ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2014, № 5, с. 602-610
АГРОХИМИЯ ^^^^^^^^^^^^ И ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ
УДК 631.47
ИЗМЕНЕНИЕ АГРОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТЕМНО-СЕРОЙ ПОЧВЫ ЗАПАДНОЙ ЛЕСОСТЕПИ УКРАИНЫ ПОД ВЛИЯНИЕМ ДЛИТЕЛЬНОГО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ © 2014 г. С. И. Веремеенко, О. А. Фурманец
Национальный университет водного хозяйства и природопользования, 33018, Ровно, ул. Соборная, 11 е-таП: Oleg_Kisss@mail.ru Поступила в редакцию 15.01.2013 г.
Изучены изменения свойств темно-серой лесной почвы на территории Западной Лесостепи Украины под влиянием длительного сельскохозяйственного использования в зернопропашном севообороте без применения удобрений, а также на вариантах с применением минеральных и комплексного органо-минерального удобрений. На основе использования комплекса методов установлены изменения морфологических признаков почвы, показателей реакции почвенной среды, гидролитической и обменной кислотности, суммы поглощенных оснований, степени насыщения основаниями, содержания и запасов органического углерода на протяжении 50-летнего периода распашки. Установлено, что в течении исследуемого периода (1961—2010 гг.) в почвах интенсифицировались процессы подкисления верхних слоев, уменьшения содержания органических веществ, степени насыщенности основаниями. Исследовано влияние системы хозяйствования на направление и динамику деградационных процессов в почвенной среде. Возделывание почв без применения удобрений вызывало уменьшение содержания гумуса, применение минеральных удобрений провоцировало увеличение их кислотности.
Ключевые слова: интенсивное использование почв, система удобрения, реакция почвенного раствора, деградация почв.
Б01: 10.7868/80032180X14050244
ВВЕДЕНИЕ
С середины ХХ в. интенсивность техногенной и энергетической нагрузки на пахотные почвы начала резко возрастать. В условиях административной плановой экономической системы хозяйствования преобладали системы земледелия, при которых наблюдалось усиление антропогенной нагрузки на агроценозы [16, 21].
Антропогенное использование почв вызывает изменение их химических, физических, агрохимических и морфологических свойств на всех уровнях организации почвенного профиля [8]. Такие изменения позволяют проследить ускоренную эволюцию почв [22].
Около 25% сельскохозяйственных земель Европы имеют пониженную производительность, из них около 7.7% — вследствие агрохимической деградации, при этом темпы их ухудшения существенно ускорились в последние 50 лет [24, 25].
К негативным проявлениям агрохимической деградации земель следует отнести дисбаланс пи-
тательных элементов, ухудшение физических свойств, повышение кислотности или подщела-чивание, дегумификацию, засоление, вымывание микро- и макроэлементов, переход элементов питания в труднодоступные формы [23].
Наиболее быстро в пахотных почвах происходят изменения агрофизических свойств — уплотнение пахотного и подпахотного слоев, вследствие чего меняется строение порового пространства и водопроницаемость. Усиление антропогенной нагрузки на почвы (в частности, на серые лесные) может провоцировать их агрохимическую деградацию — увеличение кислотности пахотного слоя, изменение состава поглощенных катионов и степени насыщенности основаниями, дегумифика-цию. Интенсивность и направленность процессов деградации находятся в прямой зависимости от степени и длительности антропогенного воздействия [9, 19, 22].
Длительный период сельскохозяйственного использования преобладающей части территорий Лесостепи Украины с сильной техногенной на-
грузкой привел к значительным изменениям состава, свойств и режимов пахотных почв [3]. Среди факторов антропогенного воздействия на почвенный покров внесение удобрений — один из наиболее значимых. Удобрения также оказывают влияние на агроэкологическое состояние и свойства пахотных почв и создают дополнительное, часто труднопрогнозируемое давление на агроэ-косистему в целом. Интенсификация технологий выращивания сопровождается ростом урожайности, что приводит к усилению выноса питательных элементов из почвы, и, как следствие, их отрицательному балансу в севообороте, что особенно актуально при разомкнутом цикле агропроизводства.
Ранее эта проблема решалась путем постоянного, часто несбалансированного и научно необоснованного увеличения норм удобрений и усиления химизации, что привело к необратимым изменениям в почвенной среде. К агроэкологиче-ским последствиям длительного применения минеральных и органических удобрений относят ухудшение агрохимических, физико-химических и других свойств удобряемых почв. Большая часть минеральных удобрений является физиологически кислыми, поэтому их длительное применение в высоких нормах часто сопровождается под-кислением почв [12].
Согласно исследованиям Филона с соавт. [20] многолетнее внесение минеральных удобрений приводит к увеличению обменной и гидролитической кислотности, уменьшению степени насыщенности темно-серой почвы основаниями. Такие негативные процессы на пахотных землях при систематическом и длительном применении удобрений предопределяются не только физиологической кислотностью последних, но и интенсификацией выноса биофильных элементов из почвы (в том числе кальция и магния) вследствие увеличения урожайности культур. Применение минеральной системы удобрений ведет к разрушению структуры, увеличениют плотности сложения почвы, уменьшению их пористости [15]. Длительное производственное использование почв без внесения органических удобрений приводит также к уменьшению содержания гумуса, или, в лучшем случае, позволяет поддерживать его исходный уровень [11].
По утверждению ряда авторов [10, 11, 14] негативное влияние минеральных удобрений на физико-химические показатели почвы можно компенсировать внесением органических удобрений. Это является важной мерой предотвращения процесса дегумификации почв. Все системы удобрения можно ранжировать по эффективности к восстановлению запасов гумуса: минеральная—ор-ганическая-органо-минеральная [10]. Вместе с тем, среди факторов антропогенного воздействия,
влияющих на гумусовое состояние почв, удобрения являются одним из наиболее весомых [13].
Современное экономическое состояние страны наложило дополнительный отпечаток на агроэкологическое состояние почв. Общие тенденции к уменьшению объемов развития животноводства и сокращению поголовья крупного рогатого скота, которые наблюдались начиная со второй половины 90-х гг., в последние годы достигли катастрофических масштабов. Упадок или полная ликвидация мощных животноводческих комплексов привели к резкому уменьшению объемов внесения органических удобрений в севооборотах.
Недостаток финансовых ресурсов у одних землепользователей и небрежное отношение к почвам других, привели к общему сокращению объемов химических мелиораций, в частности, к проведению известкования кислых почв.
В результате такого состояния отрасли, проблемы агрохимической и физико-химической деградации почв еще более обострились, а исследования, связанные с экологией и экономикой применения удобрений приобрели еще большую актуальность.
ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ
Исследования проводились на территории Ро-венской обл., изучаемые почвы — темно-серые оподзоленные легкосуглинистые, типичные для Западной Лесостепи Украины. Полевые наблюдения проводились на территории многолетнего полевого стационара Института сельского хозяйства Западного Полесья Украины. Лабораторные исследования — на базе кафедры агрохимии, почвоведения и земледелия Национального университета водного хозяйства и природопользования.
Полевой стационар заложен в 1961 г., исходное состояние почвы было зафиксировано закладкой 12 основных почвенных разрезов с отбором образцов и последующим определением физических, водно-физических и агрохимических свойств. Также с помощью серии вспомогательных разрезов была проведена почвенная съемка всей территории стационара с построением детальных почвенных карт.
Начиная с 1961 г., на территории стационара заложен многолетний опыт с зернопропашным севооборотом, период ротации — 9 лет. В полевом опыте применялась развернутая схема с удобрениями, включающая следующие варианты: 1 — контроль (без удобрений); 2 — минеральная система удобрений ^2Р64К65; 3 — органо-мине-ральная система удобрений 10 т/га навоза + + Ш2Р64К65.
Программой исследований на стационаре было предусмотрено постоянное проведение агро-
I! 160
« 140 -
и 120-
е 100 м 80
о
« 60 Н
св
К 4020
0
Разр. 1
Разр.2 1 2
Разр. 3
Рис. 1. Изменение глубины вскипания карбонатов в темно-серой оподзоленной почве в 1961 (1) и 2010 (2) гг.
химических, фенологических, а также метеорологических наблюдений.
Для последующих исследований почв стационара нами было выбрано три варианта — контроль (без внесения удобрений на протяжении всего периода), минеральная и органо-минеральная системы удобрений [13].
В 2010 г. на всех трех вариантах были повторно заложены почвенные разрезы, которые пространственно соответствовали площадкам закладки исходных разрезов 1961 г.
Агрохимические исследования проводились следующими методами: реакция почвенного раствора потенциометрически, гидролитическая и обменная кислотность — по Каппену, степень насыщения основаниями — по Каппену—Гилькови-цу, содержание органического углерода — по Тюрину.
Цель работы — изучение влияния длительного сельскохозяйственного использования темно-серой почвы в различных системах удобрения на изменение ее агрохимических и физико-химических показателей в контексте общих изменений почвенно-климатических условий территории.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследование почвенных разрезов на вариантах полевого стационара показало, что в почвах отображаются признаки как дернового (хорошо развитый гумусовый горизонт, наличие кротовин и карбонатных журавчиков), так и подзолистого (выщелоченность карбонатов из верхних горизонтов, перемещение коллоидов в нижние слои, что привело к дифференциации почвенного профиля на элювиальный и иллювиальный горизонты) типов почвообразования.
Общее строение профилей почв следующее (по состоянию на ноябрь 2010 г., глубины горизонтов усреднены):
А пах (0 — 35 см) — пахотный гуму
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.