Улучшение плодородия кислых почв Предуралья

Сельское хозяйство/3.Земледелие, почвоведение и агрохимия

К.с.-х.н. Митрофанова Е.М.

ГНУ Пермский НИИСХ Россельхозакадемии, Россия

Улучшение плодородия кислых почв Предуралья

Почвы с кислой реакцией среды широко распространены в мире - занимают около 30% общей площади и более 50% площади пашни (Von Uexküll H. R., Mutert E., 1995). По расчетам, проведенным И.А. Шильниковым и др. (2006), площади кислых почв в Российской Федерации достигают 55 - 56 млн. га. По состоянию на 01.01.2010. в Пермском крае из обследованной площади 953.8 тыс. га 78 % имеет кислую реакцию среды, из них 50 % сильно- и среднекислых почв. В настоящее время в стране повсеместно снижается плодородие почв, высокий уровень которого был создан вследствие реализации программ по известкованию, фосфоритованию, комплексной химизации и мелиорации земель (Минеев В.Г., Болышева Т.Н., 2005).

Кислые почвы обладают комплексом неблагоприятных свойств, которые негативно влияют на рост сельскохозяйственных культур. Наиболее важными из них являются: увеличение растворимости и токсичности Al, Mn, Fe; уменьшение доступности Mo, дефицит Ca, Mg; нарушение круговорота азота, микоризной деятельности; увеличение численности патогенных микроорганизмов; накопление в почве органических кислот и других токсичных соединений (Голубев Б.А.,1954; Небольсин А.Н., Небольсина З.П., 2005; Палавеев Т., Тотев Т., 1983 и др.).

Основным приемом улучшения плодородия кислых почв является известкование, необходимость проведения которого подчеркивали многие классики и современники агрономической химии.

Результаты, исследований, полученные в полевых опытах Пермского НИИСХ на дерново-подзолистых почвах и оподзоленном черноземе показали, что внесение извести в дозах, соответствующих 0.25 - 2.5 Нг, привело к существенному повышению показателя рН_KCl, снижению обменной и гидролитической кислотности в слоях почвы 0 - 20 и 20 - 40 см. Содержание элементов (Al³⁺, Fe²⁺, Mn²⁺), сопутствующих повышенной кислотности почвы, тесно связано с показателем реакции почвенной среды (η= - 0.71 - 0.91 при уровне значимости 0.001), что свидетельствует о том, что при подкислении почвы происходит существенное повышение содержания этих элементов в почвах и уменьшение - при известковании.

Известкование кислых почв улучшало их буферные свойства, тем самым повышало их устойчивость к подкислению на длительное время, о чем свидетельствовало увеличение площади буферности в кислотном интервале в варианте с дозой извести 1.0 Нг на дерново-подзолистых почвах на 21 - 25% по сравнению с контрольным вариантом, оподзоленном черноземе - на 17 %.

Сумма поглощенных оснований находилась в тесной линейной связи с показателем рН_KCl(r = 0.83 - 0.89). Содержание обменных форм кальция и магния зависело не только от реакции среды и известкования почвы, а также определялось сочетанием других факторов, среди которых влияние почвообразующей породы, гранулометрического и минералогического состава.

Кальций извести - основной источник пополнения почвенного кальция, без внесения которого в почвах складывался отрицательный баланс данного элемента (-200 кг/га в год). Интенсивное сокращение объемов известкования почв в Пермском крае ведет к подкислению почв со скоростью уменьшения рН_KCl 0.01 в год и ухудшению их плодородия.

Внесение извести в дозе 0.5 Нг на дерново-подзолистых почвах повышало содержание подвижного фосфора и не влияло на содержание обменного калия. Существенное увеличение содержания питательных элементов в почвах (Р₂О₅, К₂О) происходило при систематическом внесении минеральных удобрений.

Сочетание известкования почвы с применением минеральных удобрений улучшало микробиологические свойства почвы. Общая численность микроорганизмов возрастала в 2-10 раз по отношению к неизвесткованной почве, существенно увеличивалась эмиссия углекислого газа, количество азотфиксирующих, нитрифицирующих и целлюлозоразлагающих бактерий. Установлены высокие коэффициенты корреляции между рН_KCl и исследуемыми показателями биологической активности почвы (η=0.70 - 0.81).

Длительное применение минеральных удобрений (при насыщенности N -22 - 44, P₂О₅ -33 - 66, K₂О- 36 - 72 кг/га в год) в течение 4-х ротаций полевого 7-польного севооборота в условиях дерново-подзолистой почвы и последействие извести не создавало опасности загрязнения кислоторастворимыми и подвижными формами Cu, Zn, Pb, Cd.

Периодическое известкование почвы, в отличие от других приемов (внесение органических и минеральных удобрений) приводило к существенному снижению почвенной кислотности:

- внесение навоза снижало обменную кислотность (на 0.82 мг-экв/100г (37 %) по сравнению с фоном без навоза и извести) и содержание подвижного Al (0.79 мг-экв/100г (38%)) и не оказывало заметного влияния на реакцию почвенной среды и гидролитическую кислотность почвы;

- фосфорно-калийные удобрения снижали обменную кислотность (0.470 мг-экв/100г (29%)), содержание подвижного алюминия и повышали сумму поглощенных оснований (с 8.0 до 10 мг-экв/100г (21 %));

- периодическое известкование почвы значительно снизило обменную кислотность (на 97 – 99 %), устранило подвижный алюминий, гидролитическая кислотность почвы снизилась по сравнению с фоном без навоза и извести в 3.5 раза (62 - 71 %), поддерживало показатель рН_KCl на уровне 5.2 - 5.7; повысило сумму поглощенных оснований - с 8.2 до 14.9 мг-экв/100г (73 - 82 %).

Однако наиболее благоприятные физико-химические показатели дерново-подзолистой почвы складывались при комплексном окультуривании почвы, включающем периодическое внесение навоза, извести и систематическое применение минеральных (NPK) удобрений.

Литература

1. Von Uexküll, H. R. Global extent, development and economic impact of acid soils / H.R. von Uexküll, E. Mutert // Plant and Soil. - 1995. - Vol. 171. - № 1. - P. 1 - 15.

2. Шильников, И.А. Баланс кальция и динамика кислотности пахотных почв в условиях известкования / И.А. Шильников, С.А. Ермолаев, Н.И. Аканова. - М., 2006. - 157с.

3. Минеев, В.Г. Современные тенденции в изменении плодородия почв России / В.Г. Минеев, Т.Н. Болышева // Рос. хим. журнал. – 2005. - Т. XLIX - № 3. - С. 5 - 10.

4. Голубев, Б.А. Кислые почвы и их улучшение / Б.А. Голубев. - М.: Сельхозгиз, 1954. - 166с.

5. Небольсин, А.Н. Теоретические основы известкования почв / А.Н. Небольсин, З.П. Небольсина. - СПб: ЛНИИСХ, 2005.-252с.

6. Палавеев, Т. Кислотность почв и методы её устранения / Т. Палавеев, Т. Тотев // Пер.с болгарского - М.: Колос, 1983. - 165с.