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

Годы Внесено минеральных удобрений Внесено органических удобрений
тыс.тонн д.в. кг/га д.в. на га пашни
Всего в том числе: Всего в том числе:
N P K N P K тыс.т т/га
1971-1975 31,0 15,5 12,8 2,7 7,97 3,8 3,5 0,67 3848,9 1,2
1976-1980 45,9 20,7 20,0 5,2 5,27 2,4 2,24 0,63 1609,9 0,6
1981-1985 76,0 34,8 34,5 6,7 20,3 9,6 9,00 1,70 5518,4 1,3
1986-1990 110,6 51,1 50,5 9,0 31,6 15,0 13,5 3,10 5930,0 1,7
1991-1995 8,6 6,2 2,0 0,4 3,0 1,3 1,00 0,70 1091,3 0,4
1996-2000 5,1 4,3 0,7 0,1 1,9 1,2 0,50 0,20 886,3 0,4
2001-2005 4,9 4,4 0,3 0,2 2,51 1,97 0,42 0,12 653,0 0,3

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

Содержание гумуса Циклы обследования

4

1980-1985

5

1986-1990

6

1991-1995

7

1996-2000

8

2001-2005

Очень низкое

тыс.га

%

71,8

1,9

166,8

4,7

132,4

3,9

151,5

4,6

120,3

3,7

Низкое

тыс.га

%

780,3

20,2

685,4

19,6

920,2

26,1

804,0

24,3

788,8

24,6

Среднее

тыс.га

%

1302,3

33,8

1185,5

33,8

1272,7

36,1

1229,0

37,1

1242,2

38,7

Повышенное

тыс.га

%

1076,6

27,9

967,7

27,5

754,2

21,4

752,1

22,7

775,9

24,2

Высокое

тыс.га

%

411,1

10,7

349,2

9,9

278,7

7,9

256,5

7,7

231,2

7,2

Очень высокое

тыс.га

%

212,0

5,5

157,9

4,5

162,6

4,6

120,0

3,6

50,8

1,6

Средне-взвешенное % 6,4 6,2 5,5 5,9 5,7

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

Показатели Циклы обследования

1

1964-1970

 

2

1971-1975

 

3

1976-1980

 

4

1981-1985

 

5

1986-1990

 

6

1991-1996

 

7

1997-2000

 

8

2001-2005

 

РНKCl 6,6 6,2 6,4 6,3 6,3 6,1 6,2 6,2
Подвижный Р2О5, мг/кг 117 132 126 134 140 138 147 147
Обменный К2О, мг/кг 176 172 159 154 161 165 160 158

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.