Обеспеченность почв элементами питания

Деградация химических свойств почв, как правило, связана с применением средств химизации земледелия. В историческом аспекте земледелия области можно выделить периоды начальной, интенсивной и недостаточной химизации. Отправным моментом химизации полей считается средина 60-х годов прошлого столетия, когда удобрения рассматривались как позитивный прием с точки зрения повышения урожайности культур и качества продукции и когда вопросы деградации почв не рассматривались или особого внимания к проблеме не было. В 70-80-е годы, в период интенсивной химизации рассматривался круг проблем, связанных с негативным воздействием высоких доз минеральных удобрений в основном на изменение кислотно-основных свойств почв и непроизводительные потери питательных веществ удобрений из корнеобитаемого слоя растений, что и вызывало загрязнение грунтовых и поверхностных вод. Во второй половине 90-х годов при недостаточном внесении традиционных удобрений и извести происходила замена их нетрадиционными (отходы производства). В настоящее время снижается плодородие почв из-за недостаточного внесения удобрений и прекращения программы комплексной мелиорации земель.

Чтобы представить проблему, связанную с деградацией почв вследствие применения или не применения минеральных и органических удобрений и оценить степень их негативного воздействия на свойства почвы, необходимо рассмотреть интенсивность применения удобрений. Динамика применения удобрений в хозяйствах области нами была представлена в 1 главе, из которой следует, что в последние годы уровень внесения удобрений особенно органических крайне низкий.

Применение удобрений заметно повышает плодородие почв и урожайность сельскохозяйственных культур. На территории области наибольшее количество удобрений было применено в период IV цикла агрохимического обследования (1984-1989 гг.). В это время вносили минеральных удобрений - 164 кг д. в. /га, а органических - 5,8 т/га пашни. Кроме того, проводились работы по химической мелиорации земель. В этот период было произвестковано 198 тыс. га почв с кислой реакцией среды. В результате именно на период IV цикла агрохимического обследования приходится наибольшая урожайность сельскохозяйственных культур. Для озимой пшеницы она составила 3,0 т/га, сахарной свеклы - 25,8; кукурузы на силос 27,5 т/га. Через десять лет (VI цикл) внесение минеральных удобрений на гектар пашни снизилось в 4,3 раза - (вносили 38 кг/га), органических - в 2,5 раза (2,4 т/га), произвестковано всего лишь 32 тыс. га. Урожайность культур в этот период была наименьшей и составила соответственно: 2,24; 16,8 и 16,2 т/га (Авраменко, Лукин, 2001).

Мы располагаем возможностью сравнить наличие основных питательных элементов в черноземе типичном целинного заповедника "Ямская степь" и многолетней пашни. По содержанию их сравниваемые объекты различаются. Как правило, для растений питательный режим более предпочителен в целинном варианте. Более заметны различия по содержанию легкогидролизуемого азота в слое 20-30 см. На пашне оно снижено на 5.4 мг на 100 г почвы и по известной градации относится к низкой степени обеспеченности. В черноземе целины обеспеченность этой формой азота средняя (табл.5.1). По содержанию подвижных форм фосфора и калия сравниваемые почвы мало отличаются по всему анализируемому профилю, хотя преимущество остается за почвой целины. Однако, обеспеченность фосфором укладывается в одну градацию - среднюю, а по калию - высокую.

Благодаря систематическому агрохимическому обследованию пахотных почв области имеется возможность проследить динамику обеспеченности элементами питания. Обследование пахотных почв области на содержание легкогидролизуемого азота начали проводиться с 1984 года. Данные свидетельствуют, что к 2004 году площади почв с очень низкой и низкой степенью обеспеченности уменьшились (табл.5.6). В целом по области почвы с низким и очень низким содержанием легкогидролизуемой формы азота занимают 30 % всей площади пашни или около 500 тыс. га. Это означает, что для получения высоких и стабильных урожаев сельскохозяйственных культур каждый третий гектар пашни нуждается в повышении содержания азота до среднего и повышенного уровней. Одновременно наблюдается увеличение доли почв со средней обеспеченностью и сокращение площади почв с повышенным содержанием азота. Поэтому в настоящее время четко прослеживается наибольшая экономическая эффективность от внесения именно азотных удобрений.

Таблица 5.6 Распределение почв пашни по содержанию легкогидролизуемого азота, % (Авраменко, 2006)

Черноземные почвы области содержат значительное количество валовых форм фосфора и калия. Количество фосфора доходит до 0,25 %, а калия до 2,23 % (Щербаков, Васенев, 1996).

Данные по содержанию подвижных форм фосфора и калия представлены по пятилетним циклам, начиная с 1964 и заканчивая 2004-м годом (табл.5.7, 5.8). В целом, судя по содержанию данных элементов, питательный режим почв области за отмеченный промежуток времени заметно улучшился. Средневзвешенное значение подвижного фосфора в почвах за сорокалетний период времени возросло с 55 до 121 мг, а калия со 105 до 122 мг/кг почвы. Увеличились площади почв с повышенным (на 26,4 %), высоким (12,5 %) и очень высоким (9,9 %) содержанием подвижного фосфора, уменьшились площади с очень низким (на 6,8 %) и низким (41,1 %) содержанием.

Таблица 5.7 Распределение почв пашни по содержанию подвижного фосфора, % (Авраменко, Лукин, 2006)

Изменение площадей почв с разным содержанием обменного калия менее значительные, чем подвижного фосфора - возросли площади с очень высоким содержанием на 6,0 % и уменьшились с низким на 4,5 % и средним (6,5%) содержанием. В целом можно заключить, что преобладают почвы со средним и повышенным содержанием подвижного фосфора - 69,1 %, а также площади пашни с повышенным и высоким содержанием обменного калия 74,3 %.

Основные потери фосфора и калия происходят в результате эрозии почв. На территории области ежегодно при смыве теряется 4,9-9,5 тыс. т фосфора, 37,2-43,2 тыс. т калия (Здоровцов, Мясоедов, 1990 и др.).

Таблица 5.8 Распределение почв пашни по содержанию обменного калия, % (Авраменко, Лукин, 2006).

На увеличение в почве содержания подвижных фосфора и калия влияет внесение соответствующих удобрений, повышение гидролитической кислотности (Щербаков, Васенев, 1996), расширение посевов многолетних бобовых трав. Все это способствует трансформации элементов из трудноусвояемых для питания растений форм в подвижные, легкоусвояемые.

Содержание элементов питания в почвах по районам области неравномерное. Высокое содержание подвижного фосфора (152-162 мг/кг) наблюдается в почвах Грайворонского, Белгородского, Ивнянского, Краснояружского районов, а меньшее (86-96 мг/кг почвы) - в Вейделевском, Ровеньском и Старооскольском районах. Более высокая обеспеченность калием характерна для почв тяжелого гранулометрического состава - глинистых и тяжелосуглинистых.

Средневзвешенные величины подвижных форм элементов указывают на их динамику за многолетний период времени. Так, содержание подвижного фосфора, начиная с 1964 года, систематически увеличивалось и в VI цикле обследования приблизилось к оптимальной величине - 131 мг/кг почвы. Однако, в VII цикле (2000-2004 годы) впервые зафиксировано снижение его содержания на 10 мг. Причина заключается в том, что баланс фосфора в земледелии области за последние годы стал отрицательным. Если в 1984-1994 годы поступление фосфора с удобрениями было примерно в два раза больше его выноса с урожаем и потерь из-за эрозии, то в 2000-2004 годах его поступало в почву в два раза меньше, чем отчуждалось.

Средневзвешенное содержание обменного калия в почвах области в течение 1984-1999 годов было на уровне 126-130 мг/кг, т.е. относительно стабильным и являлось оптимальной величиной для большинства сельскохозяйственных культур. При агрохимическом обследовании в 2000-2004 годах наблюдается снижение содержания обменного калия до 122 мг/кг почвы. Причиной тому явилось резкое уменьшение внесения его в почвы с удобрениями.

На территории области еще встречаются хозяйства, где мало вносят удобрений, где низкая общая культура земледелия. Почвы здесь истощены основными элементами питания, содержание которых находится на уровне ниже среднего. Условия питания культурных растений осложнены, что и приводит к получению низких урожаев сельскохозяйственных культур, в пределах 20 ц/га зерна.

В то же время известно, что в европейских западных государствах урожайность зерновых 30 ц/га является уже признаком банкротства землепользователя. Низкие урожаи сельскохозяйственных культур обусловлены многими причинами и основной из них является истощение почв доступными элементами питания, общее снижение плодородия. При производственном использовании удобрений на получение планируемого урожая нужно исходить из уровня плодородия конкретного земельного участка и биологических особенностей возделываемых сельскохозяйственных культур. Детальную картину излагаемой проблемы можно представить по данным расчета баланса основных питательных элементов в почвах области. Такие расчеты нами сделаны (табл.5.9).

Таблица 5.9 Баланс основных элементов питания в почвах области за 2006-2008 годы

Данные свидетельствуют, что в настоящее время в пашне сложился отрицательный баланс всех трех питательных элементов. Больший дефицит баланса наблюдается по фосфору. Из всего следует, что из-за недостатка поступления элементов питания в почву с удобрениями, продолжается дальнейшее использование почвенных запасов, что усиливает деградацию.