Плодородие в динамике. Как вернуть чернозёмам утраченное здоровье: фокус на Ульяновскую область

Freepik.com

Журнал «Агротехника и технологии»

сентябрь – октябрь 2023

Читать номер

В начале этого года в нескольких российских регионах (Ульяновской, Самарской, Саратовской, Ростовской и Воронежской областях, а также в Республике Башкирия) состоялись заседания экспертных советов, посвящённые почвенному плодородию. Цель этих собраний, организованных компанией «Сингента», была сугубо практическая — сформировать конкретные рекомендации по восстановлению здоровья почв, увы, зачастую убитых небережливым использованием. Экспертный совет рассматривал естественные и приобретённые характеристики региональных земель, историю использования почв и на основании этих данных выносил свой вердикт — в буквальном смысле пошаговое руководство для аграриев

Ульяновская область характеризуется неоднородностью рельефа: если правобережная её часть расположена на Приволжской возвышенности с выходящими к Волге Ундорскими, Кременскими и Сенгилеевскими горами, то левобережная часть лежит на холмистой равнине. Безусловно, это наложило отпечаток на состав региональных почв. Больше всего здесь чернозёмов, но есть и серые лесные, солонцеватые, пойменные и болотистые почвы.

Чернозёмы Ульяновской области, в основном, выщелоченные и типичные, нахождение гумуса в большей их части — не менее 6%. Гранулометрический же состав, от которого, в том числе, зависит почвенное плодородие, здесь тяжело- и среднесуглинистый. Гумусовый профиль у мощных чернозёмов достигает 81-91 см, у среднемощных — 47-71 см, а у маломощных — всего 24-38 см.

Губительная кислотность

Основная проблема сельскохозяйственных угодий региона — это последовательное распространение повышенной кислотности почв. Связано это с тем, что в 1990-е годы аграрии фактически прекратили известковать поля, сведя на нет приём коренного улучшения свойств местных почв, при этом продолжая заниматься интенсивным растениеводством. В итоге за последние полвека площадь кислых почв в Ульяновской области увеличилась на 16,4%.

Эксперты приводят данные, согласно которым площади кислых почв по области к январю 2017 года составили уже 685,5 тыс. га (49,2% обследованной площади пашни), в том числе распространение очень сильнокислых почв достигло 1,2 тыс. га, сильнокислых — 15,3 тыс. га, среднекислых — 211,5 тыс. га.  Слабокислые почвы занимают наибольшую площадь — 457,5 тыс. га, но сколько времени они будут оставаться в этой категории, если не возобновить в регионе известкование? 

Ситуацию нужно исправлять в срочном порядке, или из-за повышенной кислотности почв, в том числе, чернозёмов, культуры больше не смогут реализовать свой потенциал урожайности. Именно эта проблема вызывает наибольшую озабоченность экспертного совета в Ульяновской области. 

Разрешить её можно путём известкования, хотя это процесс дорогостоящий, и провести его силами хозяйств в нужных объёмах нереально. Однако, уверяют эксперты, на территории Ульяновской области есть возможность использовать такой эффективный мелиорант, как дефекат — продукт переработки сахарной свёклы на сахарных заводах. Кроме того, в регионе уже разведаны месторождения карбонатных пород (Баевское, Белогорское, Белогоровское-II, Еделевское, Забалуйское, Ермоловское) с высоким содержанием карбонатов кальция и магния. Сырьё этих месторождений пригодно для получения известняковой муки 1 и 2 сорта по ГОСТу 14050-93.

Почвенный гумус 

Чернозёмы — это богатые гумусом почвы, и в Ульяновской области их достаточно много — 64,6% сельхозугодий. Но сколько в них гумуса? Средневзвешенное содержание органических веществ этого типа в регионе составляет 4,84%. Безусловно, гумус распределён в почвах неравномерно, и его соотношение непрерывно меняется: в последнее время площадь почв с низким и очень низким содержанием гумуса выросла с 24 до 35%, а с высоким и очень высоким содержанием сократилась с 32 до 4%. Наибольшее средневзвешенное содержание гумуса (5,14-5,17%) отмечено в почвах Южной и Центральной зон Ульяновской области.

Элементы минерального питания

Количество микроэлементов в почвах в целом зависит от набора материнских пород региона. При этом важно, сколько этих элементов находится в подвижной форме — в той, что растения способны усвоить. Этот показатель обусловлен типом самой почвы и характером материнских пород, реакцией почвенной среды и содержанием полуторных окислов, карбонатов, органического вещества и, конечно, гранулометрическим составом.

Калием и фосфором в физиологически доступной растениям подвижной форме почвы региона обеспечены достаточно хорошо, да и ухудшения этого показателя за последние годы не было. Дело в том, что в 1970—1980 годы на поля Ульяновской области регулярно вносили высокие дозы минеральных удобрений, и именно эти «запасы», сложившиеся благодаря невысокой подвижности фосфора и калия, до сих пор поддерживают высокую обеспеченность почвы этими элементами. При этом повсеместно в почвах Ульяновской области цинка содержится довольно мало — нехватка обнаружена на 97,7% пашни.

Впрочем, повышенное содержание доступного для растений фосфора в почве (средневзвешенный показатель на январь 2016 года — 125,1 мг/кг) образовалось не только из-за добросовестного и возрастающего с годами внесения минеральных, но и органических удобрений. В какой-то степени это случилось благодаря уже упомянутому известкованию кислых почв до 1990-х годов, когда комплексное агрохимическое окультуривание полей проводили регулярно. 

В результате за период между I и VII циклами площади пашни с очень низким и низким содержанием подвижного фосфора уменьшились на 35,2%; со средним и повышенным — увеличились на 8,3%, с высоким и очень высоким — на 26,9%. В январе 2016 года 122,3 тыс. га (8,9% от обследованной площади пашни) составляли почвы с низкой и очень низкой обеспеченностью подвижными формами этого минерального элемента; 765,2 тыс. га (55,4%) — со средней и повышенной; 492,6 тыс. га (35,7%) — с высокой и очень высокой. Наибольшее средневзвешенное содержание подвижного фосфора (146,99 мг/кг) в почве было отмечено в Заволжской зоне.

Если говорить о том, сколько в почвах региона содержится физиологически доступного калия, то стоит отметить, что и по наличию этого элемента пахотные угодья тоже сравнительно стабильны — площади с очень низкой и низкой обеспеченностью постепенно сокращаются в пользу площадей со средним и повышенным содержанием подвижного калия. В январе 2016 года на почвы с очень низкой и низкой обеспеченностью доступным калием приходилось 482,2 тыс. га (34,9%), на почвы со средней и повышенной обеспеченностью — 881,8 тыс. га (63,9%).  Средневзвешенное содержание подвижного калия на ту же дату составило 136,6 мг/кг, а это довольно много. Больше всего (144,19 мг/кг) средневзвешенное содержание подвижного калия отмечено в почвах Центральной зоны.

Структура чернозёма. Как улучшить?

Коэффициент структурности пахотных почв Ульяновской области, который напрямую зависит от содержания гумуса, колеблется от 0,64 (Ульяновский район) до 4,59 (Новомалыклинский район), но в целом по региону он невысокий, ниже оптимального (оптимальный — это 2,3 и больше) — в районах с серыми лесными почвами этот показатель составляет 1,67. Если говорить о чернозёмах области, то в них, как отмечают эксперты, при воздушно-сухом фракционировании достаточно большое содержание агрономически ценных агрегатов (62-82%), гораздо выше, чем в серых лесных почвах (53-69%), что тоже связано с содержанием гумуса. Плотность же почв региона колеблется от 0,99 до 1,40 г/см³, причём, сильнее всего уплотнён слой почвы на глубине 20-30 см — там плотность может доходить до 1,48 г/см³.

Конечно, в отношении структуры и плотности почвы региона требуются улучшения. Провести их можно по сравнительно стандартной, но всегда эффективной схеме. Хорошо работают в этой роли зернотравяные севообороты, удобрения (с использованием соломы, сидератов, высококремнистых пород) и комбинированная в севообороте обработка почвы. 

Спасительное биоразнообразие 

Между тем, восстановить плодородие, исправив исключительно механический состав почвы, не получится, поскольку одного этого будет недостаточно. Чтобы почвенные экосистемы полноценно работали, разлагая органические остатки и вытесняя из своей ниши патогенные грибы и бактерии, нужно повышать биоразнообразие микробиома. Сейчас без этого уже не обойтись. 

Сегодня многие хозяйства, занятые высокоинтенсивным производством, обращаются к системам картирования урожайности, чтобы иметь возможность рационально высевать культуры в своих земельных владениях и обоснованно вносить минеральные удобрения. Однако картировать поля следует и в микробиологическом аспекте, чтобы определить почвенное биоразнообразие разных участков и сформировать оптимальное соотношение между супрессорами и патогенами. Экспертный совет отметил, что при микологическом анализе почвы чаще всего встречаются представители родов Fusarium spp. (85%), Penicillium spp. (58%), Aspergillus spp. (43%), Cladosporium spp. (39%) и Alternaria spp. (4%). Помимо этого, часто наблюдаются и представители супрессивной микрофлоры — грибы рода Trichoderma spp. (43%).

Рекомендации по восстановлению почв 

Эксперты провели доскональный анализ современного состояния почв Ульяновской области и дали свои рекомендации, следуя которым буквально шаг за шагом можно оздоровить поля, улучшив состав и структуру земель, выровняв баланс микробиоты. Что же это за рекомендации? 

1. Необходимо рассчитывать научно обоснованные дозы внесения минеральных удобрений и баланса элементов питания по каждому полю отдельно (и следовать расчётам). 
   

2. По результатам листовой диагностики корректировать минеральное питание растений во время вегетации посевов.  
   

3. Чтобы компенсировать ежегодные потери гумуса в размере 0,8-1,6 т/га, не обойтись без внесения органических удобрений, навоза или компоста, — 8-20 тонн на гектар севооборотной площади.
   

4. Не пренебрегайте сидератами: высевайте донник, горчицу белую, масличную редьку и люпин с урожайностью 150-250 ц/га и запахивайте их. 
   

5. Также необходимо запахивать остатки соломы с 10 кг/га д.в. азота.
   

6. Помните, что любые органические удобрения нужно запахивать как минимум на 20 см вглубь пашни — только в этом случае появляется шанс, что они будут переработаны в гумус.
   

7. При минимальных или безотвальных системах обработки лучше всего перейти на дифференцированную систему обработки почвы (год вспашка — три года безотвальная или минимальная обработка). Перед вспашкой обязательно вносите органические удобрения.
   

8. В условиях минимальных обработок или no-till возникает проблема заделки растительных остатков (солома) и органических удобрений. Любая органика, оказавшаяся на поверхности, неизбежно будет минерализована до диоксида углерода, но гумус образовываться не будет.
   

9. Применяйте бактериальные препараты, чтобы ускорить разрушение целлюлозы.
   

10. Помните, что улучшение структуры коррелирует с ростом численности супрессивного микробиома.
    

11. Обязательно контролируйте давление на почву колёсной техники. Не допускайте превышения удельного давления на почву выше 0,6 кг/см².
    

12. Начинайте механические работы в поле только тогда, когда почва придёт в состояние физической спелости.
    

13. И, конечно же, проводите известкование!