Агрохимический мониторинг сельскохозяйственных земель Красноярской лесостепи

Введение . Рациональное использование земельных ресурсов невозможно без изучения агрохимических показателей сельскохозяйственных земель, определяющих потенциальное плодородие и возможность получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Мониторинг окружающей среды предусматривает наблюдение, оценку и прогноз ее состояния в связи с хозяйственной деятельностью человека [2, 6]. Результаты агрохимического мониторинга позволяют определить изменения в состоянии плодородия почв пашни, установить последствия деградационных процессов и разработать рекомендации по улучшению их использования. Культурные растения способны давать высокие урожаи в соответствии с их требованиями к воде и питательным веществам [1]. Урожайность яровой пшеницы в лесостепи Красноярского края, как и в других лесостепных ландшафтах, зависит от ряда агрономических, метеорологических и экологических факторов [4, 5].

Цель исследования: агрохимический мониторинг сельскохозяйственных земель Красноярской лесостепи (на примере землепользования ООО «Агрофермер» Емельяновского района Красноярского края).

Объект и методы исследования. Объектом исследования являются сельскохозяйственные земли ООО «Агрофермер» Емельяновского района Красноярского края. Выбор объекта исследования связан с тем, что ООО «Агрофермер» является типичным хозяйством в лесостепной зоне АПК Красноярского края.

Землепользование в ООО «Агрофермер» расположено в юго-восточной части Красноярской лесостепи. Территория относится к умеренно прохладному с недостаточным увлажнением агроклиматическому району. Рельеф местности представляет собой широкую волнистую равнину, расчлененную логами. Расчлененность рельефа не препятствует проведению агротехнических мероприятий. Среднегодовая температура воздуха близка к нулю. За год выпадает 380 мм осадков. Основное количество осадков выпадает во вторую половину вегетационного периода, поэтому в начале роста сельскохозяйственные культуры почти ежегодно испытывают недостаток влаги. В зимний период осадков выпадает немного и высота снежного покрова не превышает 30 см. Снеготаяние начинается в конце февраля и быстро заканчивается. Почва оттаивает медленнее, и наибольшая часть талых вод не впитывается в почву, а стекает в лога. Гидрографическая сеть состоит из мелких речек и ручьев. В структуре почвенного покрова пашни преобладают серые лесные оподзоленные почвы, черноземы выщелоченные и обыкновенные. Освоенность территории очень высокая. Сельскохозяйственные угодья занимают 99,1 % от общей площади землепользования. На долю пашни приходится 82,3 %.

Лабораторные исследования выполнены в Инновационной лаборатории «Мониторинг сельскохозяйственных и лесных культур» при Красноярском ГАУ. Основной метод исследования – агрохимический мониторинг сельскохозяйственных земель как составная часть агроэкологического мониторинга [3]. Полевые образцы отобраны тростевым буром из слоя 0– 20 см из пахотного горизонта земельных участков.

Результаты исследования. Эффективное плодородие почв определяется содержанием питательных веществ в доступной для сельскохозяйственных растениях форме.

Почвы пашни (78,1 %) обладают близко к нейтральной (21,3 %) и нейтральной (56,8) реакцией среды. Средневзвешенный показатель составляет 6,2 ед. рН, что является оптимальным для большинства сельскохозяйственных культур. Почвенно-поглощающий комплекс насыщен кальцием и магнием, что говорит о высокой сумме поглощенных оснований. Степень насыщенности основаниями повышенная и высокая. Почвы хозяйства не нуждаются в известковании.

Высокое содержание подвижной серы имеют почвы пашни на 34,6 % площади; среднее значение этого элемента составляет 27,6 %. Средневзвешенное количество серы в хозяйстве – 10,8 мг/кг почвы, что характеризует среднюю обеспеченность растений. На площади пашни с низким содержанием серы следует использовать серосодержащие удобрения, например сульфат аммония.

Гумус является основным показателем эффективного плодородия почв и оказывает большое влияние на физические, воднофизические, воздушные, тепловые и химиче- ские свойства почв. Он улучшает снабжение сельскохозяйственных растений фосфором, серой, азотом, микроэлементами (медью, цинком и др.). От него зависит биологическая активность почвы, определяющая интенсивность процессов гумификации и минерализации.

Содержание гумуса на выбранных земельных участках (1, 3, 6, 23, 24, 28, 33, 34, 55, 57) показывает колебания содержания гумуса от 8,8 до 3,9 % (табл. 1). Причем на некоторых участках (3, 23, 34, 55) в гумусовом горизонте серых лесных почв содержание гумуса превышает его величины в черноземах выщелоченных, например на 28 и 33 участках.

Калий выполняет в растениях различные физиологические функции, воздействуя на важнейшие биологические процессы в клетках растений. Повышается продуктивность, качество получаемой продукции, устойчивость агроценозов к болезням и вредителям, неблагоприятным погодным условиям.

Калий по распространению в земной коре занимает 7-е место. Сырые размолотые калийные соли (сильвинит, карналлит, каинит и др.), концентрированные (хлористый калий, сульфат калия и др.), а также зола эффективны на разных почвах при возделывании картофеля, корнеплодов, лена, табака и других культур, потребляющих много калия.

Почвы хозяйства характеризуются средним (участок 3), повышенным (участки 6, 23, 33, 55, 57), высоким (участок 28) и очень высоким (участок 34) содержанием обменного калия (табл. 1), отличаясь средневзвешенным его количеством. При таком содержании обменного калия калийные удобрения в хозяйстве не применяются.

Фосфор – один из важнейших элементов питания растений, способствующий лучшему поглощению ими питательных веществ, повышению синтеза и улучшению обмена веществ в них. Он способствует скорому созреванию растений, повышает устойчивость урожаев в период неблагоприятных климатических факторов. Имеющиеся данные показывают, что 50,4 % пашни имеют среднее, низкое и очень низкое содержание подвижного фосфора. Такие почвы нуждаются во внесении фосфорсодержащих удобрений.

Таблица 1

Номер земельного участка	Площадь земельного участка пашни, га	Экспликация почв по содержанию обменного калия		Гумус, %	Почва
		содержание	K 2 O, мг/кг
1	41,86	Высокое (V)	110,1–150,0	4,6	Серая лесная оподзоленная среднемощная глинистая
3	35,40	Среднее (III)	70,1–90,0	8,0	Темно-серая среднеоподзоленная среднемощная тяжелосуглинистая
6	97,81	Повышенное (IV)	90,1–110,0	4,0	Темно-серая среднеоподзоленная среднемощная тяжелосуглинистая
23	89,30	Повышенное (IV)	90,1–110,0	7,8	Темно-серая среднеоподзоленная мощная тяжелосуглинистая
24	48.91	Высокое (V)	110,1–150,0	3,9	Серая лесная оподзоленная среднемощная глинистая
28	41,31	Высокое (V)	110,1–150,0	5,2	Чернозем выщелоченный среднегумусный среднемощный глинистый
33	73,87	Повышенное (IV)	90,1–110,0	4,1	Чернозем выщелоченный среднегумусный среднемощный глинистый
34	75,67	Очень высокое (VI)	> 150	5,6	Серая лесная оподзоленная среднемощная глинистая
55	128,74	Повышенное (IV)	90,1–110,0	5,5	Серая лесная среднеоподзоленная мощная тяжелосуглинистая
57	64,0	Повышенное (IV)	90,1–110,0	4,7	Серая лесная оподзоленная среднемощная глинистая

Содержание гумуса и обменного калия земельных участков ООО «Агрофермер»

Исследуемые участки имеют содержание подвижного фосфора в следующих количествах по нарастающей: участок 57 – 64,00 мг/кг; участок 33 – 73,87 мг/кг; участок 34 – 75,76; участок 24 – 89,30; участок 55 – 101,73; участок 28 – 113,33; участок 6 – 154,70; участок 1 – 168,40; участок 23 – 181,40 мг/кг. Средневзвешенное его значение составляет 171 мг/кг, что соответствует III классу содержания (среднее).

Следует сказать, что для зерносеяющих районов Красноярского края обеспеченность почв пашен подвижным фосфором характеризуется классами ниже среднего [5], что предусматривает обязательное внесение фосфорсодержащих удобрений.

Недостаточное количество фосфора связано с отсутствием осадочных горных пород, насыщенных фосфатами, отсутствием карстовых пород и близко расположенных кор выветривания. Материнские породы территории являются не карбонатными (за редким исключением), присутствует малая доля торфа болот и сапро-пелей озер.

Микроэлементы необходимы растениям в очень небольших количествах, но каждый из них выполняет определенные функции в обмене веществ, питании растений и не может быть заменен другим элементом. Содержание микроэлементов в почвах земельных участков показано в таблице 2.

Таблица 2

Содержание микроэлементов в почвах земельных участков ООО «Агрофермер»

Номер земельного участка	Микроэлемент в почве, мг/кг
	Марганец	Цинк	Медь	Кобальт	Бор
1	7	0,2	0,07	2,1	1,73
3	5	0,3	0,05	1,9	2,83
6	5	0,3	0,05	1,9	2,82
23	16	0,2	0,09	1,9	1,86
24	4	0,4	0,10	2,3	1,25
28	6	0,4	0,07	2,1	1,74
33	6	0,3	0,05	1,9	1,11
34	15	0,1	0,07	2,6	2,20
55	6	0.4	0,10	2,7	1,66
57	15	0,4	0,09	2,3	1,71

Данные таблицы 2 показывают, что обеспеченность почв кобальтом и бором достаточная для полноценного роста и развития растений.

На всей обследуемой пашне наблюдается значительный недостаток по цинку и меди. Цинк оказывает многостороннее действие на обмен веществ в растениях, так как входит в состав ферментов и принимает участие в синтезе ростовых веществ. Следует отметить, что при обильном внесении фосфорных удобрений потребность растений в цинке повышается. Медь увеличивает содержание сахаров, усиливает синтез белка, образование хлорофилла, повышает засухоустойчивость и морозостойкость растений. На фоне высоких доз азотных удобрений потребность растений в меди усиливается.

На 44 % пашни отмечается низкое содержание марганца. На почвах с низким и средним содержанием микроэлементов необходимо применение микроудобрений. Для улучшения качества растительной продукции в ООО «Агрофермер» необходимо внесение цинковых и медьсодержащих микроудобрений.

Агроэкологическое обследование почв на содержание валовых форм тяжелых металлов (цинк, никель, медь, свинец, марганец, кадмий, кобальт, ртуть, хром) и фтора (табл. 3) показало, что их концентрация на всей площади пашни находится на уровне фоновых значений и не будет оказывать влияние на величину урожая и качество сельскохозяйственной продукции.

Таблица 3

Номер земельного участка	Валовые формы тяжелых металлов, мг/кг									Фтор
	Цинк	Никель	Медь	Свинец	Марганец	Кадмий	Кобальт	Ртуть	Хром
1	42,5	21,0	13,7	11,1	399,1	0,10	6,6	0,035	19,0	2,3
3	42,2	19,5	13,4	9,6	455,8	0,10	5,3	0,033	15,8	1,8
6	42,3	19,6	13,5	9,7	455,9	0,10	5,3	0,033	15,7	1,8
23	40,7	22,0	13,6	10,6	409,5	0,10	6,9	0,034	17,9	5,0
24	47,1	26,0	15,5	10,6	450,3	0,10	8,6	0,037	21,5	1,4
28	47,1	24,4	16,6	13,0	502,2	0,10	6,8	0,028	22.2	1,0
33	35,4	17,3	10,7	10,4	345,5	0,10	5,7	0,034	19.3	1,8
34	37,5	15,8	11,6	9,4	381,4	0,10	4,8	0,024	16,5	1,4
55	36,3	23,5	13,4	12,6	342,9	0,10	7,8	0,025	19,1	1,8
57	32,0	18,6	9,0	8,5	389,3	0,10	7,7	0,025	13,7	1,6

Содержание валовых форм тяжелых металлов и водорастворимого фтора

Выводы. Агрохимический мониторинг сельскохозяйственных земель хозяйства, а именно пашни, показал высокое потенциальное плодородие почв.

Эффективное плодородие почв определяется содержанием питательных веществ в доступной для сельскохозяйственных растениях форме. Показатели эффективного плодородия (содержание гумуса, обменного калия) близки к оптимальным, за исключением недостатка подвижного фосфора. Это отражается на необходимости использования фосфоросодержащих удобрений.

Содержание микроэлементов в почвах пашни на всей исследуемой пашне показало обеспеченность почв кобальтом и бором близкой к оптимальной, но наблюдается значительный недостаток по цинку и меди. Для улучшения качества растительной продукции в ООО «Агрофермер» необходимо внесение цинковых и медьсодержащих микроудобрений.

Агроэкологическое обследование почв на содержание валовых форм тяжелых металлов (цинк, никель, медь, свинец, марганец, кадмий, кобальт, ртуть, хром) и фтора показало, что их концентрация на всей площади пашни находится на уровне фоновых значений и не будет оказывать влияние на величину урожая и качество сельскохозяйственной продукции. Это дает воз- можность хозяйству получать экологически безопасную продукцию.