В настоящее время в мире растет интерес к достижению сбалансированных сельскохозяйственных систем и проводится много исследований, направленных на вовлечение в агроценозы биологического азота [1, 2, 3].

Для оценки содержания гумуса в пахотных почвах Российской Федерации принята группировка, включающая 6 градаций [5]. Принято считать, что допустимые изменения свойств почв и почвенного покрова, в пределах которых почва (почвенный покров) не меняет своего таксономического положения, либо загрязнение почвы и сельскохозяйственной продукции не превышают существующих государственных нормативов – ПДК, МДУ и др. [6].

Почвенным институтом им. В.В. Докучаева [6] для черноземов выщелоченных тяжелосуглинистых определены предварительные диапазоны изменения содержания гумуса, составляющие (от массы почвы): минимально допустимое – 6,0–7,0 %, оптимальное – 7,0–8,5 и максимально допустимое – до 9,0 %.

По данным агрохимического обследования (ВНИИА) из общей площади пашни максимальную долю (~ 73 %) занимают почвы, характеризующиеся второй и третьей группами по содержанию гумуса (2–6 %). Оптимальное содержание (6–8 % гумуса) имеют около 20 % площадей (табл. 64). Cущественных изменений в содержании гумуса в черноземах Ульяновской области за последние семь лет не произошло, хотя снизилось количество площадей с низким (первая группа) содержанием гумуса, что, вероятно, связано с выведением этих почв из активного сельскохозяйственного использования. Наряду с этим уменьшилась площадь пашни, относящейся к третьей группе по содержанию гумуса.

Условия и методы исследований. Погодные условия в 2004–2014 годы исследований были различными по температурному режиму и влагообеспеченности почвы и наиболее полно отражали особенности региона лесостепи Поволжья, что оказало воздействие на урожайность сельскохозяйственных культур и позволило всесторонне оценить действие используемых факторов.

Почва опытного участка чернозем выщелоченный тяжелосуглинистый. Содержание гумуса в пахотном слое составляло 6,43–6,62 %, общего азота – 0,26 %, подвижного Р2О5 – 214–228 мг/кг почвы (очень высокое) и обменного К2О – 101–117 мг/кг почвы (повышенное) по Чирикову, рНkcl – 6,3–6,8, гидролитическая кислотность 1,20–1,29 ммоль/100 г почвы, сумма поглощенных оснований 39,7–42,2 ммоль/100 г почвы, степень насыщенности основаниями 96,9–97,2 %.

Результаты и их обсуждение. Чернозем выщелоченный, на котором проводили опыт, до закладки характеризовался содержанием гумуса в пределах 6,43–6,59 % и которое соответствовало четвертой группе (6,1–8 %) и оптимальному значению, определенному Почвенным институтом им. В.В. Докучаева (6–7 %).

При использовании земель существенным снижением содержания гумуса считается его уменьшение на 15 % от исходного уровня [4]. В результате определения содержания гумуса до закладки опыта и по окончании ротации семипольного севооборота выявлены его изменения (Табл.1).

Таблица 1 Динамика содержания гумуса в пахотных почвах Ульяновской области (ВНИПТИХИМ, 1987; ВНИИА, 2005, 2013)

Показатель	2004 г.		2010 г.
	тыс. га	%	тыс. га	%
Обследуемая площадь	1 666,3	100,0	1 584,0	100,0
Группа:
первая (< 2 %)	106,6	6,4	74,7	4,7
вторая (2,1–4,0 %)	574,4	34,5	547,8	34,6
третья (4,1–6,0 %)	638,9	38,3	622,2	39,3
четвертая (6,1–8,0 %)	292,0	17,5	305,7	19,3
пятая (8,1–10,0 %)	51,6	3,1	32,9	2,1
шестая (> 10 %)	2,8	0,2	0,7	0,0

 

При использовании почвы без применения удобрений содержание гумуса в почве снизилось на 0,23– 0,28 %, среднегодовое падение составило 0,0375 %. Учитывая критерии существенного снижения содержания гумуса, равное 15 % от исходного, составляющее 0,675 %, в черноземе выщелоченном тяжелосуглинистом через четверть века при использовании пашни без внесения удобрений и удалении соломы выращиваемых культур произойдет существенное снижение содержания гумуса.

При внесении  минеральных удобрений  и  запашке соломы содержание гумуса в пахотном слое почвы снизилось за семь лет на 0,05–0,08 %, что вряд ли можно говорить о достоверном снижении, но явно прослеживается его тенденция. Внесение в начале севооборота 25 т/га навоза и 12,5 т/га ОСВ в результате поступления свежего органического вещества как самих удобрений, так и за счет увеличения пожнивно-корневых остатков и соломы, содержание гумуса в пахотном слое чернозема выщелоченного тяжелосуглинистого имело слабую тенденцию к снижению.

Следовательно, использование минеральных удобрений в суммарной дозе N140P95K175 за севооборот и внесение навоза и осадка сточных вод в дозах 25 и 12,5 т/га не способствуют сохранению содержания гумуса в пахотном слое почвы (Табл.2).

Внесение в начале севооборота 5 т/га соломы, 50 т/га навоза и 25 т/га ОСВ, запашка викоовсяной смеси в качестве сидерата, а также ежегодное заделывание соломы возделываемых культур, обеспечивает сохранение или даже слабое увеличение содержания гумуса в пахотном слое чернозема выщелоченного тяжелосуглинистого.

С использованием данных по изменению содержания гумуса за ротацию севооборота и значений баланса гумуса выявлена зависимость изменений его содержания от баланса, которая описывается уравнением регрессии: У = 3,352 4х + 1,152 8, R2=0,6935, где У – изменение содержания гумуса, %; х – баланс гумуса, т/га; R2 – коэффициент аппроксимации, показывающий совпадение расчетных и фактических данных.

Таблица 2 Изменения содержание гумуса в почве за ротацию семипольного севооборота при использовании удобрений на различных фонах, %

Вариант	Фон						Среднее изменение по варианту
	Нулевой		Диатомит		Инокуляция
	Исходное	+/–	Исходное	+/–	Исходное	+/–
1. Контроль	6,50	–0,27	6,53	–0,28	6,48	–0,23	–0,26
2. N140Р95К175	6,46	–0,08	6,54	–0,08	6,51	–0,05	–0,07
3. Навоз 25 т/га	6,59	+0,04	6,62	–0,12	6,54	–0,05	–0,04
4. Навоз 50 т/га	6,43	+0,24	6,47	+0,12	6,48	+0,21	+0,19
5. ОСВ 12,5 т/га	6,43	–0,03	6,49	–0,14	6,45	–0,11	–0,09
6. ОСВ 25 т/га	6,55	+0,02	6,50	+0,05	6,57	+0,08	+0,05
7. Сидерат	6,45	+0,09	6,46	+0,06	6,48	+0,03	+0,06
8. Солома + N115	6,61	+0,10	6,58	+0,07	6,61	+0,08	+0,08

 

При значении R2 = 0,69 связь между изучаемыми показателями умеренная, приближающаяся к сильной, то есть, с увеличением (или уменьшением) значения баланса гумуса в почве практически адекватно увеличивается (или уменьшается) содержание гумуса в пахотном слое чернозема выщелоченного тяжелосуглинистого.

Установлена также связь фактического изменения гумуса (т/га) со значением расчетного баланса гумуса в пахотном слое почвы, которая выражается уравнением регрессии:

У = 0,002 3х3 – 0,006 1х2 + 0,025 7х + 1,278 3, R2 = 0,499, где У – фактическое изменение гумуса (т/га); х – расчетное значение баланса гумуса, т/га.

Значение R2 = 0,499 указывает на умеренную связь фактического и расчетного изменения содержания гумуса в пахотном слое чернозема выщелоченного тяжелосуглинистого.

Без удобрений и при удалении с поля соломы формируется отрицательный (-0,10 т/га) баланс гумуса, значение которого снижается (-0,06…-0,03 т/га) на фоне с диатомитом и использованием биопрепаратов. При внесении удобрений и при заделке соломы всех культур баланс гумуса становится положительный (+0,75…1,97 т/га). Увеличивают значение баланса внесение навоза в дозе 50 т/га и возделывание культур на фоне с диатомитом и при использовании биопрепаратов в результате большего поступления в почву соломы и пожнивно-корневых остатков.

Таким образом, существует устойчивая зависимость изменения содержания гумуса в пахотном слое чернозема выщелоченного, что позволяет прогнозировать его изменения в севообороте.

Список литературы

1.      Никитин С.Н. Влияние последействия органических удобрений и инокуляции семян на продуктивность яровой пшеницы / С.Н. Никитин// Земледелие. – №8. – 2013. – С. 12–14.

2.      Никитин С.Н. Влияние средств химизации и биологизации на урожайность озимой пшеницы / С.Н. Никитин // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. – № 1. – 2014. – С. 24– 29.

3.      Никитин С.Н. Оценка эффективности применения биопрепаратов в Среднем Поволжье / С.Н. Никитин. – Ульяновск: Изд-во ИПК «Венец» УлГТУ, 2014. – 135 с.

4.      Постановление Правительства Российской Федерации от 22 июля 2011 г. № 612 «Об утверждении критериев существенного снижения плодородия земель сельскохозяйственного назначения».

5.      Рекомендации по проектированию интегрированного применения средств химизации в ресурсосберегающих технологиях адаптивно-ландшафтного земледелия: инструктивно-методическое издание. – М. : ФГНУ «Росинформ-агротех», 2010. – 464 с.

6.        Фрид А.С., Кузнецова И.В., Королева И.Е., Бондарев А.П., Когут Б.М., Уткаева В.Ф., Азовцева Н.А. Зонально-провинциальные нормативы изменений агрохимических, физико-химических и физических показателей основных параметров пахотных почв Европейской территории России при антропогенных воздействиях // Методические рекомендации. – М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2010. – 176 с.