Елена Кузина - Изменение плодородия почв

Исследованиями А.С. Найденова, А.Г. Солдатенко, С.С. Тереховой (1991) выявлено, что 20-летнее возделывание полевых культур в севообороте без применения удобрений приводит к снижению содержания гумуса в слое 0–40 см на 0,3 %. Подстилочный навоз обеспечивал бездефицитный баланс гумуса к концу 2-й ротации севооборота.

Исследуя почвы Татарстана, А.В. Колоскова и М.Г. Иванова (1987) выявили, что возрастание содержания гумуса в пахотном горизонте может быть достигнуто лишь при высокой насыщенности полей органическими удобрениями (более 7–10 т/га севооборотной площади) при сочетании их с минеральными.

Существенную роль в образовании гумуса играет фактор времени. В длительных экспериментах на типичных черноземах эффективными оказываются даже минимальные (3–6 т/га) нормы навоза. При этом улучшается также структурно-агрегатный состав почвы, обусловленный накоплением водоустойчивых агрегатов (Б.И. Лактионов и др., 1991).

Исследованиями Б.Н. Алмазова и Л.Т. Холуяко (1993) показано, что накопление гумуса от применения навоза составило 17,6 т/га (15,5 %) в пахотном и 30,4 т/га (28,5 %) в подпахотном горизонтах.

По данным В.А. Борисова, В.М. Ковылина (1997), при длительном (15 лет) внесении навоза произошло заметное увеличение содержания гумуса как в пахотном (3,89–4,28 %), так и в подпахотном (3,48–3,90 %) горизонтах почвы или в среднем на 0,62 и 0,41 %.

Внесение навоза в течение 27 лет, как показали опыты А.Я. Гетманца и Н.В. Гниеннко (1973), увеличило в слое 0–20 см содержание гумуса на 0,33 %, а в слое 20–40 и 40–60 см соответственно на 0,30 и 0,28 %.

По данным Е.Н. Кузина и других (2001), внесение навоза увеличивало содержание гумуса за три года на 0,05–0,15 %, или на 2–4 т/га. Аналогичные данные приводят в своих трудах В.Е. Егоров (1966), Г.А. Самойлова (1970), А.Я. Гетманец и Л.М. Дудченко (1978), П.Н. Гришин (1997), В.А. Борисов и В.Н. Ковылина (1997), С.М. Надежкин, Ю.В. Корягин, Т.Б. Лебедева (1997), Т.И. Азова и Н.Е. Синицына (2000), Т.С. Борисова и Г.Т. Чимитдоржиева (2001) и др. На Краснокутской селекционной опытной станции при внесении навоза и соломы наблюдалось устойчивое накопление гумуса в почве (М.П. Панасов, 2002).

Черноземы лесостепной зоны Поволжья обладают высоким естественным плодородием и имеют от природы, как правило, реакцию среды, близкую к нейтральной или слабокислую. Однако сравнительный анализ состояния черноземов за 100 лет показал наличие активных процессов их подкисления.

Изменения показателей рН по сравнению с исходными данными составили 2,3 ед., а гидролитической кислотности – 6,7 мг-экв на 100 г почвы (А.П. Щербаков, 1980). За последние десять лет площади черноземов с кислой реакцией почвенного раствора возросли на 34 % (М.Н. Агафонов и др., 1987; Н.И. Зезюков и др., 1991, 1997; А.Н. Каштанов, 2002).

Подобные закономерности в своих работах отмечает и ряд других ученых (А.И. Шильников, 1981, 1982, 1987; Н.П. Богомазов и др., 1994, 1996; Н.З. Милащенко и др., 1990; П.И. Крупкин, 1991, 1992; А.П. Карпов, 1994).

Игнорирование кислотности почв ведет, прежде всего, к снижению устойчивости растений к засухе и уменьшению окупаемости удобрений (Н.З. Милащенко и др., 2000).

Основной причиной подкисления почв является потеря кальция и магния за счет их миграции по почвенному профилю под влиянием атмосферных осадков и за счет выноса с урожаем. Потери кальция приводят к ухудшению кислотно-основных свойств почвы (Ю.А. Шугаров и др., 1964; И.Н. Бесков, 1965, 1969; Т.М. Кулаковская, 1972; Г.Н. Россошанская, 1978; А.Б. Ахтырцев, 1979; Л.М. Жукова, 1980; А.И. Столяров, 1981; А.Н. Небольсин, 1983; А.А. Жученко, 1990; А.Н. Вислобокова, 1993; Н.П. Богомазов с соавторами, 1994, 1996).

По данным Жученко (1990), при высоких урожаях с 1 га выносится до 50 кг кальция.

С потерей кальция и магния их место в ППК занимают ионы водорода, приводящие к ухудшению физико-химических свойств почвы, снижая буферность и повышая кислотность (Ю.А. Шугаров, 1964 и др.; И.Н. Бесков, 1965; Г.Н. Россошанская, 1978; А.Б. Ахтырцев, 1979; Л.М. Жукова, 1980; А.И. Столяров, 1981; А.Н. Вислобокова, 1993).

На фоне внесения навоза (50 т/га) показатели рН солевой и водной вытяжки улучшились. На удобренных делянках содержание гумуса повысилось на 0,2–0,4 %. При этом количество углерода гуминовых кислот возросло на 0,12–0,16 % и расширилось соотношение их к углероду фульвокислот на 0,18–0,19 %. Содержание общего азота увеличилось на 0,021–0,054 %, а соотношение углерода к азоту сократилось на 0,4–1,2. При внесении органики в ППК возрастало количество кальция (В.И. Кураков, В.В. Ситникова, 2004).

Применение навоза в качестве биомелиоранта увеличивает емкость поглощения и сумму обменных оснований на 1,7–4,2 мг-экв. на 100 г почвы (Т.И. Азова, 2000; Е.М. Бодрова, П.Я. Семенов, 1973; И.Н. Ипполитов, 1999; Г.Е. Гришин, 2000; М.Н. Панасов, 2002).

Исследования ряда авторов, проведенные на различных почвах, показывают, что унавоженные почвы имеют большую емкость поглощения, содержат больше поглощенных оснований (А.М. Голубцев, 1969; Е.М. Бодрова с соавтором, 1973; Т.А. Мусиенко и др., 1974).

Данные, приведенные М.Н. Панасовым (1997), показывают, что внесение навоза, запашка соломы увеличивали сумму поглощенных оснований к концу ротации севооборота в слое 0–30 см с 31–32 мг-экв. на 100 г почвы на контроле до 39–42 мг-экв., или на 28–31 %.

Применение минеральных удобрений, особенно в повышенных дозах, способствует увеличению подвижности кальция, следовательно, приводит к безвозвратным его потерям. Это, в свою очередь, создает условия для повышения кислотности почв и ухудшения других физико-химических показателей. На это обращают внимание многие исследователи (А.Я. Гетманец и другие, 1973; Е.Н. Алексеева, 1974; М.И. Ефимцев, 1974; К.А. Костров, А.В. Малова, 1979; А.Я. Степаненко, 1980; А.И. Троицкий, 1980; Б.С. Носко, Н.А. Кучир, 1985; В.П. Цюпка, 1989).

Л.М. Жукова (1980), обобщив результаты 23 стационарных опытов по влиянию систематического применения минеральных удобрений на физико-химические свойства черноземных почв, констатирует их ухудшение, которое возрастает по мере увеличения доз удобрений. Применение же извести или добавок, нейтрализующих кислотность удобрений, позволяет устранить негативное действие минеральных удобрений.

Опыты, проведенные на черноземах Украины, показывают, что за 10 лет минеральные удобрения даже на навозном фоне увеличивали обменную кислотность на 0,47, а актуальную на 0,52 единицы рН. Минеральная система удобрений снижает показатель рН на 0,63 ед. (И.И. Филоп, 1994).

Исследования А.С. Найденова с соавторами (1991) показали, что на выщелоченном черноземе внесение минеральных удобрений снижало рН почвы с 5,5 до 4,6, а гидролитическую кислотность увеличивало с 2,8 до 5,1–6,4 мг-экв./100 г почвы.

По данным Н.И. Крупкина (1991), сельскохозяйственное использование приводит к увеличению гидролитической кислотности в оподзоленных черноземах на 1,27 мг-экв., в выщелоченных – на 0,46 мг-экв./100 г почвы.