Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

АГРОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОЧВ ПРЕДКАМЬЯ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "АГРОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОЧВ ПРЕДКАМЬЯ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН"



На правах рукописи

САЛИМЗЯНОВА Иль мира Наилевна

АГРОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОЧВ ПРЕДКАМЬЯ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

06.01.04 - агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

КАЗАНЬ-2004

Работа выполнена в Федеральном Государственном учреждении "Центр агрохимической службы "Татарский"

Научный руководитель: заслуженный работник сельского хозяйства РТ,

доктор сельскохозяйст венных наук Шамиль Арнфовнч Л л нее

Официальные оппоненты: академик РАЕН, доктор сельскохозяйственных

наук, профессор Ирек Галеевич Юлушев

кандидат сельскохозяйственных наук Ране Мардановнч Мнннуллин

Ведущая организация: Татарский научно-исследовательский институт

агрохимии и почвоведения

Защита диссертации состоится «зЯ2» июня 2004г. в 40 часов ьа :-„.<:. пии диссертационного совета Д. 220.035.01 при Казанской государе. ;, сельскохозяйственной академии по адресу: 4200П, Казань, учебный КГСХА, корпус ФМСХ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанской го „. сгвенной сельскохозяйственной академии.

Автореферат разослан «$_[}> <АхО-*Я 2004г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор биологических наук, профессор

В.М. Пахо: ^

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Основным условием стабильного развития агропромышленного комплекса и источником расширения сельскохозяйственного производства является сохранение, воспроизводство и рациональное использование плодородия земель сельскохозяйственного назначения.

Земледельцами Республики Татарстан, её научно производственным потенциалом, были приложены большие усилия по повышению плодородия почв и тем самым урожайности основных сельскохозяйственных культур,

В связи с проводимыми в настоящее время реформами в стране и возникшими финансовыми затруднениями в сильной степени пострадала материально-техническая база хозяйств, сократились работы по известкованию кислых почв, уменьшились объемы использования органических и минеральных удобрений, В результате наметилась тенденция деградации почвенного плодородия и это составляет угрозу продовольственной и экологической безопасности республики.

Перед землепользователями стоит задача - не допустить деградацию пахотных земель, снижение их плодородия.

Вышеизложенное обуславливает актуальность исследований, направленных на повышение плодородия почв, а также выявление тенденций его изменения в сложившейся обстановке земледелия республики, для которого характерен ярко выраженный за последние годы дефицит баланса питательных веществ, создавший опасность деградации почвенного плодородия.

Цель и задачи наследований. Цель исследований заключалась в оценке агрохимического состояния почвенного покрова Предка мья Республики Татарстан и на этой основе определить конкретные пути воспроизводства ее плодородия.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- обобщить материалы агрохимического обследования почв пашни за период 1964 - 2003 гг, и сформировать банк данных, характеризующий динамику изменения плодородия;

- дать оценку изменению агрохимичеекггх параметров плодородия почв в условиях интенсивного и экстенсивного земледелия при различных уровнях применения средств химизации;

- определить динамику баланса элементов питания пахотных почв;

- оценить ресурсы доступных для растений микроэлементов (бор, молибден, медь, цинк, кобальт, марганец) и серы в почвах;

- установить количественные параметры загрязнения почв тяжелыми металлами в результате антропогенной нагрузки и технических процессов.

Научная новизна. Впервые на основе материалов агрохимического обследования почв за 40-летний период выполнены системные исследования по динамике плодородия почв ггак.

Дана комплексная оценка значимости основных показателей плодородия почв (гумусированность, кислотность, содержание подвижных форм макро-, микроэлементов, тяжелых металлов) для разлития высокопродуктивного и устойчивого земледелия.

Определена интенсивность баланса гумуса, карбонатов кальция и магния, питательных веществ в почвах за длительны» период и сделан прогноз с учетом последействия удобрений и мелиорантов.

Установлена тесная корреляционная связь между плодородием почв и уровнем применения удобрений.

Основные положения, выносимые нд чршнту

1. Закономерности влияния уровней применения удобрений на динамику алхимических показателей плодородия почв.

2. Продуктивность пашни при различных объемах применения средств

химизации и уровнях почвенного плодородия.

3. Баланс гумуса, карбонатов кальция и магьия, питательных веществ.

4. Обеспеченность почв микроэлементами.

5. Количественные параметры содержания » пахотных почвах тяжелых

металлов.

Практическая значимость. Исследованиями доказано, что плодородие почв сельскохозяйственного назначения напрямую зависит от уровня применения средств химизации. Использование результатов исследования позволит наметить пути сохранения плодородия почв республики, а также повысить уровень их окультуренности.

Результаты агрохимического обследования почв с рекомендациями по повышению их плодородия вручаются хозяйствам для дальнейшего их применения на практике.

Результаты агрохимического обследования почв положены в основу ежегодного издания "Агрохимическая характеристика почв Республики Татарстан по состоянию на I января текущего года" (с учетом последнего года обследования) для пользования руководства селккохозяйственных органов республики.

Данные баланса элементов питания являются показателями интенсивности ведения земледелия и критериями для дальнейшего сохранения плодородия почв.

Апробации работы. Материалы диссертации доложены на Всероссийском научно-практическом совещании "Известкование кислых почв. Проблемы и пути их решения" (Казань, 2002); Международной научной конференции "Роль почвы в формировании естественных и антропогенных ландшафтов" (Казань, 2003).

Публикации, По теме диссертации опубликовано 3 работы.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 158 стр. машинописного текста, состоит из введения, двух глав, выводов и предложений производству, содержит 13 таблиц, 7 рисунков, 3 приложения.

Список литературы включает 236 источников, из них 10 на иностранном языке.

Условия, объекты и методика проведения исследований

Предкамье занимает северную часть Республики Татарстан. В климатическом отношении район умеренно прохладны». Сумма температур воздуха за период с температурой выше 10°С - 2070 - 2130. Период активной вегетации большинства сельскохозяйственных культур составляет 130 - 150 дней. Этот район достаточного увлажнения. Количество осадков за период май-сентябрь составляет более 240 мл. Продолжительность безморозного периода на большей части территории 120- 130 дней.

Сельскохозяйственные угодья на территории занимают 1405,4 тыс. га, из них пашня - 1064,3 тыс.га или 76%.

Наибольшее распространение в общей площади сельскохозяйственных угодий получили серые лесные почвы, занимающие площадь 818,2 тыс.га (58,2%) и дерново-подзолистые — 257.6 тыс.га (18,4%). В составе почвенного покрова имеются также коричнево-серые, дерново-карбонатные, черноземы, пойменные, болотные и прочие почвы.

В основу диссертационной работы положены результаты многолетних исследований (1964 - 2003 гг.), проведенных ФГУ'ЦАС'Татарский", по изучению плодородия почв пашни Предкамской зоны Республики Татарстан. Обследование почвенного покрова осуществлялось под научно-методическим руководством ЦИНАО. Первый этап агрохимического обследования почв был завершен в 1970 г. С 1986 г. обследование почв выполняется с периодичностью раз в пять лет.

По состоянию на 1,01.2004 г. во всех районах Предкамье завершен VI цикл, а в 11 районах - VII цикл агрохимического обследования почв.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛВДОВАНИЯ

Изменение плодородия почв, применения удобрений н продуктивности пашни Предкамья Республики Татарстан

По уровню химизации за последние 39 лет в Республике Татарстан можно выделить четыре периода: начало химизации (1965 - 1970 гг.), интенсивная химизация (1971 - 1993 гг.), спад химизации (1994 - 1997 гг.), низкий уровень химизации (1998 - 2003 гг.). Из таблицы 1 следует, что в начальный период химизации в районах Предкамья ежегодно известковалось чуть больше 70 тысга кислых почв. В дальнейшем была достигнута определенная цикличность и в 1986 году республика перешла к 5-легнему циклу известкования с ежегодными объемами в Предкамье в 1986 - 1997 тт. - 115,1 -178,7 тыс.га. Практически одновременно начались работы и по фосфоркгованию почв.

Таблица 1

Изменения объемов применения удобрений, продуктивности пашни и показателей плодородия почв Предкамья Республики Татарстан

Показатель 1 цикл Н цикл Шцнкл IV цикл V цикл VI цикл 2001 г. 2002 г. 2003 г.

19651970гг. 19711979гг. 1980-1985гт, 19861990гг. 19911995гг. 19962000гг

Среднегодовое применение агрохимических средств и удобрений

Внесение минеральных удобрений, кг/га д. в. 18,8 54,0 80,1 134,2 175,8 102,8 90,0 77,0 62,5

Внесение органических, удобрений, т/га 2,2 4,5 5,7 6,7 6,0 3,7 3,0 3,3 зд

Известкование тыс. га 70,5 78,0 81,8 151,2 158,5 ! И 5,4 ) 88,7 73,5 73,7

Фосфорито-ваиие, тыс. га - 9,0 15,1 26,0 29,7 1 - - - -

Среднегодовая продуктивность пашни

Урожайность зерновых, 1у"га 13,7 13,4 15,5 15,8 22,7 | 25,0 36,3 35,2 35,7

Урожайность картофеля, ы/га 84 79 71 93 103 92 107 91 118

Средневзвешенный показатель плодородия почв

Величина РН 5,4 5,5 5,5 5,4 5,4 5,5 5,5 5,5 5,5

Содержание Рг05, мг/кг 72,8 90,7 114,4 133,8 149,2 154,3 150,3 145,5 140,3

Содержание К20 мг/кг 100,8 105,6 115,7 121,2 133,7 134,8 137,7 132,2 129.9

Объемы внесения минеральных удобрений выросли с 18,8 кг/га д.в. в 1965 - 1970 гг. до 229 кг/га д.в. в 1993 году, а органических с 2,2 до 6,7 т/га посева

Благодаря интенсивному применению средств химизации значительно возросло плодородие пашни Предкамской зоны республики. В 1991 - 1997 гт, стали получать устойчивые урожаи зерновых в 22,7 ц/га, картофеля - 103 ц/га.

Снижение объемов агрохимических работ начиная с 1994 года наметило тенденцию ухудшения плодородия почв пашни, что несомненно приведет к снижению ее продуктивности. В 2001 - 2003 гг. в среднем минеральных удобрений было внесено лишь 76,5 кг/га д.в., органических — 3,2 т/га, известкование проведено на площади 78,6 тыс.га, С 1997 года полностью прекращены работы по фосфоритованию почв.

В результате исследований проведен корреляционно-регрессионный анализ, показавший тесную зависимость агрохимических показателей плодородия почв от возрастающих доз удобрений: у(Р303) = 10,92 + 0,60х, Я=0,36 у(КгО) = 54,19 + 0,33х, К=0,90;

урожаев сельскохозяйственньЕх культур от возрастающих доз удобрений:

у(урожай зерновых) = 15,24 4- 0,08х, К=0,85 у(урожай картофеля) = 84,68 + 0,07х, К=0,84; площади кислых почв от объемов ежегодного известкования: у = 743,63 ~1,02х, К=0,74.

Одним из наиболее концентрированных показателей эффективности применения минеральных и органических удобрений является окупаемость их прибавками урожая (табл.2). В 2001 - 2003 гг. отдача ог удобрений урожаем зерна была в 1,2 - 1,4 раза выше нормативного показателя.

Таблица 2

Окупаемость удобрений прибавками урожая зерновых по зоне Предкамья РТ за 1995 - 2003 гг.

Года Урожайность, ц/га Внесено удобрений, кг/га д.в. Прибавка урожая от удобрений, iVra Окупаемость удобрений прибавкой урожая, кг на 1 кг NPK

Всего В том числе

N Р К фактическая нормативная

1995 17,58 137,40 71,93 24,33 41.20 4,17 3,04 4,17

1996 29,47 165,60 88,20 27,60 32,00 7,73 4,57 4,08

1997 41,13 161,33 78,93 50,07 38,67 11,07 6,34 4.09

1998 17,93 13527 78f00 31,40 25,93 4,09 3,58 4,39

1999 17,83 99,80 6320 15,87 20,73 3,34 3,29 4,23

2000 22,07 165,28 76,41 19,95 22,78 4,48 3,74 4,13

2001 36,29 120,90 72,75 23,39 26,46 8,59 6,45 5,11

2002 35,26 127,45 80,61 26,38 22,04 8,19 6,76 5,19

2003 36,01 94,64 62,78 15,41 16,44 7,23 7.84 5,31

Гумусное состояние почв

Исследованиями гумусного состояния почв установлен низкий уровень по основному показателю плодородия. По состоянию на 1.01,2004 гг. почвы с низким содержанием гумуса составляют 76.9% площади пашни или 823.2 тыс.га(табл,3). Из них 25.1% приходится иа очень низкий (критический) уровень. Повышенное и высокое содержание гумуса характерно всего лишь для 102,6 тыс.га или 9.6%. Средневзвешенная величина равняется 2.4%. Учитывая низкую обеспеченность почв гумусом необходимо уровень эффективно-

Таблица 3

Содержания гумуса в почвах пашни Предкамскон зоны Республики Татарстан на 1.01,2004 г.

Обследованная площадь, тыс. га Содержание гумуса Средневзвеш. содерж., %

Очень низкое Низкое Среднее Повешенное Высокое

т. га % т. га % т. га % т. га % т. га %

1070,0 268,6 25,1 554,6 51,8 144,2 13,5 71,7 6,7 30,9 2,9 2,4

Таблица 4

Баланс гумуса в земледелии Нредкамья Республики Татарстан

Фактический баланс гумуса за 1996 - 2002 гг. Переход на положительный баланс гумуса

Ежего дные потери за 19962002гг. т/га Накопл. гумуса т/га за счет Баланс гумуса за 1996 2002гг. т/га Внесе но орг. удсб. 19962002гг т/га Потребность в орг. удобрениях для бездефецит. баланса гумуса Площ, мн. трав ¿.\JVIJ- 2005гг. тыс. га Площ. ежегод. обновлени Я И ПОСёвй, тыс.га Площ. ежего д ¿апаш ки солом Ы, тыс.га Накопление гумуса за счет, т/га Б алан с гумус а, т/га

19962002 гг., т/га 20032005гг.

Пожн. остатков Орг. удо брен ий тыс. тонн т/га мног. трав свде рагго в мног. трав сидера ов сол омы

1,84 1,27 0,26 -0,31 3,7 8,1 6230 7,1 215,0 71,4 85,4 107,0 0,09 0,16 0,10 +0,54

ста земледелия рассматривать прежде всего через призму обогащения почв органическим веществом.

Данные баланса показывают (табл.4), что в земледелии Предкам ья существует довольно высокий дефицит гумуса. В 1996 - 2002 гг. степень восполнения его была лишь на 83%. Для покрытия дефицита гумуса 570 кг/га объемы применения органических удобрений должны были составлять 8,1 тонны на гектар пашни, а в 2002 году было внесено всего лишь по 3,3 тонны. Покрытие недостатка органических удобрений для создания бездефицитного баланса гумуса возможно увеличением площадей многолетних трав, сиде-ральных паров, запашки соломы.

Кислотный режим почв

Реакция почвенного раствора - весьма существенный фактор плодородия почв. Наукой и передовой практикой доказано, что наличие кислых почв является одним из главных лимитирующих факторов получения высоких и стабильных урожаев сельскохозяйственных культур.

Результаты первого цикла агрохимического обследования показали, что площади кислых почв (рН<5,6) составляли 778,0 тыс га или 64,0% от обследованной площади. Средневзвешенное значение рН равнялось 5,5 (табл,5).

Таблица 5

Динамика площадей кислых почв пашни Предкамском зоны Республики Татарстан по циклам обследования

Цикл обследования Обследованная площадь тыс. га Степень кислотности Средне-щве-шен- 1ЮС рН

сильнокислая средне-кислая слабо кислая всего кислых почв близки к шора-*«, юлркывя

т. га % т.га % т.га % т.га % т.га %

1 12083 12,1 1,0 204,8 17,0 561,1 46,4 778,0 64,0 430,3 35,6 5,4

11 1226,4 17,5 1,4 195,8 16,0 491,4 40,0 704,7 57,4 521,7 42,6 5,5

III 1208,0 17,7 У 189,9 15,7 428Д 35,4 635,7 52,6 5723 47,4 5,5

IV 11%,8 21,7 1<8 212,1 17,7 470,3 39,3 704,1 58,8 492,7 41Д 5,4

V 1172,1 35,4 3,0 228,9 1Я5 417,6 35,6 681,9 58,1 490,2 415 5,4

VI из и 29,1 2,6 187,6 16,6 358,8 31,7 575,5 50,9 555,7 49,1 5.5

1Й1ЖИ 1070,0 24,8 23 150,7 14,1 345,4 323 520,9 48,7 549,1 513 5,5

С 1967 года в Предкамье планомерно проводилось известкование кислых почв. Поэтому к концу третьего цикла обследования их площадь снизи-

лись до 635,7 тыс.гз (52,6%). Вместе с тем до 19£5 года темпы известкования оставались низкими, а продолжительность цикл,! составляла 7,7 -11,0 лет. Естественно при таких темпах известкования плсщадн кислых поив увеличились и составили к концу четвертого цикла обследования - 704,1 тыс.га (58,8%), а к концу пятого цикла -681,9 тыс,га(58,1%).

Благодаря довольно большим объемам ежегодного известкования (100 -178 тыс.га) и качественного проведения этой работы в течении 1985 —1997 тт. площади кислых почв в дальнейшем заметно снизились и на 1.01.2004г. со* ставили 520,9 тыс.га или 48,7% от обследованной площади. Из них сильнокислые - 24,8 тыс.га (2,3%), среднекислые - 150,7 тыс.га (14,1%), слабокислые - 345,4 тыс.га (32,3%). Средневзвешенная величина рН равняется 5,5. Учитывая высокое последствие известкования, можно было бы и в дальнейшем рассчитывать на сохранение достигнутого уровня почвенной кислотности и ее дальнейшего снижения. Однако нарушение с 1998 г. пятилетнего цикла мелиоративного известкования не дает оснований для такого оптимистического суждения. Уже в ближайшие годы можно ожидать заметное увеличения площадей почв с повышенной кислотностью. Сказанное подтверждается данными агрохимического обследования почв.

Сравнение результатов VI цикла обследования с данными обследования по состоянию на 1.01.2004 г. говорит о замедления темпа сокращения площадей кислых почв. За этот период площади кислых почв сократились всего лишь на 54,6 тыс. га (2,2%).

О начале процесса подкислення и деградации почв в Предкамье и в целом по республике говорят и данные расчета баланса карбонатов кальция и магния, который в 2002 и 2003 годах составил соответственно - 7 -11 кг/га (табл. 6).

Таблица 6

Баланс карбонатов кальция и магния п пахотных почвах Республики Татарстан, »т/га

Статьи баланса IX)ДЫ

19811985 19911995 1996 1997 2001 2002 2003

Приход, всего 330 498 531 456 359 259 257

в том числе с известковыми удобрениями 298 439 470 427 330 241 241

Расход, всего 315 329 329 328 337 285 289

в том числе вымыванием из почвы 180 198 198 180 190 184 191

Вынос с урожаями 68 58 59 63 91 59 57

Нейтрализация физиологически кислых минеральных удобрений 67 73 72 85 56 42 41

Баланс, + - 15 169 202 128 22 -26 -32

Баланс,+ - (Предкамье) 96 316 423 306 207 -7 -11

Фосфатный режим почв

В настоящее время считается, что запас подвижных фосфатов может служить одной из главных характеристик окультуренности почвы.

Результаты первого цикла агрохимического обследования показали, что более половины (54,3%) обследованных почв приходилось на почвы с очень низким (189,9 тыс.га) и низким (465,5 тыс.га) содержанием подвижного фосфора. Почвы повышенной и высокой степени обеспеченности фосфором заняли 232.7 тыс.га (19.2%), средневзвешенное равнялось 72,8 мг/кг (табл. 7).

Таблица 7

Динамика содержания подвижного фосфора в почвах пашни Предкамской зоны Республики Татарстан по циклам обследования

Цикл обследования Содержание фосфора Средневзвешенное мг/кг

Очень низкое Низкое Среднее Повышенное Высокое Очень высокое

т. га % Т. га % т. га % т. га %

1 655,4 54,3 320.2 26,5 152,1 12,6 80,6 6,6 72,8

II 425,0 34,7 369,3 30,1 241,0 19,6 191,1 15,6 90,7

Ш 195,7 16,2 422,4 35,0 285,7 23,6 304,2 25,2 114,4

IV 86,4 73 374,8 31,3 303,0 25,3 432,6 36,1 133,8

V 44,0 3,7 288,1 24,6 298,2 25,4 541,8 463 149,2

VI 44,7 4,0 244,5 21,6 294,4 26.0 547,6 48,4 154,3

1.012ЙМ 66,9 6,2 305,2 28,5 297,8 27,8 400,7 37.5 140,3

В дальнейшем количество почв повышенной и высокой обеспеченности подвижным фосфором планомерно увеличивалось, а низкой уменьшалось. Причиной этого являлись все возрастающие объемы применяемых удобрений, которые достигли своего максимума в 1986 - 1994 гг. К концу шестого цикла обследования средневзвешенное содержание подвижного фосфора увеличилось до 154,3 мг/кг почвы.

В последние годы уровень применения удобрений резко снизился. В результате наметилась тенденция ухудшения фосфатного режима почв. Анализ тенденций изменения результатов между VI циклом обследования и по состоянию на 1,01.2004г. показывает, что средневзвешенное содержание подвижного фосфора за этот период снизилось на 14,0 мг/кг.

В целом на 1.01.2004г. почвы повышенной и высокой обеспеченности подвижным фосфором занимают 697,9 тысга (65,3%). На долю почв с очень низким и низким содержанием доступного фосфора приходится 6,2%. Средневзвешенное содержание равняется 140,3 мг/кг.

За оптимальное, для получения высоких и стабильных урожаев сельскохозяйственных культур, содержание фосфора в почвах республики приня-

та величина 150 мг/кг (Рекомендации по составлению проеетно-сметной документации на комплексное агрохимическое окультуривание полей, Казань, 1983), Из этого можно заключить, что в пахотных почвах Предкамья необходимо фосфорный уровень немного повысить. Учитывая это, а также наметившуюся опасность истощения плодородия по^в в отношении фосфора до недопустимого уровня, необходимо возобновить поставки фосфорных удобрений аграрному сектору республики в размере, обеспечивающих стабилизацию содержания подвижных (|юсфатов на достигнутом уровне, а также дальнейший их рост.

Калийный режим почв

Калий выполняет многосторонние функции в жизни растений. Установлено, что из всех катионов он необходим растению в наибольших количествах.

Результаты первого цикла агрохимического обследования показали, что из 1208,3 тыс.га обследованной площади пахотных земель Предкамья, 373,4 тыс.га (30,9%) имели очень низкое (34,4 тыс.га) н низкое (339,0 тыс.га) содержание обменного калия. На долю почв с повышенным и высоким содержанием доступного калия приходилось 284,6 тыс.га (23,5%). Средневзвешенное содержание составило 100,8 мг/кг (табл.8).

Таблица 8

Динамика содержания обменного калия в почвах пашни Предкамскон зоны Республики Татарстан па циклам обследования

Цикл обследования Содержание калия Средневзвешенное мг/кг

Очень низкое Низкое Среднее Повышенное Высокое Очень высокое

т. га % т. га % т. га % т. га %

I 373,4 30,9 550,3 45,6 209,5 17,3 75,1 6.2 100,8

П 300,7 24,5 594,6 48,5 251,4 20,5 79,7 6,5 105,6

Ш 205,8 17.0 544,3 45,0 337,1 28,0 120,8 10,0 115,7

IV 199,4 16,7 506.8 42,3 343Д 28,7 147,4 12,3 121Д

V 101,0 8,7 440,1 37,5 427,7 36,5 203,3 17,3 133,7

VI 93,7 8,3 424,4 37,5 417,6 36,9 195,5 17,3 134,8

1.012004 120,3 11.2 413,4 38,6 368,6 34,5 167.7 15,7 129,9

В дальнейшем после каждого цикла обследования наблюдается постепенное увеличение содержания в почвах обменное калия, что вероятно, связано с положительным действием и последействием довольно высоких норм органических и минеральных удобрений, внесенных на поля вплоть до 1997 года. К концу шестого цикла обследования средневзвешенное содержание обменного калия увеличилось иа 34,0 мг/кг и состгшило 134,8 мг/кг.

По состоянию на 1,01,2004г. почвы Предкамья по содержанию обменного калия можно охарактеризовать как почвы повышенной обеспеченности.

Площади почв с повышенным и высоким содержанием этого элемента составляют 536,3 тыс.га (50,2%), а с очень низким и низким - 120,3 тыс.га (11,2%), средневзвешенное содержание равняется 129,9 мг/кг.

Сравнивая изменения результатов между VI циклом обследования и по состоянию на 1.01.2004г. можно заметить, что в почвах проявляется неблагоприятная тенденция к снижению обеспеченности их калием. Об этом говорит уменьшение средневзвешенного содержания калия с 134,8 до 129,9 мг кг. Все это является результатом резкого снижения уровня применения органических и минеральных удобрений в земледелии.

За оптимальное для роста и развития сельскохозяйственных растений содержание калия в почвах республики предлагаются следующие величины:

- дерново - подзолистые, серые - лесные - 170 мг/кг

- черноземы - 120 мг/кг (Рекомендации по составлению проектно-сметной документации на комплексное агрохимическое окультуривание полей, Казань, 1983),

В почвах Предкам ья предложенный оптимальный уровень еще не достигнут, Учитывая это, а также наметившийся процесс снижения обеспеченности почв обменным калием необходимо увеличить применение органических и калийных удобрений в требуемых объемах.

Баланс питательных веществ и его динамика

Одной из наиболее важных характеристик при оценки плодородия почв является баланс элементов питания. Его расчет за длительный период позволяет дать более объективную характеристику основным тенденциям, сложившимся в земледелии.

В 1987 — 1994 гг., в связи с высокими объемами применения минеральных и органических удобрений в земледелии сложился благоприятный баланс азота (рис. 1), Возмещение его выноса по годам колебалось от 134 до !77%. В последующие годы наблюдается ежегодное снижение объемов применения азота с минеральными и органическими удобрениями, что в свою очередь отразилось на степени его восполнения. Естественным следствием явился начиная с 2001 года отрицательный баланс азота в земледелии, интенсивность которого постепенно растет.

Следует отметить, что в 1987 - 1995 гг. сложился благоприятным баланс фосфора, когда степень восполнения его достигла 108 - 299%. Это является вполне закономерным явлением, обусловленным ростом объемов поступления фосфора с удобрениями, что способствовало повышению содержания в почве легкоусвояемых растениями фосфатов. В последние годы в земледелии республики идет резкое снижение объемов применения фосфорных удобрений, в результате чего с 1999 года в республике установлен отрицательный баланс фосфора.

N (О <о ю

СГ> О)

(V) <<> -Ч- «1 05 О) О) СП О) О) О) <7>

|— !_«— I— к— I— I—

<0 1-. «а»От-<мД Фоспслоооо

□ЫШРОК

Рнс.1. Динамика баланса азота, фосфора, калия в почвах пашни Предкамья Республики Татарстан

Очень тревожная обстановка сложилась с балансом калия, который оказался положительным в 1987 - 1993 гг. (130%) и в 1995г. (100%), а во все остальные годы отрицательным. В 2003 году степень возмещения К^О составила 33,0%.

Обобщая данные баланса питательных веществ в земледелии можно сказать, что в республике из года в год большое внимание уделяется к применению азотных и недостаточное к примененшо фосфорных и калийных удобрений. Особенно тревожно то, что, за последние три года в Предкамской зоне республики ни по одному из элементов питания 100% восполнение не достигнуто. Данные баланса свидетельствуют о том, что сокращение уровня применения удобрений ведет к истощению почвенного плодородия.

Содержание микроэлементов и серы

Учитывая важную роль микроэлементов и серы в повышении урожайности и особенно качества сельскохозяйственной продукции, в республике проводят анализы содержания в почве молибдена, бора, марганца, цинка, меди, кобальта и серы (табл.9).

Результаты анализов показывают, что почвы Предкамья характеризуются довольно высоким содержанием подвижных марганца и меди, средневзвешенное содержание которых составляет соотв'лхггвенно 65,5 и 3,3 мг/кг.

Таблиц«9

Распределение площади пашни Преакамскон зоны Республики Татарстан по степени обеспеченности микроэлементами по состоянию на 1.01.2004 г.

№№ п/п Элементы Обследованная площадь тыс, га Степень обеспеченности Средне-взвешен, содерж., мг/кг

Низкая Средняя Высокая

т.га % т.га % т.га %

1 Молибден 1070,0 174,8 163 739,8 69,2 155,4 14,5 0,15

2 Бор 1070,0 161,6 15,1 494,1 46,2 414,3 38,7 0,56

3 Марганец 1070,0 2,4 0,2 248,7 23,2 818,9 76,6 65,5

4 Медь 982,6 и 0,1 44,5 4,5 936,9 95,4 3,3

5 Цинк 982,6 129,5 13,2 337,1 34,3 516,0 52,5 и

б Кобальт 1070,0 289,2 29,4 647,6 65,9 45,8 V 1,4

7 Сера 1070.0 585.9 54,7 412,6 38 6 71,5 6,7 7,6

По содержанию подвижных форм молибдена, бора, цинка почвы Предкамья относятся к средней (0,15, 0,56, 1,2 мг/кг), а по содержанию кобальта и серы стоят ближе к низкой степени обеспеченности (1,4, 7,6 мг/кг).

Содержание тяжелых металлов

Природные агроландшафты Республики Татарстан в определенной мере несут техногенную нагрузку, а почвы сельскохозяйственного назначения используются довольно интенсивно. Естественно при этом необходим агрохимический контроль не только за плодородием почв, но и поступлением тяжелых металлов в агроэкосистемы, выявлением наиболее опасных источников и зон загрязнения и принятием мер по рекультивации.

В 1994 году в республике было начато обследование почв на содержание тяжелых металлов. Оценка проводилась по содержанию в почве таких элементов как свинец, кадмий, медь, цинк, ртуть. Как видно из данных таблицы 10, средневзвешенное валовое содержание меди составляет 17,0, цинка - 40,5, свинца — 9,3, ртути — 0,016, кадмия - 0,48 мг/кг и ни по одному элементу превышение ПДК не обнаружено.

Таблица 10

Объемы исследования и результаты определения содержания солев тяжелых металлов в почвах Предкамскон зоны Республики Татарстан на 1.01.2004 года

Обследованная площадь, тыс. га Средневзвешенное содержание солей тяжелых металлов (ТМ) в почвах, мг/кг (валовое)

Медь Цинк Свинец Ртуть Кадмий

Итого по зоне: 1070,0 17,0 40,5 9,3 0,0 !6 0,48

ПДК 55 100 32 2,1 [ 2,0

ВЫВОДЫ

1. На основе крупномасштабного систематичного агрохимического обследования за 40-летний период впервые дана комплексная оценка агрохимического состояния почв Предкамья Реслублики Татарстан. Прослежена динамика основных показателей плодо|юдия почв в зависимости от уровня применения удобрений и химических мелиорантов.

2. Анализ данных объемов применения удобрений, урожайности и агрохимических свойств почв показал тесную корреляционную зависимость агрохимических показателей от доз удобрений:

Я=0,8б (подвижный фосфор) R=0,90 (обменный калий);

урожаев сельскохозяйственных культур от доз удобрений: RKJ.85 (зерновые) R=0,84 (картофель);

площадей кислых почв от объемов известкования: R=0,74.

3. Исследованиями гумусного состояния почв установлен низкий уровень по основному показателю плодородия. По состоянию на 1.01,2004 г. в Предкамье почвы с низким содержанием гумуса, составляют 76,9% площади пашни или 823,2 тыс.га. Средневзвешенный его показатель составляет 2,4%.

4. Достижение оптимального кислотного режима почв и сокращение площадей кислых почв возможно только посредством периодического (5-летний цикл) известкования. За период работа агрохимической службы, благодаря довольно высоким объемам известкования в 1984 - 1994гг. площади кислых почв в Предкамской зоне сократились на 202,5 тыс.га и на 1.01,2004 г, составили 520,9 тыс.га (48,7%). Из них слабокислые -32,3%, среднекислые - 14,1%, сильнокислые - 2,3%. Средневзвешенная величина кислотности стабилизировалась на уровне pH 5.5. Однако из-за резкого сокращения объемов известкования в ближайшей перспективе можно прогнозировать начало увеличения площадей кислых почв.

5. Одним из решающих условий высокопродуктивного земледелия является достаточная обеспеченность их подвижными фосфатами, содержание которых в пахотном слое следует поддерживать на уровне 150 мг/кг. Применение на полях Предкамья высоких объемов органических (6,5 т/га), минеральных (149 кг/га д.в.) удобрений, известкования (147 тыс.га) и фосфоршования (27,6 тыс,га) в течение более 10 лег обеспечило повышение уровня содержания в почве подвижною фосфора, средневзвешенное содержание которого возросло на 81,5 мг/кг. Площади почв с очень низким и низким содержанием фосфора уменьшилось на 610,7 тыс.га и почти на столько же увеличились почвы повышенной и высокой обеспеченности и на 1.01.2004 г. составили соответственно 66,9 (6,2%) и 697,6 тыс.га (65,3%), при средневзвешенной величине 140,3 мг/кг.

6. По содержанию обменного калия в почвах произошли менее значительные перемены. Средневзвешенное содержание обменного калия за эти годы увеличилось на 34,0 мг/кг. Почвы низкой и очень низкой обеспеченности уменьшились на 253,1 тыс.га, а с повышенной и высокой увеличились на 251,7 тыс.га. На 1.01.2004 г, они составили соответственно 120,3 (11,2%) и 536,3 тыс.га (50,2%), а средневзвешенное содержание 129,9 мг/кг.

7. Из-за резкого сокращения объемов применения удобрений в 1995 - 2003 гг. в последнее время наметилась тенденция снижения плодородия почв. Начинал с 2000 года постепенно увеличиваются площади почв с низким содержанием гумуса, фосфора, калия, уменьшаются площади почв с нейтральной реакцией среды. Средневзвешенной содержание подвижного фосфора уменьшилось на 14,0 мг/кг, обменного калия на 4,9 мг/кг.

8. Уровень применения средств химизации оказывает существенное влияние на баланс питательных веществ. В связи с высокими объемами применения органических и минеральных удобрений интенсивность баланса в 1987 - 1993 гг. составила по азоту 161%, фосфору 239%, калию 130%. Уменьшение использования удобрений привело к ухудшению баланса питательных веществ. В среднем за 2001 - 2003 гг. степень восполнения по азоту составила 80,0%, по фосфору - 53,0%, по калию лишь 38,0%,

9. Почвы Предкамья характеризуются довольно высоким содержанием микроэлементов - подвижных марганца н меди, средневзвешенное содержание которых составляет соответственно 65,5 и 3,3 мг/кг. По содержанию подвижных форм молибдена, бора, цинка почвы относятся к средней (0,15, 0,56, 1,2 мг/кг), а по содержанию кобальта и серы стоят ближе к низкой степени обеспеченности (1,4,7,6 мг/кг),

10. Проведенная эколого-токсикологическая оценка содержания ТМ (меди, цинка, свинца, кадмия и ртути) в почвах показала, что уровень их содержания ни по одному из элементов не превышает ДДК. Для получения экологически безопасной растениеводческой продукции необходимо вести постоянное наблюдение, контроль за содержанием и трансформацией тяжелых металлов в почвах и растениях.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. С целью сохранения потенциального плодородия и достижения бездефицитного баланса гумуса, ежегодно необходимо вносить 7,1 т/га органических удобрений, довести площади многолетних трав до 215,0 тыс.га, си-деральных паров до 85,0 тыс.га заделки соломы в почву до 107,0 тыс.га.

2. Для поддержания нормального течения физико-химических и биологических почвенных процессов и научно-обоснованного пятилетнего цикла, в Предкамье необходимо известковать ежегодно 160 — 180 тыс.га кислых почв. В условиях дороговизны промышленных туков возродить фосфо-

рктовзние кислых почв с низким фосфатным уровнем местной Сюндю-ковской фосфортчюй мукой с ежегодным объемом 25 - 29 тыс.га. 3. Для регулирования круговорота микроэлементов в земледелии и улучшения качества сельхозпродукции необходимо добиться посева 100% площадей озимых и яровых зерновых культур с семенами, обработанными ЖУСС, содержащим различные микроэлементы.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Алиев Ш.А., Шакиров В.З., Нуриев С, Ш,, Салимзянова И.Н. Агроэколога-ческая оценка земель Республики Татарстан // Агрохимический вестник. -2003,-С. 25-27.

2. Алиев Ш.А., Шакиров В.З., Нуриев С. Ш., Салимзянова И.Н, Микроэлементы в почвах Республики Татарстан // Агрохимический вестник. - 2003. -№6,-С. 13-14.

3. Алиев Ш.А., Ибрагимов A.B., Шакиров В.З., Нуриев С. Ш., Салимзянова И.Н. Известкование и плодородие почв Республики Татарстан П Роль почвы в формировании ландшафтов. Тр. Международной конф. "75 лет кафедре почвоведения КГУ" - Казань: Изд-во "ФЭН", 2003. - С. 228 - 232.

Издательство «Джайб» Лицензия № 0163 от 8.09.1999г.

Бумага офсетная ВХИ, Формат 60x84/16. Печать RISO, Объем 1,25 п. л. Тираж 100 экз. Заказ 79.

Отпечатано с готового оригин;щ-макета в типографии ООО «Джайб». г. Казань, ул. Роторная, 1