Россия
Пахотные почвы области характеризовались низким и средним уровнем плодородия. В пределах каждого поля показатели плодородия почв варьировались в широком диапазоне. Содержание гумуса изменялось от 2,2 до 7,3%, реакция среды – от среднекислой до нейтральной. В составе обменных катионов установлено высокое содержание магния – от 2,5 до 9,5 ммоль/100 г почвы. В агрегатном составе почв количество агрономически ценных фракций составляло 45,2-61,0%, глыбистых агрегатов – 14,8-36,5%, пыли – 8,7-36,9%.
гумус, агрегатный состав, реакция среды, обменные катионы, плодородие
Россия обладает значительными земельными ресурсами, среди которых большие площади занимают сельскохозяйственные угодья, в частности пашня. Плодородие пахотных почв зависит от климатических условий, системы обработки, использования удобрений и других методов земледелия [1–4].
Актуальность. В некоторых районах России в пашню используют и малоплодородные почвы, вследствие чего земледельцы сталкиваются с ограничениями в выращивании культур. Для обеспечения устойчивого развития сельского хозяйства землепользователи вынуждены применять современные инновационные подходы и технологии для поддержания и повышения почвенного плодородия, увеличения продуктивности культур с соблюдением принципов экологической устойчивости в управлении почвами области [5, 6]. Результаты обследования почвенного покрова ряда районов Омской области, расположенных в разных природных зонах, на сегодняшний день показали низкий и средний уровень плодородия почв пашни [7–10].
Условия, объекты и методы исследования. Исследования проведены в 2020–2021 гг. на территории Муромцевского района, расположенного в таежно-лесной зоне Омской области. Объекты исследования – почвенный покров пашни и залежи, представленный лугово-черноземными среднемощными мало- и среднегумусными легко-, средне- и тяжелосуглинистыми почвами (Чл23с, Чл22с, Чл22л, Чл23т), залегающими со светло- и темно-серыми лесными грунтово-глееватыми мало- и среднемощными легко- и тяжелосуглинистыми почвами (С1г-3с, С3г-2т). На трех обследованных полях пашни (поля 1–3) возделывали лен и пшеницу. Поле 4 находилось в залежи в течение 6 лет, и было распахано в год исследования. Поле 5 временно не обрабатывали, и по состоянию зарастания естественной растительностью соответствовало залежи 3 лет.
На ключевых участках полей закладывали разрезы на глубину 1,8–2,0 м и прикопки мощностью 0,5 м для морфологического описания и диагностики почв. Отбор почвенных проб проведен из каждого генетического горизонта разрезов и прикопок, заложенных по длине маршрутного хода. Уровень плодородия почв и вид деградации устанавливали по следующим показателям: гранулометрический состав (ГОСТ 12536-2014, пипеточный метод), структурно-агрегатный состав (метод Саввинова), рН солевой и водной суспензии (ГОСТ 27979-88, потенциометрический метод), обменные катионы кальция, магния (титриметрический метод) и натрия (метод пламенной фотометрии), содержание гумуса (метод И.В. Тюрина в модификации В.Н. Симакова).
Обсуждение результатов. Почвы обследованных полей испытывали повышенное грунтовое увлажнение, о чем свидетельствовало наличие на глубине 1,5–2,0 м закисных форм железа в виде сизоватого оттенка и сизых пятен, прокрашивающих почвенную массу. Мощность пахотного слоя в почвах пашни достигала 40 см и не всегда включала гумусовый горизонт. Так, в светло-серой лесной почве в пахотный слой входила часть горизонта В1. В почвах залежных полей пахотный слой был выделен четко, по линии обработки, только в типе серых лесных грунтово-глееватых почв и изменялся от 27 до 38 см. В типе лугово-черноземных почв мощность гумусового горизонта достигала 31–49 см, пахотный слой по линии обработки не диагностировался (табл. 1).
Таблица 1 - Характеристика свойств почв пашни и залежных участков (средние данные по полю/типу почв)
|
Почва |
Горизонт |
Мощность пахотного слоя, см |
рНKCl (Н2О), ед. |
Гумус, % |
Обменные катионы, ммоль/100 г почвы |
||
|
Ca2+ |
Mg2+ |
Na+ |
|||||
|
Поле 1. Лен |
|||||||
|
С1г-3с
|
Апах |
0–20 |
6,1 |
2,2 |
11,1 |
4,5 |
0,16 |
|
20–40 |
6,1 |
2,2 |
11,3 |
4,3 |
0,16 |
||
|
Чл23с |
Апах |
0–20 |
6,6 |
6,2 |
32,9 |
4,9 |
0,18 |
|
20–40 |
6,7 |
5,8 |
28,2 |
5,5 |
0,18 |
||
|
Поле 2. Пшеница |
|||||||
|
Чл22с |
Апах |
0–20 |
6,0 |
5,2 |
24,6 |
7,7 |
0,23 |
|
20–40 |
6,2 |
5,1 |
24,2 |
7,8 |
0,12 |
||
|
Поле 3. Пшеница |
|||||||
|
Чл22л |
Апах |
0–20 |
6,3 |
5,2 |
21,8 |
9,0 |
0,07 |
|
20–40 |
6,3 |
4,9 |
20,8 |
8,2 |
0,10 |
||
|
Поле 4. Распашка залежи, 6 лет |
|||||||
|
Чл23с |
А |
0–29 |
6,1 |
6,9 |
28,9 |
8,2 |
0,17 |
|
АВ |
29–43 |
6,1 |
6,7 |
28,4 |
7,1 |
0,20 |
|
|
Поле 5. Залежь,3 года |
|||||||
|
Чл23т
|
А |
3–26 |
(5,4) |
6,7 |
25,7 |
5,5 |
0,15 |
|
АВ |
26–42 |
(5,6) |
3,4 |
21,1 |
4,3 |
0,17 |
|
|
С3г-2т |
Апах |
3–29 |
(5,0) |
5,7 |
21,3 |
4,1 |
0,20 |
На пашне в пределах каждого поля установлено варьирование гумуса в широком диапазоне. Например, в слое 0–20 см его минимальная величина составляла 2,2–4,8%, а максимальная достигала 6,2–6,8%. Это соответствовало классу «меньше минимального», «средне- и сильногумусированных» почв. В почвах залежных полей количество гумуса было выше, чем на пашне и изменялось от 4,4 до 7,3%, что характеризовало почвы как средне- и сильногумусированные.
Реакция почвенной среды в слое пахотных почв 0–20 и 20–40 см изменялась от 5,8 до 6,8 ед. рН, но находилась в нейтральном интервале или близком к нейтральному. Под залежью 3 лет реакция среды в почвах варьировалась от средне- и слабокислой до близкой к нейтральной (5,0–5,8 ед. рН).
В составе обменных катионов почв пашни и залежи преобладал кальций, его величина соответствовала высокому и очень высокому уровню (по ЦИНАО). Так, максимальное его количество было отмечено в лугово-черноземных почвах (19,8–33,3 ммоль/100 г почвы), а минимальное – в типе серых лесных грунтово-глееватых почв (табл. 1). Для почв, формирующихся в зоне достаточного увлажнения, установлено не свойственное им высокое и очень высокое содержание обменного магния, находящееся в диапазоне от 2,5 до 9,5 ммоль/100 г почвы. Величина обменного натрия изменялась от 0,07 до 0,32 ммоль/100 г почвы.
В агрегатном составе почв пашни наблюдалось повышенное содержание фракции пыли (15,5–20,4%), максимальная ее величина установлена в почве поля 3 (табл. 2). В лугово-черноземных почвах количество глыбистой фракции находилось в пределах оптимума (до 30%), а агрономически ценных агрегатов было ниже оптимального уровня на 18,2–24,8%. В типе серых лесных грунтово-глееватых почв величина этих показателей не соответствовала оптимальным значениям. Количество глыбистой фракции превышало оптимум (до 20%) на 4%, а агрономически ценных агрегатов было ниже на 19,2–20,2%.
Таблица 2 Агрегатный состав почв пашни и залежных участков (средние данные по полю/типу почв)
|
Индекс почвы |
Фракции (мм), % |
Сумма фракций от 10 до 0,25 мм |
Коэффициент структурности |
|||||||||
|
> 10 |
10-7 |
7-5 |
5-3 |
3-2 |
2-1 |
1-0,5 |
0,5-0,25 |
˂ 0,25 |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
|
Поле 1. Лен |
||||||||||||
|
Чл23с |
25,2 |
7,8 |
6,1 |
8,7 |
6,2 |
10,0 |
6,8 |
9,1 |
20,4 |
54,5 |
1,2 |
|
|
26,2 |
8,9 |
7,1 |
10,4 |
7,2 |
10,4 |
5,8 |
7,5 |
16,7 |
57,1 |
1,4 |
||
|
С1г-3с |
24,2 |
9,4 |
7,2 |
11,3 |
7,1 |
11,4 |
7,0 |
7,6 |
15,0 |
60,8 |
1,6 |
|
|
24,8 |
8,3 |
6,6 |
9,9 |
7,7 |
12,8 |
7,2 |
7,4 |
15,5 |
59,8 |
1,5 |
||
|
Окончание таблицы 2 |
|||||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
||||
|
Поле 2. Пшеница |
|||||||||||||||
|
Чл22с |
24,4 |
6,8 |
5,7 |
8,0 |
5,8 |
10,0 |
7,0 |
9,5 |
22,8 |
52,9 |
1,2 |
||||
|
21,4 |
8,6 |
7,3 |
10,3 |
7,4 |
10,8 |
6,5 |
8,1 |
19,6 |
59,0 |
1,5 |
|||||
|
Поле 3. Пшеница |
|||||||||||||||
|
Чл22л |
17,8 |
6,2 |
6,2 |
8,3 |
5,3 |
7,3 |
4,3 |
7,6 |
36,9 |
45,2 |
0,9 |
||||
|
14,8 |
8,6 |
7,8 |
10,6 |
6,3 |
8,3 |
4,5 |
7,3 |
31,8 |
53,4 |
1,2 |
|||||
|
Поле 4. Распашка залежи, 6 лет |
|||||||||||||||
|
Чл23с |
30,8 |
7,1 |
5,8 |
7,5 |
5,5 |
8,2 |
5,3 |
7,7 |
22,1 |
47,1 |
0,9 |
||||
|
33,2 |
7,8 |
6,6 |
8,3 |
6,1 |
8,6 |
5,2 |
7,3 |
16,9 |
49,9 |
1,0 |
|||||
|
Поле 5. Залежь, 3 года |
|||||||||||||||
|
С3г-2т |
36,5 |
10,5 |
9,2 |
11,2 |
6,0 |
10,4 |
3,2 |
4,3 |
8,7 |
54,8 |
1,2 |
||||
|
Чл23т |
31,8 |
8,9 |
8,8 |
10,7 |
7,4 |
11,4 |
3,7 |
6,3 |
11,0 |
57,2 |
1,3 |
||||
|
30,0 |
5,6 |
9,6 |
19,1 |
9,3 |
10,4 |
2,9 |
4,1 |
9,0 |
61,0 |
1,6 |
|||||
Для агрегатного состава почв залежи и распаханного поля характерно повышенное содержание глыбистой фракции (на 1,8–16,5%) и пониженное – агрономически ценных агрегатов (на 9,0–25,2%). В целом структурное состояние почв на всех обследованных полях оценивалось как удовлетворительное.
Выводы. Обследование почвенного покрова полей, занятых культурными растениями и многолетними травами, показало пространственное варьирование показателей плодородия почв в пределах каждого поля в широком диапазоне. Поскольку органическое вещество служит источником элементов питания, на фоне отсутствия их поступления с органическими и минеральными удобрениями, разное его количество в почвах одного поля, будет оказывать неодинаковое влияние на развитие, рост растений и сроки созревания культур. Показатели агрегатного состава почв свидетельствовали о развитии физической деградации, так как количество агрегатов агрономически ценных фракций находилось на уровне ниже оптимального. Но это могло быть связано и с некачественной обработкой почв, поскольку ее нужно проводить в состоянии их физической спелости.
1. Пегова Н.А. Влияние вида пара, соломы и систем обработки дерново-подзолистой почвы на ее агрохимические свойства // Агрохимия. 2020. № 4. С. 3–12. DOI: https://doi.org/10.31857/S0002188120040109; EDN: https://elibrary.ru/CHXVNY
2. Ивченко В.К., Полосина В.А., Штеле А.А. Влияние приемов основной обработки почвы на агрофизические показатели чернозема выщелоченного Красноярской лесостепи // Вестник КрасГАУ. 2019 № 7 С. 50–58. EDN: https://elibrary.ru/ODBOFN
3. Несмеянова М.А., Дедов А.В., Коротких Е.В. Влияние приемов основной обработки почвы на ее плодородие, засоренность посевов и урожайность ячменя // Земледелие. 2022. № 4. С. 8–11. DOI: https://doi.org/10.24412/0044-3913-2022-4-8-11; EDN: https://elibrary.ru/ZGADNP
4. Влияние приемов биологизации и внесения минеральных удобрений на содержание активного пула органического вещества в черноземе типичном/ Н. П. Масютенко, А. В. Кузнецов, М. Н. Масютенко, и др. // Земледелие. 2022. №7. С. 16–20. DOI: https://doi.org/10.24412/0044-3913-2022-7-16-20; EDN: https://elibrary.ru/JJPXUQ
5. Гамзиков Г. П. Точное земледелие в Сибири: реальности, проблемы и перспективы // Земледелие. 2022. №1. С. 3–9. DOI: https://doi.org/10.24412/0044-3913-2022-1-3-9; EDN: https://elibrary.ru/MFZJNE
6. Красницкий В.М., Шмидт А.Г., Аксенова Ю.В. Использование агрохимических параметров и средств химизации в современном земледелии лесостепи и степи Омской области // Современные проблемы и перспективы развития агрохимии, земледелия и смежных наук о плодородии почв и продуктивности полевых культур в Сибири: материалы международной научно-производственной конференции с международным участием. Красноярск: ФГБНУ ФИЦКНЦ СО РАН, 2023. С. 328–333. DOI: https://doi.org/10.52686/9785604525050_513; EDN: https://elibrary.ru/FBVISY
7. Гиндемит А. М., Аксенова Ю. В. Оценка плодородия агрогенных почв засушливых областей Омского Прииртышья // Достижения науки и техники АПК. 2021. Т. 35. № 3. С. 5–9. DOI: https://doi.org/10.24411/0235-2451-2021-10301; EDN: https://elibrary.ru/NRKHQS
8. Шмидт А.Г., Аксенова Ю.В. Влияние хозяйственной деятельности землепользователей на состояние плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения южной лесостепи Омской области // Вестник Омского государственного аграрного университета. 2022. № 1 (45). С. 64–74. DOI: https://doi.org/10.48136/2222-0364_2022_1_64; EDN: https://elibrary.ru/EOHTRH
9. Аксенова Ю.В., Гиндемит А.М. Современное состояние почв на постирригационных и сопредельных с ними залежных землях Омского Прииртышья и возможность их использования в сельскохозяйственном производстве // Агрофизика. 2023. № 1. С. 24–32. DOI: https://doi.org/10.25695/AGRPH.2023.01.04; EDN: https://elibrary.ru/UVMGNE
10. Аксенова Ю.В. Оценка пахотных почв юга Омской области // Почва как связующее звено функционирования природных и антропогенно-преобразованных экосистем: материалы V международной научно-практической конференции, посвященной 90-летию кафедры почвоведения и оценки земельных ресурсов ИГУ и Дню Байкала. Иркутск: Иркутский государственный университет, 2021. С. 333–337. EDN: https://elibrary.ru/SPYAZO
