозема типичного мощного тяжелосуглинистого целинного заповедника "Ямская степь" и многолетней пашни

Генетические горизонты (индексы и мощность), см

Глубина отбора почвы, см

Содержание общего гумуса, %

Кислотность: 1 - обменная, рНсол; 2 - гидро- литическая, ммоль/100 г.

Сумма обменных оснований

Обменный кальций

Обменный магний

Степень насыщен- ности основаниями, %

Подвижные элементы питания, мг/100 г.

1

2

ммоль/100 г почвы

N

Р2О5

К2О

Целина

Ад 0-5 - - - - - - - - - -

-

А 5-50 20-30 10,5 6.4 2,4 37,5 31,8 5,7 94 15,5 9,2

15,3

А/В_К 50-90 60-70 4.3 7,0 1,5 31,4 25,9 5,5 95 10,6 5,4

13,1

ВС_К 90-130 100-110 1,7 7,3 карб. 26,5 22,1 4,4 - 5,8 3,6

12,9

130-200 140-1500,47,4карб. 18,315,92,4-2,111,8                    

 

Пашня

А пах.0-30 20-30 6,4 5,6 3,8 34,2 28,8 5,4 90 10,1 8,5

13,7

А/В_К 50-90 60-70 3,5 6,8 2,0 30,7 25,6 5,1 93 8,6 4,9

12,8

ВС_К 90-130 100-110 1,6 7,1 карб. 24,4 20,1 4,3 - 3,4 3,9

12,7

130-200 140-1500,47,2карб. 17,516,72,1-2,312,0                    

 

                         

Далее, мы воспользовались материалами государственного центра агрохимической службы "Белгородский", специалисты которого периодически в 5 лет ведут контроль за содержанием гумуса в почвах производственных полей сельскохозяйственных предприятий области.

Поскольку сама методика исключает точность отбора почвенных образцов для анализа каждый раз в строго отмеченном пункте, то полученные данные дают приблизительное представление о динамике содержания гумуса.

Результаты свидетельствуют, что в настоящее время средневзвешенное содержание гумуса в пахотных почвах области составляет 4,9 %. (табл.5.5). За 20-летний период (1984 - 2004 гг.) площадь пашни с повышенным содержанием гумуса сократилась с 14,8 до 7,1 %, т.е. почти в два раза. При этом площадь пашни с низким и средним содержанием гумуса увеличилась.

Таблица 5.5 Распределение почв пашни Белгородской области по содержанию гумуса, % площади (Авраменко, Лукин, 2005)

Циклы и годы агрохимического обследования	Содержание гумуса, %						Средне-взве-шенное значе- ние
	очень низкое, < 2	низкое, 2,1-4,0	cреднее, 4,1-6,0	повы-шенное 6,1-8,0	высокое, 8,1-10,0	очень высо-кое, > 10,0
IV. 1984-1989	1,4	16,6	67,1	14,8	0,1	-	4,9
V. 1990-1994	1,2	19,5	70,6	8,6	0,1	-	4,8
VI. 1995-1999	1,4	18,4	69,3	10,9	-	-	4,9
VII. 2000-2004	1,0	17,2	74,7	7,1	-	-	4,9

 

В разрезе административных районов низкое содержание гумуса имеют пахотные земли Старооскольского, Чернянского и Новооскольского районов. Среднее содержание гумуса в пахотном горизонте почв этих районов составляет 4,3-4,5 %. Объясняется это тем, что здесь в пашне присутствует большая доля серых лесостепных почв, лёгких супесчаных и песчаных почв, которые генетически содержат малое содержание гумуса. Более того, более половины площади занимают смытые почвы.

Лучше гумусированы пахотные земли Прохоровского, Губкинского, Вейделевского и Ровеньского районов, где содержание гумуса на пашне изменяется в пределах 5,2-5,6 %.

При длительном земледельческом использовании, без достаточного внесения органических удобрений и травосеяния почвы интенсивно подвергаются минерализации органической части, проявляется процесс дегумификации. Они теряют в первую очередь легкоподвижные формы, а также запасы внутрипочвенной энергии, азота и фосфора. В дальнейшем это приводит к снижению элементов питания, ухудшению физико-химических и физических свойств. Пахотный слой почв обесструктуривается, уплотняется. При этом ухудшаются условия жизнедеятельности почвенной фауны и микрофлоры, снижается плодородие почв, и, как следствие, урожайность сельскохозяйственных культур.

Процесс дегумификации пахотного слоя почв усилился в последние десятилетия в связи с реорганизацией хозяйств, изменением их собственности, нарушением системы севооборотов, увеличением процессов эрозии почв, ростом удельного веса пропашных культур в структуре посевных площадей, недостаточным внесением минеральных и органических удобрений. Об этом свидетельствуют данные содержания гумуса по материалам двух туров крупномасштабного почвенного обследования, проводимые в 1950-1965 и 1970-1985 годах. В эти временные периоды распашка земель в области достигла предельных значений и резко возросла насыщенность севооборотов пропашными культурами.

В первом туре обследования среднее содержание гумуса в пахотном горизонте тёмно-серых лесных несмытых почв на площади в 35,5 тыс. га составляло 4,6 %. Через 20 лет среднее содержание гумуса на этой территории снизилось до 3,7 %, то есть на 0,9 %. Запас общего гумуса снизился на 24,75 т/га.

Чернозёмы типичные и выщелоченные за рассматриваемый период потеряли в пахотном слое от 0,4 до 0,6 % гумуса, а запас его сократился на 11-16,5 т/га. У чернозёмов обыкновенных и карбонатных среднемощных легкоглинистых и тяжелосуглинистых содержание гумуса уменьшилось с 6,7 до 5,7 % или в переводе на запасы - 27,5 т/га.

Сравнение материалов первого и второго туров крупномасштабного почвенного обследования показало, что общие потери гумуса в пахотном горизонте почв области на площади 619,9 тыс. га составили 10595 тыс. т, или 9,5 % от исходного запаса. Дегумификация наиболее интенсивно проявлялась на бедных гумусом тёмно-серых лесостепных почвах и усиленно в обрабатываемых чернозёмах обыкновенных. Последние потеряли в пахотном горизонте около 15 % запасов гумуса. В то же время чернозёмы выщелоченные и типичные потеряли за обозначенный период от 7 до 10 % своих исходных запасов.

На территории области практически исчезли тучные черноземы, содержащие в верхнем слое более 9 % гумуса. Они сохранились только на целинных землях, как например, заповедный участок "Ямская степь". В то же время широкое распространение получили малогумусные черноземы (4-6 % гумуса).

В дальнейшем необходим контроль за содержанием гумуса в почвах известными методами. В частности можно использовать балансовый метод, который позволяет учитывать расходную и приходную части по каждой культуре севооборота. Расходную часть составляет содержание гумуса в почве и коэффициент минерализации, зависимый от возделываемой культуры. Суммируя величины расходной части гумуса под каждой культурой, получаем величину минерализации гумуса всего севооборота.

Приходная часть баланса гумуса представляет произведение урожайности основной продукции сельскохозяйственной культуры (т/га) на коэффициенты пожнивных остатков (корневых и растительных) и их гумификации (табл.5.6).

Таблица 5.6 Коэффициенты накопления, гумификации и минерализации растительных остатков сельскохозяйственных культур

Культуры	Коэффициенты
	накопления пожнив- но-корневых остат- ков от урожая основной культуры	гумификации пожнивно- корневых остат- ков (приход- ная часть)	минерализа- ции запасов гу- муса в пахотном слое почвы (расходная часть)
Озимая пшеница	1,5	0,175	0,008
Ячмень	1,2	0,175	0,008
Овёс	1,3	0,175	0,008
Просо	1,4	0,175	0,008
Горох	1,2	0, 20	0,007
Гречиха	1,9	0,175	0,008
Сахарная свёкла	0,1	0,175	0,015
Картофель	0,17	0,175	0,015
Овощи	0,16	0,175	0,015
Кукуруза на силос	0,16	0,175	0,015
Кукуруза на зерно	1,2	0,175	0,015
Однолетние травы	1,2	0, 20	0,006
Многолетние травы	2,0	0, 20	0,005
Чистый пар	-	-	0,02

 

Баланс гумуса в севообороте определяется по разнице между расходной и приходной частью. В случае отрицательного баланса рассчитывают количество навоза, необходимое для бездефицитного содержания гумуса в почве. При этом условно принимают, что из 10 т навоза в почве образуется примерно 1 т гумуса.

Нами рассчитан баланс гумуса по группам выращиваемых культур с учетом их посевной площади, равной 1337,2 тыс. га (табл.5.7). Как следует из представленных данных, баланс в данное время отрицательный. На всю посевную площадь он составляет значительную величину. В пересчете на гектар пашни баланс равен: - 863,4/1337,2 = - 0,645 т или - 645 т/га.

 

Таблица 5.7 Баланс гумуса в почвах Белгородской области в среднем за 2006-2008 гг., тыс. т.

Наименование групп культур	Приходная часть				Расходная часть	Баланс гумуса
	Валовый сбор продукции	Приход гумуса с растительными остатками	Образование гумуса от органических удобрений	Общий приход гумуса от растительных остатков + навоза	Минерализация гумуса
1. Озимая пшеница, озимая рожь, озимый ячмень, просо, яровая пшеница	1065,5	279,7	72,8	693,5	360,9	300,7
2. Ячмень, овес, горох, фасоль, кормовые бобы, кукуруза на зеленый корм, соя, люпин, однолетние травы, сорго	1578,5	341,0			633,3
3. Гречиха, рапс, кориандр, многолетние травы, горчица	646,5	131,3	93,4	343,7	89.0	562,6
4. Сахарная свекла, подсолнечник	3349,5	58,6			470,5
5. Картофель, овощи, бахчевые, кукуруза на силос	2028,9	60,4			346,8
Всего	8667,9	871,0	166,2	1037,2	1900.5	-863,4

 

Для создания бездефицитного баланса гумуса необходимо вносить ежегодно не менее 6,5 т/га навоза. Напомним, что в настоящее время на 1 га посевной площади вносится около 2,5 т., учитывая животноводческие стоки и птичий помет в пересчете на полуперепревший подстилочный навоз КРС.