Изменение плодородия пахотных почв Новосибирской области

М.И.Степанов, директор, Г.И.Ефимова, с.н.с., к.с.х.н.

Представлены результаты мониторинга агрохимических свойств пахотных почв области за 41-летний период. Установлено снижение содержания органического вещества и средневзвешенного значения обменного калия.

Ключевые слова: плодородие пахотных почв, гумус, кислотность, подвижный фосфор, обменный калий.

Новосибирская область представляет собой один из наиболее крупных сельскохозяйственных регионов в пределах Западной Сибири и обладает сравнительно благоприятными почвенно-климатическими ресурсами. Территория области отличается высокой сельскохозяйственной освоенностью: из общей её площади 17,776 млн.га на долю сельскохозяйственных угодий приходится почти 8 млн.га, из них пашня составляет 3,7 млн.га [1]. Плодородие пахотных почв области зависит от типов почв и почвенно-климатических зон.

В северной части области ограниченное распространение в структуре пашни занимают дерново-подзолистые почвы, составляющие всего 26,3 тыс.га, или 5,8% всей площади этих почв [9]. Серые лесные почвы распространены преимущественно в подтаежной, южно-таежной и северо-лесостепных зонах. Они расположены на повышенных элементах рельефа с относительно глубоким уровнем залегания грунтовых вод: увалы Приобского плато, низкие гривы водораздельных пространств и дренированные участки водоразделов [7]. Площадь распаханных серых лесных почв на территории области превышает 524 тыс.га, что составляет 13,2% от всей площади пашни. Согласно общепринятой «Классификации и диагностики почв СССР» [6] тип серых лесных почв подразделяется на три подтипа в соответствии с разным содержанием гумуса в верхнем горизонте, различной интенсивностью серой окраски этого горизонта и, как следствие, неодинаковой выраженностью в профиле эллювиально - иллювиального процесса: темно-серые, серые и светло-серые почвы. По мнению В.А.Хмелева [9] к термину «лесные» следует добавлять термин «оподзоленные», тем самым оттеняя, что до распашки в серых лесных почвах совершался, наряду с гумусо - аккумулятивным, и эллювиально - иллювиальный процесс оподзоливания. По обобщенным данным  [5] содержание гумуса в пахотном слое темно-серых почв колеблется в интервале 4,6-9%, серых – 2,5-7%, светло-серых – 1,1-5%.

Доминирующее положение в составе пахотных земель области занимают черноземы, площадь которых составляет 1503,6 тыс.га или 35,6% от всей площади пашни [9]. Черноземы являются зональными почвами и представлены подтипами оподзоленных и выщелоченных (северная и центральная лесостепь) обыкновенных и южных (южная лесостепь и степь). Специфика плодородия черноземных почв области определяется, прежде всего, особенностями климата. Суровые зимы, глубокое промерзание и позднее оттаивание, сокращенный вегетационный период приводят к тому, что активные микробиологические процессы охватывают небольшой по мощности пахотный слой.

Оподзоленные и выщелоченные черноземы являются лучшими по уровню плодородия почвами. Они  имеют высокое содержание гумуса – от 6 до 10% [4,8]. Черноземы обыкновенные, залегающие как и выщелоченные и оподзоленные, на повышенных элементах рельефа отмечаются более низкой гумусированностью. Содержание гумуса в черноземах обыкновенных находится в пределах 6-8% [4], причем в направлении с севера на юг интенсивность гумусообразования уменьшается.

Южные черноземы распространены на юге области. Содержание гумуса в них ниже, чем в обыкновенных, поскольку с увеличением сухости климата, остепненности ландшафта и облегчения гранулометрического состава пород, снижается уровень накопления потенциального плодородия [4].

Мониторинг агрохимических свойств пахотных почв области стал возможным с 1971 года – начала первого цикла сплошного агрохимического обследования. Всего проведено 8 циклов агрохимического обследования. Содержание гумуса определялось с 1980 года (4 цикл).

На показатели почвенного плодородия заметное влияние оказал уровень применения средств химизации. В динамике применения средств химизации в области заметно прослеживается два периода. Первый период начался с 1971 года, характеризующийся планомерным увеличением объемов применения минеральных и органических удобрений (табл.1).

1. Среднегодовые объемы применения агрохимических средств в Новосибирской области

С 1991 года наблюдался второй период, резко отличавшийся от предшествующих лет. Со времени начала перестройки и до 2006 года объем применения минеральных и органических удобрений резко сократились. В 2001-2005 году объемы применения минеральных удобрений в области по отношению к 1986-1990 годам уменьшились в 22,6 раза. На га пашни было внесено в 12,6 раза NPK меньше, чем в 1986-1990 г.г. Аналогичная тенденция отмечалась и по объемам применения органических удобрений.

Длительное сельскохозяйственное использование, интенсивные механические воздействия, незначительные объемы применения минеральных и органических удобрений в области привели к количественным изменениям элементов потенциального и некоторых показателей эффективного плодородия (табл. 2-3).

В динамике содержания органического вещества за период с 1980 по 2005 годы произошло увеличение площадей с очень низким и низким содержанием гумуса, соответственно, на 1,8 и 4,4% (табл. 2).

2. Динамика содержания гумуса в пахотных почвах Новосибирской области по циклам обследования

В то же время на 3,7% сократились площади повышенного содержания гумуса, на 3,5 и 3,9% уменьшились площади высокого и очень высокого содержания гумуса. Обращает на себя внимание показатель средневзвешенного содержания гумуса, который за 8 цикл обследования составил 5,7% против 6,4% в 4 цикле. Таким образом за 25 лет мониторинга обозначилась тенденция к снижению содержания гумуса в пахотных почвах области.

3. Динамика средневзвешенных агрохимических показателей пахотных почв области по циклам и годам обследования

Низкий уровень применения удобрений, некомпенсируемый вынос с урожаями и вымывание кальция привели к дальнейшему увеличению площадей сильно и среднекислых почв, нуждающихся в химической мелиорации. В 1964-1970 годах (1 цикл обследования) площадь сильно и среднекислых почв в области составляла 95,1 тыс.га (2,5% от обследованной). По состоянию на 2001-2005 годы (8 цикл) площадь пашни с кислотностью менее 5,0 достигла 167,9 тыс.га (5,2% от обследуемой территории). Процесс ухудшения кислотного режима во многом связан с прекращением известкования кислых почв. Максимальные объемы известкования кислых почв в области приходились на 90 годы прошлого века. В этот период было произвестковано 40 тыс.га кислых почв. Уже к 1995 году площадь произвесткованных почв в области уменьшилась в 8 раз и составила 5 тыс.га. В последующие годы и до настоящего времени химическая мелиорация почв не проводилась.

Повышенное содержание подвижного фосфора в пахотных почвах области объясняется достаточно высокой обеспеченностью фосфатами почвообразующих пород [2-3]. По данным мониторинга агрохимического обследования средневзвешенное содержание подвижного фосфора в пахотных почвах области в первом цикле (1964-1970г.г.) составляло 117 мг/кг. С некоторой вариабельностью по циклам, содержание фосфатов во временном периоде постепенно увеличивалось, достигнув к 8 циклу (2001-2005г.г.) 147 мг/кг. Повышение содержания подвижного фосфора в пахотных почвах области за 41 год мониторинга составило 30 мг/кг. Увеличение содержания подвижного фосфора, по-видимому, связано с трансформационными процессами внутри сложившегося фосфатного фонда, когда с течением времени в старопахотных почвах прочно-связанные малоподвижные фосфаты становятся более доступными.

Пахотные почвы области отмечаются значительными запасами обменного калия. Средневзвешенное содержание обменного калия на первоначальный период наблюдений (1964-1970г.г.) находилось в пределах 176 мг/кг (табл.3). Однако в дальнейшем, с незначительными колебаниями по циклам обследования, отмечено стабильное снижение этого показателя. К 8 циклу обследования (2000-2005г.г.) средневзвешенное содержание обменного калия уменьшилось на 18 мг/кг.

Таким образом, в результате проведения агрохимического мониторинга пахотных почв Новосибирской области установлено снижение содержания органического вещества и средневзвешенного показателя обменного калия. В практическом земледелии области для сохранения и повышения плодородия почв необходимо увеличить объемы применения минеральных и органических удобрений, в структуре посевных площадей увеличить долю многолетних бобовых трав, а также проводить комплекс агрохимических, мелиоративных, противоэрозийных и др. мероприятий. Немаловажное значение должно иметь возделывание сидератов на паровых полях, снижающее минерализацию органического вещества при интенсивной обработке и увеличивающее количество растительных и корневых остатков, поступающих в почву.